一种彩色耐磨生漆涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐磨涂料技术领域。更具体地，涉及一种彩色耐磨生漆涂料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 生漆俗称"土漆"，又称"国漆"或"大漆"，它是从漆树上采割的乳白色胶状液体，一 旦接触空气后转为褐色，数小时后表面干涸硬化而生成漆皮。生漆的经济价值很高，具有耐 腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水和绝缘性好、富有光泽等特性，是军工、工业设备、农业机 械、基本建设、手工艺品和民用家倶等的优质涂料。也是中国传统出口的重要物资之一，并 以量多质好著称于世。
[0003] 许多设备的耐磨涂层一般用生漆涂刷，但是作为中国传统的涂料产品，生漆也有 许多弱点，比如漆膜干燥时间长、颜色单一、价格昂贵、有毒性、漆酚对人体还容易引起过 敏、不耐强氧化剂、耐碱性差、施工受温湿度影响较大等，一般在温度25~30°C，相对湿度 大于80~90%的条件下，才能顺利的干燥固化成膜。现有技术中，耐磨涂层多用化学合成 涂料或用玻璃钢树脂化学合成涂料或玻璃钢树脂，但是，表面光滑，摩擦系数小。
[0004] 虽然生漆具有上述的缺点，但是生漆涂刷具有一定的耐磨性，摩擦力适中，优于化 学合成涂料和玻璃钢树脂，是一种高性能的生物基材料，是目前世界上已知涂料中唯一不 需要化学合成、能在漆酶的催化作用下完成生物转化、常温即可固化成膜的天然生物高分 子材料，对环境不会构成任何破坏。
[0005] 由于生漆特殊的结构和成膜机制，生漆不仅具有很强的抗腐蚀、抗强酸以及抗有 机溶剂能力，而且有耐高温、耐磨损、防辐射、绝缘等性能，在工业设备设施保护上具有得天 独厚的综合性能优势。因此，对生漆进行改性成为了生漆应用和研究的重点。开展生漆改 性技术攻关，保留其优势的同时，克服其缺陷，可为生漆可持续发展寻找出路，另辟蹊径。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是克服现有生漆受温湿度影响较大、低温低湿条件下干 燥慢、需要在恒温恒湿条件下施工的缺陷和不足，提供一种不受温湿度影响的能在低温、低 湿条件下施工的彩色耐磨生漆涂料，克服了生漆施工条件要求较高，需要特定的温湿环境 的缺陷，常温即可干燥固化，可以缩短生漆的施工周期、降低生产成本，而且保留了生漆耐 磨性、摩擦力适中的优势。
[0007] 本发明的目的是提供一种彩色耐磨生漆涂料。
[0008] 本发明另一目的是提供上述彩色耐磨生漆涂料的制备方法。
[0009] 本发明的再一目的是提供上述彩色耐磨生漆涂料的应用。
[0010] 本发明上述目的通过以下技术方案实现： 一种彩色耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆40%~55%，植物微晶纤 维素10%~18%，金属粉末10%~15%，改性剂8%~15%，分散剂1%~7%，稀释剂10%~18%， 功能性助剂2%~5%，偶联剂0. 5~1. 5%。
[0011] 优选地，所述彩色耐磨生漆涂料由以下质量百分比的组分制成：生漆52%，植物微 晶纤维素13%，金属粉末12%，改性剂10%，分散剂3%，稀释剂6%，功能性助剂3%，偶联剂1%。
[0012] 其中，所述植物微晶纤维素是由农林生物质原料经过5~10%的盐酸酸化、达到 极限聚合度后，经中和、脱液、干燥得到。
[0013]具体地，所述植物微晶纤维素的制备工艺流程如下： 51. 按照农林生物质原料与水的质量比为1 :1~3的比例，将农林生物质原料切断粉 碎，加入水中； 52. 加入5~10%的盐酸溶液酸化并升温至90 °C，1h后，反应结束； 53. 用水洗涤数次后，经脱液干燥至物料含水量为10%以下，出料、粉碎，得到成品。
[0014]另外，优选地，所述所述农林生物质原料是水稻秸杆、小麦秸杆、豆科秸杆、大豆 皮、稻壳、核桃壳、花生壳或甘鹿渣中一种或几种。
[0015] 优选地，所述生漆为陕西安康、汉中、城口、毛坝或秦岭地区所产的生漆中的一种。
[0016] 优选地，所述改性剂为苯乙烯、植物油或甲基丙烯酸甲酯；所述分散剂为聚乙烯 蜡；所述稀释剂为200号溶剂油和/或松节油；所述功能性助剂为KD550或膨润土；所述偶 联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。本领域技术人员可以 在实际操作中按照需求不同而自行搭配使用。
[0017] 进一步地，所述植物油优选为桐油和/或亚麻油。
[0018]更优选地，所述植物油为质量比为1 :1. 5~4的桐油和亚麻油。
[0019]上述彩色耐磨生漆涂料的制备方法包括步骤如下： (1) 将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入植物微晶纤维素、分散剂、偶联 剂，边加边搅拌，混合均勾后研磨过滤出漆料；其中所述的搅拌速度为1000~1400r/min; (2) 再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
[0020] 本发明为了克服温湿度对生漆固化的限制，做了大量的研究和探索，发现植物微 晶纤维素（MCC)对于生漆干燥性能具有很好的优化作用。本发明在传统生漆中引入了植物 微晶纤维素，利用植物微晶纤维素的良好吸水性以及强剪切作用可以使MCC在水介质中形 成凝胶体的特性；而且植物微晶纤维素不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂，在稀碱溶液中部 分溶解、润胀，具有赋型、粘合、吸水膨胀、抗结块、助流、吸油、稳定、崩溃、分散等特性，能够 很好的改善生漆的加工性能，调控生漆的干燥性，制得的彩色耐磨生漆涂料能在低温、低 湿条件下干燥，利于设备低温施工，不需要恒温恒湿条件，突破了温湿条件的限制。
[0021] 本发明利用植物微晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，不仅克服了生漆施工 条件要求较高，需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低 湿条件下固化；而且还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明，该耐磨漆具 有优异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。 本发明具有以下有益效果： 本发明利用植物微晶纤维素与生漆和其他助剂的合理复配，克服了生漆施工条件要求 较高、需要特定的温湿环境的缺陷，使得生漆涂料不受温湿度影响，能在低温、低湿条件下 固化，实现了常温施工，能够缩短生漆的施工周期、降低生产成本。
[0022] 本发明的生漆涂料同时还保留了生漆耐磨性好、摩擦力适中的优势。经验证证明， 该彩色耐磨生漆涂料具有优异的耐腐蚀能力，耐酸、耐水、耐介质性能优良。 另外，本发明的彩色生漆漆膜颜色多样，合成工艺简单、条件易于控制，在保证生漆优 异性能的前提下，使生漆的色彩更加多样化，应用更加广泛。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的 限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0024]除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0025] 实施例1 1、一种彩色耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆52%，植物微晶纤维素 13%，金属粉末12%，改性剂10%，分散剂3%，稀释剂6%，功能性助剂3%，偶联剂1%。
[0026]所述植物微晶纤维素是由农林生物质原料经过5~10%的盐酸酸化、达到极限聚 合度后，经中和、脱液、干燥得到，具体制备工艺流程如下： 51. 按照农林生物质原料与水的质量比为1 :1~3的比例，将农林生物质原料切断粉 碎，加入水中； 52. 加入5~10%的盐酸溶液酸化并升温至90 °C，1h后，反应结束； 53. 用水洗涤数次后，经脱液干燥至物料含水量为10%以下，出料、粉碎，得到成品； 其中，所述农林生物质原料是水稻秸杆、小麦秸杆、豆科秸杆、大豆皮、稻壳、核桃壳、花 生壳或甘蔗渣中一种或几种。
[0027]所述生漆为安康漆，产地陕西安康。
[0028]所述改性剂为质量比为1 :1. 5~4的桐油和亚麻油。
[0029]所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
[0030]2、制备方法 (1) 将生漆和稀释剂在常温下搅拌、混合，再依次加入植物微晶纤维素、分散剂、偶联 剂，边加边搅拌，混合均勾后研磨过滤出漆料；其中所述的搅拌速度为1000~1400r/min; (2) 再加入改性剂和功能性助剂混匀，用稀释剂调整黏度。
[0031] 3、上述制备的彩色耐磨生漆涂料的性能测试 利用上述制备的彩色耐磨生漆涂料对摇床进行涂层测试，本实施例采用实验室小试方 法，分别在10~40°C、相对湿度45~90%的不同梯度下，对摇床床面的钢板材料进行涂层 实验，具体涂层方法按照本领域常规方法进行。
[0032]结果显示，所制备的彩色耐磨生漆涂料在不同的温度、湿度梯度下均能够很好的 干燥固化，无需特别的控制温度和湿度；而且漆膜不脱落、不起泡、不龟裂，摩擦力适中。
[0033] 实施例2 1、一种彩色耐磨生漆涂料，由以下质量百分比的组分制成：生漆40%，植物微晶