專(zhuān)利名稱(chēng)：天然油漆及其生產(chǎn)方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及可控制室內(nèi)有機(jī)溶劑特別是甲醛的揮發(fā)的天然油漆及其生產(chǎn)方法。
2.相關(guān)技術(shù)到目前為止，層壓板如膠合板、鑲嵌細(xì)工板或頭部包邊的襯板和上漆的裝飾鑲板一直用作住宅建筑用木材，這些建材有通過(guò)合成膠牢固膠合的構(gòu)造。
用這些建材建造房屋時(shí)，形成與外界隔絕的空間(室內(nèi))，所述建材暴露在室內(nèi)。實(shí)際上，即使墻壁上粘貼壁紙，也常使用具有抗真菌性能的合成膠。
在使用這些建材的房屋內(nèi)，有很多居民抱怨有刺激眼睛和鼻子、頭痛、疲倦及咽喉和皮膚干燥等癥狀，出現(xiàn)這些癥狀的健康危害稱(chēng)為房屋病綜合癥(sick house syndrome)，已變成社會(huì)問(wèn)題。
據(jù)信其主要原因是調(diào)節(jié)合成膠所用溶劑，例如由甲醛水溶液衍生的甲醛(它也是致癌物)。
房屋建成后，還用表面處理保護(hù)支柱和壁板或?qū)訅喊逯频匕宀⑹怪ス狻Ｗ鳛樗霰砻嫣幚?，目前一般采用合成?shù)脂例如丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂磨光劑和填充在有噴嘴的合成樹(shù)脂瓶中的產(chǎn)品。但這些磨光劑通常含有對(duì)人體有害的溶劑。
因此，居民用合成磨光劑處理地板表面并干燥然后用干布擦亮?xí)r，所述磨光劑干燥之前，房間充滿(mǎn)揮發(fā)的有機(jī)溶劑，所以應(yīng)充分通風(fēng)。商購(gòu)磨光劑中，存在有難聞氣味的產(chǎn)品，加有香料以改善氣味。
即使采用含低害物質(zhì)的材料，在封閉房間的空氣中，有害物質(zhì)也不斷地釋放和揮發(fā)，如果居民長(zhǎng)期吸入這樣的空氣，則有可能成為房屋病綜合癥的原因。
房屋建成后的表面處理或所用合成樹(shù)脂磨光劑也釋放或揮發(fā)類(lèi)似的有害物質(zhì)，有可能成為房屋病綜合癥的原因。
另一方面，作為不使用合成磨光劑而使用天然原料的油漆，有動(dòng)植物油和脂肪或蠟，它們作為使用天然原料的油漆正在引起注意。
然而，這些動(dòng)植物油和脂肪或蠟中，涂布后的干燥時(shí)間比使用合成樹(shù)脂磨光劑時(shí)慢，所以使這些天然材料與有機(jī)溶劑或氧化促進(jìn)劑混合，許多情況下是混入有機(jī)溶劑和氧化促進(jìn)劑。因此存在因添加有機(jī)溶劑或氧化促進(jìn)劑而引起健康危害的可能性。
還有因油漆氧化而存在氧化氣味的產(chǎn)品，所以有可能混入各種香料，很難說(shuō)它是使用天然原料的油漆。
而且，對(duì)于使用此天然原料的油漆而言，從性能和作為油漆的有效性例如耐候性、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的控制釋放性、抗真菌性、抗菌性或抗污染性來(lái)看，希望使用固型油漆。然而，為使之易于涂抹和使用，實(shí)際上大多以液型油漆形式使用。為此，如前面所述通常使用有機(jī)溶劑。
因此，本發(fā)明的目的之一是控制有機(jī)溶劑特別是危害健康的甲醛的揮發(fā)或釋放。本發(fā)明的另一目的是提供一種性能如耐候性、抗真菌性和抗菌性改善的新型天然油漆。本發(fā)明的再一目的是提供盡管是固型油漆但易于涂抹的天然油漆。
發(fā)明概述為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)以下成分配制的天然油漆作為可控制有機(jī)溶劑特別是甲醛的揮發(fā)和釋放并可吸附甲醛的油漆是有效的。因此，其中使植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟混合作為主要成分的油漆是有效的。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)在涂于木材的情況下為改善耐候性(防止變色)和抗污染性，添加松香和絲膠是有效的，為改善抗真菌性，添加肌醇六磷酸是有效的。
此外，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步改善涂漆施工性和防止氧化老化，在油漆中以細(xì)小氣泡形式吹入惰性氣體如氮?dú)夂投趸疾⑹怪蚀蚺轄顟B(tài)可解決此問(wèn)題。
附圖簡(jiǎn)述

圖1示出測(cè)試實(shí)施例1中測(cè)量的值。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述為更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，給出以下實(shí)例。
用于本發(fā)明的天然油漆即用于表面處理的天然油漆中，所述主要成分由100％植物成分組成，所述植物成分由植物干性油、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟組成，所述主要成分中包含選自松香、蠶絲粉和米糠成分的至少一種或多種。
此植物干性油是在木地板覆蓋材料的表面上形成膜的成分，可使用例如亞麻子油、桐油、芝麻油、葵花油、大麻油或紫蘇子油，其在所述天然油漆中的含量為50至90％(重)是理想的。在此情況下，如果其含量低于50％(重)，則所述天然油漆中蠟成分的含量較高，因單位面積的涂漆量增加而使涂漆施工性下降，在經(jīng)濟(jì)上導(dǎo)致成本增加。而如果其含量高于90％(重)，由于配入的蠟成分含量較低，所述天然油漆的粘度下降，而難以使粉末狀的巴西棕櫚蠟均勻分散，模塑成型后易發(fā)生油成分的分離。
所配入的木蠟和小燭樹(shù)蠟是調(diào)節(jié)上述天然油漆粘度和使所述涂膜具有光澤和抗?jié)裥缘某煞?，所述天然油漆中包?至30％(重)的木蠟和1至30％(重)的小燭樹(shù)蠟是理想的。關(guān)于木蠟和小燭樹(shù)蠟之間的相對(duì)載荷，要考慮木蠟的粘度和韌性及小燭樹(shù)蠟的抗?jié)裥浴?br> 巴西棕櫚蠟是產(chǎn)生光澤的成分，所述天然油漆中包含0.1至30％(重)是理想的，因?yàn)樵诖饲闆r下，如果巴西棕櫚蠟的含量低于0.1％(重)，則光澤降低，如果大于30％(重)，則光滑性變得太高。
所配入的粉末巴西棕櫚蠟也是使膜有防滑性的成分，所述天然油漆中包含1至10％(重)的粉末巴西棕櫚蠟是理想的，因?yàn)樵诖饲闆r下，如果粉末巴西棕櫚蠟的含量低于1％(重)，則防滑性的效力下降，而如果大于10％，雖然防滑性的效力變高，但例如如果上漆量多于此含量，則光腳接觸上漆表面時(shí)通常存在輕微的不舒適。
此外，所述天然油漆還包含選自松香和蠶絲粉或米糠成分的至少任一種或多種作為輔助成分，包含0至10％(重)的松香、0至10％(重)的蠶絲粉和0至10％(重)的米糠成分是理想的，上述主要成分中包含2至10％(重)的上述輔助成分是理想的。
這些松香和蠶絲粉有較高的控制VOC釋放的功效，還可改善耐候性。在此情況下，為提高控制VOC釋放的功效，加入絲膠蛋白是理想的，為提高耐候性，加入絲心蛋白是理想的。
作為前面所述米糠成分，阿魏酸或肌醇六磷酸之任一種或兩種是理想的，加入阿魏酸帶來(lái)紫外線(xiàn)吸收效應(yīng)，加入肌醇六磷酸因其金屬螯合作用而改善耐候性。添加肌醇六磷酸可防止金屬腐蝕和生銹，還可獲得抗真菌性和抗菌性的效應(yīng)，甚至在高濕度的浴室中也可使用。
此外，所述天然油漆中還充入惰性氣體。作為所述惰性氣體，可使用氮?dú)夂秃?，也可使用二氧化碳?xì)怏w。這里描述使用氮?dú)獾那闆r。作用填充氮?dú)獾姆椒?，例如，使所述天然油漆的溫度保持在約20至70℃，在約35至100CPS內(nèi)調(diào)節(jié)所述天然油漆的粘度。在5大氣壓以?xún)?nèi)的壓力下吹入氮?dú)?，用均相混合機(jī)或靜態(tài)混合器攪拌所述氮?dú)馐沟獨(dú)饧?xì)分散。
如此填充氮?dú)夥乐顾鎏烊挥推嵩趦?chǔ)存過(guò)程中氧化，可控制氧化氣味的發(fā)生。攪拌氮?dú)庵良?xì)分散使所述氮?dú)庖晕⒓?xì)氣泡狀態(tài)存在于所述天然油漆中，使所述天然油漆變成所謂打泡狀態(tài)，所述天然油漆產(chǎn)品本身變軟，上漆過(guò)程變得很容易。對(duì)于填充氮?dú)獾奶烊挥推岫?，例如希望保存在用PET蒸發(fā)的無(wú)光膜或氧化硅中以防止表面氧化。
如此制備的天然油漆可涂于支柱、墻壁、地板、有金屬框的玻璃、日式隔扇、滑動(dòng)拉門(mén)和室內(nèi)門(mén)及天花板等裝配部件，簡(jiǎn)言之面對(duì)房間的每個(gè)部件。此外，此產(chǎn)品還可在放在房間內(nèi)的家具(包括金屬部件如門(mén))如沙發(fā)、床、桌子和柜子，電器產(chǎn)品如電視機(jī)和空調(diào)，地面覆蓋物如榻榻米和地毯，窗簾和百頁(yè)窗，皮革制品、乙烯塑料家用物品和甚至植物如橡膠樹(shù)的葉和樹(shù)干上使用。
制造實(shí)施例通過(guò)在約70至100℃的溫度下加熱使50kg精制亞麻子油、10kg精制木蠟、1kg精制巴西棕櫚蠟、10kg精制小燭樹(shù)蠟、0.5kg阿魏酸、和1kg松香溶解，攪拌混合。
將所述混合溶液過(guò)濾，在精制巴西棕櫚蠟細(xì)粉不溶解的約20至70℃的溫度下冷卻，然后通過(guò)均相混合機(jī)分散，同時(shí)加入10kg精制巴西棕櫚蠟和5kg絲膠蛋白(細(xì)粉)制成混合物。
在5大氣壓以?xún)?nèi)的壓力下將氮?dú)獯等氪嘶旌衔镏?，用靜態(tài)混合器使所述氮?dú)饧?xì)分散，產(chǎn)生打泡狀態(tài)或膏狀的天然油漆。
下面描述所得天然油漆的效果的測(cè)試結(jié)果。
制備在由本發(fā)明天然油漆的主要成分(植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟、巴西棕櫚蠟)組成的試樣A中加入各種輔助成分的油漆，按以下方法進(jìn)行測(cè)試。
(1)將制得的油漆涂于層壓板上，測(cè)量從所述層壓板中釋放甲醛的控制程度。
(2)將制得的油漆涂于層壓板上，測(cè)量層壓板上出現(xiàn)的色差變化。
(3)將制得的油漆涂于層壓板上，測(cè)量層壓板上是否存在模塑(mold)。
層壓板柚木層壓板(40×40×3mm)椴木層壓板(40×40×3mm)油漆試樣A由亞麻子油(Hemp oil來(lái)自New Age Trading Ltd)衍生的油漆Saro for door(Paint for SaroYKKap Company提供)天然輔助成分
絲膠蛋白(絲膠蛋白粉來(lái)自Fukui Kinu Shoji Company)絲心蛋白(絲心蛋白來(lái)自Fukui Kinu Shoji Company)阿魏酸脂(Oryzanol)(從米糠中提取來(lái)自Sanwa YushiCompany)Yame茶(Yatume地區(qū)生產(chǎn)來(lái)自Kawaguchi Kinsuien)單寧(從五倍子中提取來(lái)自Taiyo Chemical Company)多酚(從茶葉中提取來(lái)自Taiyo Chemical Company)樹(shù)脂(從小燭樹(shù)蠟中提取Cerarical Noda Co.，Ltd生產(chǎn))松香(China rosin來(lái)自Arakawa Chemical Company)肌醇六磷酸(從米糠中提取來(lái)自Tsuno Food Industrial Co.，Ltd)阿魏酸(從米糠中提??；來(lái)自Tsuno Food Industrial Co.，Ltd)測(cè)試實(shí)施例1將絲膠蛋白、絲心蛋白、阿魏酸脂、Yame茶、單寧、多酚、樹(shù)脂或松香粉單獨(dú)地加入在約60℃的溫度下加熱的試樣A中至3％(重)，用均相混合機(jī)以7500rpm混合2分鐘制備用于各種測(cè)試的油漆。而且用saro for door作對(duì)照。
將如此制備的用于各種測(cè)試的各油漆在柚木層壓板上涂?jī)杀椴⒏稍?。將放有所述層壓板?00ml蒸餾水的水晶盤(pán)放在盒內(nèi)，在低于23℃的溫度下儲(chǔ)存24小時(shí)。然后，按JIS A6922中規(guī)定的乙酰丙酮法，測(cè)定蒸餾水中吸收的甲醛濃度，此濃度評(píng)定為在空氣中的釋放量，然后測(cè)量各種天然成分控制甲醛從層壓板中釋放的性能。
結(jié)果示于圖1中，盒內(nèi)空氣中最終甲醛濃度示于圖1中。條形圖的長(zhǎng)度越短，表示控制釋放性能越高。此結(jié)果表明與上漆之前從層壓板中釋放的甲醛量相比，在涂布試樣A的情況下，可得到約75％的釋放控制，在涂布混有絲膠蛋白的試樣A的情況下，可獲得約78％的釋放控制，在涂布混有松香的試樣A的情況下，可獲得約80％的釋放控制。因此，可見(jiàn)混有松香或絲膠蛋白的試樣A的甲醛釋放控制作用極好。
測(cè)試實(shí)施例2將阿魏酸脂、多酚、單寧、松香、樹(shù)脂、絲膠蛋白或絲心蛋白單獨(dú)地加入在約60℃的溫度下加熱的試樣A中至5％(重)，用均相混合機(jī)以10 000rpm混合2分鐘。
將如此制備的各油漆在上漆之前顏色幾乎相同的柚木層壓板上涂?jī)杀椴⒏稍?。所述干燥結(jié)束后，將一面用鋁箔保護(hù)的層壓板在戶(hù)外的南面放置1個(gè)月，觀察顏色變化。一個(gè)月后，按Lab值(L發(fā)光度；a紅色調(diào)；b黃色調(diào))，測(cè)量被保護(hù)表面(由L；a；b表示)和試驗(yàn)表面(由L”；a”；b”表示)之間的色差(E)，用以下等式(1)評(píng)估色彩變化度ΔE＝{(L·L”)2+(a·a”)2+(b·b”)2}1/2-----(等式1)按表1的色差判斷標(biāo)準(zhǔn)將此ΔE評(píng)定為6級(jí)。
表1
用等式1計(jì)算的差值(ΔE)如表2中所示。此外，表2中的數(shù)值均表示3次測(cè)量的平均值。如表1中所示，這些值越低，表示色差越微小。
因此，可見(jiàn)在試樣A中加入絲心蛋白或松香的油漆防止顏色改變的效果極好。而且，涂布試樣A的柚木層壓板的ΔE比上漆之前所述柚木層壓板的ΔE大，因?yàn)闇y(cè)試結(jié)束后涂布試樣A的柚木層壓板在陽(yáng)光烘烤下的顏色變化比上漆之前所述層壓板的變色差別大。
表2
測(cè)試實(shí)施例3將松香、肌醇六磷酸、阿魏酸、絲膠蛋白或絲心蛋白單獨(dú)地加入在約60℃的溫度下加熱的試樣A中至3％(重)，用均相混合機(jī)以10000rpm混合2分鐘。用由亞麻子油衍生的油漆作對(duì)照。
將各油漆在上漆之前顏色幾乎相同的柚木層壓板和椴木層壓板上涂?jī)杀椴⒏稍?。所述干燥結(jié)束后，將約三分之一用鋁箔保護(hù)的所述柚木層壓板和所述椴木層壓膠在戶(hù)外的南面放置1個(gè)月，觀察顏色變化。
用等式1計(jì)算的差值(ΔE)如表2中所示。此外，表3中的數(shù)值均表示3次測(cè)量的平均值。此值越低，表示耐候性越高。因此，可見(jiàn)在試樣A中加入松香、阿魏酸或絲膠蛋白的油漆的耐候性極好。
表3
表3中所述亞麻子油表示由亞麻子油衍生的油漆，所述平均值表示椴木層壓板和柚木層壓板的值的平均值。
測(cè)試實(shí)施例4將松香、肌醇六磷酸、阿魏酸、絲膠蛋白或絲心蛋白單獨(dú)地加入在約60℃的溫度下加熱的試樣A中，用均相混合機(jī)以10 000rpm混合2分鐘。用由亞麻子油衍生的油漆作對(duì)照。
使各油漆滲入濾紙中。干燥后，按JIS 5960中規(guī)定的室內(nèi)5.16木制墻壁漆的抗真菌性，將上述濾紙切成約3cm直徑的近似圓形，放在用于細(xì)菌試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)介質(zhì)中，使1ml水在所述標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)介質(zhì)上的每個(gè)濾紙片的整個(gè)表面上散開(kāi)，將所述濾紙?jiān)?7℃的恒溫下儲(chǔ)存3天。
按下表4的抗真菌性判斷標(biāo)準(zhǔn)以4級(jí)評(píng)定抗真菌性。
表4
結(jié)果示于下表5中。此外，表5中所述測(cè)量進(jìn)行2遍。因此，可見(jiàn)混有肌醇六磷酸或絲心蛋白的油漆的抗真菌性極好。
表5
*表5中所述亞麻子油表示由亞麻子油衍生的油漆，濾紙僅表示滲入之前的濾紙，總和表示試樣1和試樣2結(jié)果的總數(shù)。
如前面所述，本發(fā)明所述油漆由植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟作為主要成分組成，通過(guò)與松香和蠶絲粉或米糠成分之任一種或兩種的組合混合所得由100％植物成分組成的天然油漆不僅可封閉殘留有機(jī)溶劑如甲醛以控制其揮發(fā)或釋放，而且?guī)?lái)可吸附揮發(fā)或釋放在空氣中的有害物質(zhì)產(chǎn)生清潔空氣的極佳效應(yīng)，尤其是由于在表面上形成有耐候性、抗污染性、耐水性、耐堿性、耐揮發(fā)性油和抗真菌性的膜，而且有良好的光澤和良好的外觀，可解決房屋病綜合癥的健康危害并可防止生活環(huán)境變差。
而且，包括使植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟、巴西棕櫚蠟和松香溶解混合并過(guò)濾所述混合溶液和冷卻、然后分散同時(shí)加入粉末巴西棕櫚蠟、蠶絲粉和通過(guò)填充氮?dú)馐够旌衔锓稚⒌谋景l(fā)明天然油漆生產(chǎn)方法可產(chǎn)生除天然原料之外不使用任何材料的包含100％植物成分的油漆。而且，使氮?dú)饧?xì)分散不僅可防止天然油漆氧化，而且可使產(chǎn)品本身軟化成膏狀，所述上漆過(guò)程可非常容易地進(jìn)行而獲得極好的使用效果。
權(quán)利要求
1.一種天然油漆，包括作為主要成分的植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟，包含選自松香、蠶絲粉和米糠成分的至少一種或多種。
2.權(quán)利要求1的天然油漆，其中通過(guò)填充惰性氣體或二氧化碳?xì)怏w打泡或乳化。
3.權(quán)利要求1的天然油漆，其中松香、蠶絲粉、和/或米糖成分的含量在所述主要成分的2至10％(重)的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1或3的天然油漆，其中所述蠶絲粉是絲膠蛋白或絲心蛋白。
5.權(quán)利要求1的天然油漆，其中所述米糠成分是阿魏酸或肌醇六磷酸之一或之二。
6.一種天然油漆的生產(chǎn)方法，包括以下步驟使植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟、巴西棕櫚蠟和松香加熱溶解以混合；過(guò)濾所述混合溶液和冷卻；在加入粉末巴西棕櫚蠟、蠶絲粉和米糠成分的同時(shí)使之分散分散；和通過(guò)填充惰性氣體或二氧化碳?xì)怏w使所述混合物分散。
7.權(quán)利要求6的天然油漆生產(chǎn)方法，其中植物干性油占50至90％(重)，木蠟占1至30％(重)，小燭樹(shù)蠟占1至30％(重)，巴西棕櫚蠟占0.1至30％(重)，米糠成分占0至10％(重)，松香占0至10％(重)，粉末巴西棕櫚蠟占1至10％(重)，蠶絲粉占0至10％(重)。
8.權(quán)利要求6的天然油漆生產(chǎn)方法，其中所述溶解溫度為70至100℃。
9.權(quán)利要求6的天然油漆生產(chǎn)方法，其中所述冷卻溫度為20至70℃。
全文摘要
為控制有機(jī)溶劑特別是甲醛的揮發(fā)或釋放并將其吸附，同時(shí)改善耐候性、耐水性、抗污染性和抗真菌性，天然油漆包括作為主要成分的植物干性油、木蠟、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟，包含選自松香、蠶絲粉和米糠成分的至少一種或多種。
文檔編號(hào)C08L91/00GK1446870SQ0310826
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者野田泰三, 加賀靖, 大島猛 申請(qǐng)人:馨樂(lè)麗康野田株式會(huì)社