一种乳液型脱漆剂及其制备方法

1.本发明属于脱漆剂制备领域，尤其涉及一种乳液型脱漆剂及其制备方法。


背景技术：

2.油漆在现代生活中扮演着重要的作用，不仅可以保护基材不受腐蚀，延长基材的使用寿命，还可以起到修饰美化外观的作用。但在工作一定时间后，由于受到外界物理或化学因素的影响(如机械磨损、紫外线的照射、化学品的腐蚀等)，漆膜内部的高分子链段发生变化，局部涂层出现鼓包、脱落从而失去保护和装饰基材的作用，因此需要脱除旧涂层并重新涂漆。由于脱漆剂具有制备简单，脱漆效率高、速度快，操作简单等优势被广泛应用于漆膜的脱除。
3.传统溶剂型脱漆剂中的有机溶剂含量高，而大多数有机溶剂毒性强、挥发性高，有较强的刺激性气味，在使用过程中不仅会危害人体健康，而且会对环境造成严重的污染。随着环保意识的加强，乳液型脱漆剂逐渐引起人们的关注和研究。乳液型脱漆剂具备溶剂型脱漆剂的脱漆优点，由于其减少了挥发性有机溶剂的使用，并且水的加入还降低了脱漆剂乳液的挥发，极大程度上增加了脱漆剂的安全性和环保性。但由于大多数有机溶剂与水的极性不同、相容性差，制备的乳液稳定性相对较差。因此，制备一种稳定性好、脱漆效率高的乳液型脱漆剂成为了市场的迫切需求。


技术实现要素：

4.针对上述不足，本发明的目的在于提供一种乳液型脱漆剂及其制备方法。该乳液型脱漆剂稳定性好、脱漆效率高。
5.为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
6.本发明提供一种乳液型脱漆剂，按质量百分比计，包括主溶剂40％-60％，助溶剂5％-10％，蓖麻油改性纤维素纳米晶0.1％-2％，表面活性剂0.5％-10％，活化剂2％-5％，聚合物0.5％-2％，增稠剂0.5％-2％，水30％-50％。
7.纤维素纳米晶可以从棉花、木材、秸秆、滤纸及海鞘等生物质材料中分离提取，具有可再生性、生物降解性、生物相容性、高结晶度和刚性、重量轻但机械模量高、表面化学性质丰富、物理性能稳定等特点。由于纤维素纳米晶表面具有丰富的化学活性位点，可接枝不同的功能基团，赋予其多样化的性质和功能。用疏水性基团修饰纤维素纳米晶，可改变纤维素纳米晶在水中的流变性质，使其作为纳米添加剂来提高乳状液的稳定性成为了可能。本发明利用蓖麻油对纤维素纳米晶表面进行疏水化修饰，改变了纤维素纳米晶的亲/疏水性，使其便于吸附在油水界面，降低乳液的自聚力，减少乳液的聚结，进而提高脱漆剂乳液的稳定性。
8.优选的，蓖麻油改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
9.制备醛基化纤维素纳米晶；
10.制备乙酰化蓖麻油；
11.将醛基化纤维素纳米晶和乙酰化蓖麻油混合，溶剂为四氢呋喃，加入催化剂，在50～60℃下反应3～3.5d，得到蓖麻油改性纤维素纳米晶。
12.优选的，醛基化纤维素纳米晶的制备方法，包括：
13.s1.用液碱处理棉短绒，得到纯化后的棉短绒；
14.s2.用硫酸对纯化后的棉短绒进行水解，得到纤维素纳米晶悬浮液；
15.s3.调节纤维素纳米晶悬浮液的ph至3～4后，加入高碘酸钠，在45～50℃下避光反应3～4h，将反应液离心洗涤、透析、冷冻干燥后得到醛基化纤维素纳米晶。
16.优选的，乙酰化蓖麻油的制备方法，包括：将蓖麻油溶于甲苯中，将乙酰乙酸叔丁酯加入到蓖麻油溶液中，其中反应原料中酯基和羟基的摩尔比为(2～3)：1，在130～140℃下反应5～6h，反应结束后蒸出甲苯，得到乙酰化蓖麻油。
17.优选的，将醛基化纤维素纳米晶和乙酰化蓖麻油混合，反应原料中醛基和乙酰基的摩尔比为1:(1～1.5)，催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯。
18.优选的，将醛基化纤维素纳米晶和乙酰化蓖麻油混合反应结束后，还包括将反应后的悬浮液经离心洗涤、透析、冷冻干燥，得到蓖麻油改性纤维素纳米晶固体。
19.优选的，主溶剂为氯代烷烃、苯甲醚、丙酮中的一种或多种；助溶剂为甲醇、苯甲醇、乙醇、三乙醇胺中的一种或多种。
20.优选的，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐单油酸酯、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；活化剂为甲酸、乙酸、双氧水中的一种或多种；聚合物为聚乙烯吡咯烷酮；增稠剂为甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种或多种。
21.本发明还提供一种上述乳液型脱漆剂的制备方法，包括以下步骤：
22.将主溶剂、助溶剂、活化剂加入容器中，搅拌使其充分混合得到油相；
23.将蓖麻油改性纤维素纳米晶、表面活性剂加入水中，搅拌使其充分混合得到水相；
24.将水相缓慢滴加到油相中，搅拌乳化后缓慢加入聚合物，充分混合后再加入增稠剂，得到乳液型脱漆剂。
25.优选的，将水相滴加到油相中的搅拌速度为800～3000rpm，滴加的时间为20～30min。
26.本发明的有益效果是：
27.本发明使用pickering乳化概念，将绿色、无毒的蓖麻油修饰的纤维素纳米晶作为稳定乳液的纳米添加剂，用于脱漆剂乳液中，一方面，制备的脱漆剂乳液的稳定性有显著的提高；另一方面，可以降低有机溶剂的使用量，提高配方中水的占比，使乳液型脱漆剂更具安全性和绿色化。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。
29.图1为本发明实施例1制备的乳液型脱漆剂以及对环氧树脂涂层脱漆前后的外观图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
31.以下各实施例所用蓖麻油改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：
32.s1.制备醛基化纤维素纳米晶：
33.用2wt％naoh溶液在常温下对天然棉短绒进行预处理24h，产物用去离子水洗涤至中性后放入烘箱烘干。将纯化后的棉短绒用64wt％h2so4在45℃下水解1h，悬浮液用去离子水离心洗涤，然后在去离子水中透析3d，得到分散均匀的纤维素纳米晶悬浮液。将纤维素纳米晶悬浮液浓缩至质量分数约为2.67wt％后，用冰醋酸调节体系ph值为3，按照高碘酸钠与纤维素纳米晶质量比为1:1，将高碘酸钠加入纤维素纳米晶悬浮液浓缩中，在45℃下避光反应3h。反应后的悬浮液离心洗涤，透析后得到醛基化的纤维素纳米晶悬浮液，冷冻干燥后得到醛基化的纤维素纳米晶固体。
34.s2.制备乙酰化蓖麻油：
35.将蓖麻油溶于甲苯中，将乙酰乙酸叔丁酯加入到蓖麻油溶液中，其中反应原料中酯基和羟基的摩尔比为3：1，在130℃下反应6h，反应结束后蒸出甲苯，得到乙酰化蓖麻油。
36.s3.制备蓖麻油改性纤维素纳米晶：
37.将醛基化的纤维素纳米晶固体粉末，通过均质机使其分散在四氢呋喃中。加入乙酰化蓖麻油，反应原料中醛基和乙酰基的摩尔比为1:1，加入1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(dbu)作为催化剂，50℃下反应3d。将反应后的悬浮液离心洗涤，在去离子水中透析3d得到接枝蓖麻油的纤维素纳米晶悬浮液，冷冻干燥后得到蓖麻油改性纤维素纳米晶固体。
38.实施例1
39.一种乳液型脱漆剂，制备方法如下：
40.将二氯甲烷30％、苯甲醚7.5％、丙酮7.5％、甲醇5％和乙酸5％按比例置于烧杯中，搅拌充分混合得到油相；将蓖麻油改性纤维素纳米晶0.1％和表面活性剂十二烷基硫酸钠1％加入40.9％的去离子水中，搅拌充分混合得到水相；在转速1000rpm下，将水相缓慢滴加到油相中，搅拌20min，之后分别缓慢滴加聚乙烯吡咯烷酮1.5％和甲基纤维素1.5％，充分混合后得到乳液型脱漆剂。
41.经应用表明，本实施例制备的乳液型脱漆剂在室温下30d内不会发生分层，60d后仍然具有良好的脱漆效果，脱漆效率为99.5％。图1为本实施例1制备的乳液型脱漆剂的外观图片，以及对环氧树脂涂层脱漆前后的外观图片，可以看出，涂有环氧树脂的基底表面光滑、具有光泽，在脱漆剂浸泡后的1h内，环氧树脂涂层开始起皱、逐渐脱落，浸泡5h后完全剥离，呈现出无光泽的基底。
42.实施例2
43.一种乳液型脱漆剂，制备方法如下：
44.将二氯甲烷30％、丙酮15％、甲醇5％和乙酸5％按比例置于烧杯中，搅拌充分混合得到油相；将蓖麻油改性纤维素纳米晶0.5％和表面活性剂十二烷基硫酸钠1％加入40.5％的去离子水中，搅拌充分混合得到水相；在转速1000rpm下，将水相缓慢滴加到油相中，搅拌
20min，之后分别缓慢滴加聚乙烯吡咯烷酮1.5％和甲基纤维素1.5％，充分混合后得到乳液型脱漆剂。
45.经应用表明，本实施例制备的乳液型脱漆剂在室温下30d内不会发生分层，60d后仍然具有良好的脱漆效果，脱漆率为99.2％。
46.实施例3
47.将二氯甲烷30％、丙酮15％、甲醇5％和乙酸5％按比例置于烧杯中，搅拌充分混合得到油相；将蓖麻油改性纤维素纳米晶1％、表面活性剂十二烷基硫酸钠0.5％和聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯0.5％加入40％的去离子水中，搅拌充分混合得到水相；在转速1000rpm下，将水相缓慢滴加到油相中，搅拌20min，之后分别缓慢滴加聚乙烯吡咯烷酮1.5％和羟丙基纤维素1.5％，充分混合后得到乳液型脱漆剂。
48.经应用表明，本实施例制备的乳液型脱漆剂在室温下30d内不会发生分层，60d后仍然具有良好的脱漆效果，脱漆率为99.3％。
49.实施例4
50.将二氯甲烷30％、苯甲醚7.5％、丙酮7.5％、甲醇5％和乙酸5％按比例置于烧杯中，搅拌充分混合得到油相；将蓖麻油改性纤维素纳米晶0.5％、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵0.5％和聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯0.5％加入40.5％的去离子水中，搅拌充分混合得到水相；在转速1000rpm下，将水相缓慢滴加到油相中，搅拌20min，之后分别缓慢滴加聚乙烯吡咯烷酮1.5％和甲基纤维素1.5％，充分混合后得到乳液型脱漆剂。
51.经应用表明，本实施例制备的乳液型脱漆剂在室温下30d内不会发生分层，60d后仍然具有良好的脱漆效果，脱漆率为99.1％。
52.对比例1
53.一种脱漆剂，与实施例1不同之处在于，将0.1％的蓖麻油改性纤维素纳米晶替换为0.05％的蓖麻油和0.05％的纤维素纳米晶，制备得到溶剂型脱漆剂。
54.经应用表明，该溶剂型脱漆剂的脱漆效率为97.5％。
55.综上，本发明通过将蓖麻油改性纤维素纳米晶作为纳米颗粒稳定剂，不但能显著提升脱漆剂的稳定性，而且减少有机溶剂的使用量，制得了一种低毒环保的乳液型脱漆剂，该脱漆剂的脱漆效率在99％以上，满足市场需求。
56.需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
57.以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种乳液型脱漆剂，其特征在于，按质量百分比计，包括主溶剂40％-60％，助溶剂5％-10％，蓖麻油改性纤维素纳米晶0.1％-2％，表面活性剂0.5％-10％，活化剂2％-5％，聚合物0.5％-2％，增稠剂0.5％-2％，水30％-50％。2.根据权利要求1所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，所述蓖麻油改性纤维素纳米晶的制备方法，包括以下步骤：制备醛基化纤维素纳米晶；制备乙酰化蓖麻油；将醛基化纤维素纳米晶和乙酰化蓖麻油混合，加入催化剂，在50～60℃下反应3～3.5d，得到蓖麻油改性纤维素纳米晶。3.根据权利要求2所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，所述醛基化纤维素纳米晶的制备方法，包括：s1.用液碱处理棉短绒，得到纯化后的棉短绒；s2.用硫酸对所述纯化后的棉短绒进行水解，得到纤维素纳米晶悬浮液；s3.调节所述纤维素纳米晶悬浮液的ph为3～4后，加入高碘酸钠，在45～50℃下避光反应3～4h，将反应液离心洗涤、透析、冷冻干燥，得到醛基化纤维素纳米晶。4.根据权利要求2所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，所述乙酰化蓖麻油的制备方法，包括：将蓖麻油溶于甲苯中，将乙酰乙酸叔丁酯加入到蓖麻油溶液中，其中反应原料中酯基和羟基的摩尔比为(2～3)：1，在130～140℃下反应5～6h，反应结束后蒸出甲苯，得到乙酰化蓖麻油。5.根据权利要求2所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，将所述醛基化纤维素纳米晶和乙酰化蓖麻油混合，反应原料中醛基和乙酰基的摩尔比为1:(1～1.5)，所述催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯。6.根据权利要求2所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，将醛基化纤维素纳米晶和乙酰化蓖麻油混合反应结束后，还包括将反应后的悬浮液经离心洗涤、透析、冷冻干燥，得到所述蓖麻油改性纤维素纳米晶。7.根据权利要求1所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，所述主溶剂为氯代烷烃、苯甲醚、丙酮中的一种或多种；所述助溶剂为甲醇、苯甲醇、乙醇、三乙醇胺中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的一种乳液型脱漆剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐单油酸酯、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述活化剂为甲酸、乙酸、双氧水中的一种或多种；所述聚合物为聚乙烯吡咯烷酮；所述增稠剂为甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种或多种。9.根据权利要求1～8任一项所述的乳液型脱漆剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将主溶剂、助溶剂、活化剂加入容器中，搅拌使其充分混合得到油相；将蓖麻油改性纤维素纳米晶、表面活性剂加入水中，搅拌使其充分混合得到水相；将所述水相缓慢滴加到油相中，搅拌乳化后加入聚合物，充分混合后再加入增稠剂，得到所述乳液型脱漆剂。10.根据权利要求9所述的乳液型脱漆剂的制备方法，其特征在于，将水相滴加到油相中的搅拌速度为800～3000rpm，时间为20～30min。

技术总结
本发明公开了一种乳液型脱漆剂及其制备方法。该乳液型脱漆剂，按质量百分比计，包括主溶剂40％-60％，助溶剂5％-10％，蓖麻油改性纤维素纳米晶0.1％-2％，表面活性剂0.5％-10％，活化剂2％-5％，聚合物0.5％-2％，增稠剂0.5％-2％，水30％-50％。本发明使用Pickering乳化概念，将绿色、无毒的蓖麻油修饰的纤维素纳米晶作为稳定乳液的纳米添加剂，用于脱漆剂乳液中，一方面，制备的脱漆剂乳液的稳定性有显著的提高；另一方面，可以降低有机溶剂的使用量，提高配方中水的占比，使乳液型脱漆剂更具安全性和绿色化。具安全性和绿色化。具安全性和绿色化。


技术研发人员：林宁 郑道本 张森
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/23