技术领域
本发明属于水性涂料领域，具体涉及展色优异的可调色基础漆及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，涂料产品应用越来越普及，但是一般涂料产品大多是通过添加合成的润湿剂来调整涂料的展色，甚至有的润湿剂是含有APEO(APEO中包括壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)占80-85％，辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)占15％以上，十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1％)容易对环境造成破环，NPEO9-10的毒性LD50＝1600mg/Kg，对水蚤的ECO50为42mg/L，对藻类的ECO50为50mg/L，表明NPEO对哺乳动物和水生生物有强的毒性及致癌作用。
申请公布号为CN102796409A的发明专利申请“一种内墙用乳胶基础漆及其制备方法”提供的基础漆，采用可再生乳液改性聚合物天然油作为乳液，减少了石化产品的使用，产品具有耐水、耐碱的优点，在紫外线作用下也能够较好的保持稳定性。
申请公布号为CN103319961A的发明专利申请“一种水性多彩涂料的基础漆”，采用的组成包括水、钛白粉、凹凸棒土、硅酸镁铝、硅酸铝、瓜儿胶粉、硼砂、草酸、磺酸、消泡剂、氨水、苯丙弹性乳液和防腐剂。目的是提供一种质量稳定、性能优良、成本低廉的多彩涂料的基础漆，使得采用这种基础漆生产的多彩涂料贮存稳定，抗浮色性强，施工简单，耐水耐候性能优良。
申请公布号为CN103468107A的发明专利申请“木器用上色基础漆”提供的基础漆包含的组分是醇酸树脂、填料、溶剂、遮味儿剂以及助剂，主要用于与色精配合制作出各种颜色的木器漆，施工简单，上色均匀，自然流平。
申请公布号为CN103773099A的发明专利申请“一种多彩基础漆及其制备方法”，提供的多彩基础漆，耐候性好，可以与色漆混合后可以成为性能优异的内外墙通用的多彩涂料。
申请公布号为CN104513572A的发明专利申请“负离子基础漆”，其组分是合成树脂乳液、负离子添加剂、颜填料、助剂和去离子水。其目的是在基础漆种引入负离子添加剂，最终涂料产品的成膜物质具有持续释放负离子功能。
以上这些现有技术公开的基础漆，虽然解决了耐候性、耐碱性、耐水性或者增加了负离子剂等增加了其环保功能，但是，这些基础漆或者不使用润湿剂，或者使用合成的润湿剂，大部分润湿剂里面都含有APEO，普遍存在的问题是展色性能欠佳，而且基础漆含有VOC含量较高，组分大多包含污染有毒物质。
发明内容
鉴于以上所述问题，本发明提供了展色优异的可调色基础漆，包括以下重量份数的原料：
作为本发明实施例，所述的天然表面活性剂可以选自卵磷脂、胆甾醇、羊毛脂、茶皂素、植物甾醇、烷基苷、皂苷类和糖类中的至少一种。
作为本发明的实施例，所述的卵磷脂可以是利用低温过滤工艺从植物种子中提取的，如黄豆中提取的大豆卵磷脂。
进一步，所述的大豆卵磷脂可以是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和磷脂酸的至少一种。
更进一步，所述的大豆卵磷脂可以是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酸中的至少一种。
特别地，所述的大豆卵磷脂是磷脂酰胆碱，该磷脂酰胆碱可以由大豆卵磷脂萃取得到。
作为本发明的实施例，所述可调色基础漆的斯托默粘度为90KU-100KU，测试温度是25℃。
作为本发明的可选实施例，所述的可调色基础漆包括以下重量份的原料组分：
作为本发明实施例，所述的水性乳液可为巴德福959W。
作为本发明实施例，所述消泡剂可以为二氧化硅型消泡剂，例如，诺普科SN-154，也可以为水性矿物油消泡剂，例如，巴斯夫A10。
作为本发明实施例，所述多磷酸盐可以为DOW731A。
作为本发明实施例，所述成膜助剂为伊士曼TEXANOL，其主要成分是2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
作为本发明实施例，所述颜填料为钛白粉、水洗高岭土、高岭土和重钙中的一种或者几种。
作为本发明实施例，所述增稠剂可以是合成高分子化合物，例如，陶氏增稠剂TT-935，是一种高含量、低粘度聚丙烯酸乳液；也可以是天然高分子衍生物，例如羟乙基纤维素，例如日本信越HS30000YP2羟乙基纤维素。
本发明还公开了展色优异的可调色基础漆的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)、在高压反应罐A中加入去离子水，升温至80℃，以100-200rpm的速度搅拌，加入天然表面活性剂，加氢，反应釜压力7.8MPa,冷却到室温。
(2)、在反应罐B中缓慢加入步骤(1)所得天然表面活性剂加氢产物，去离子水，胺中和剂，多磷酸盐和消泡剂，以500-800rpm的速度搅拌至均匀；
(3)、反应罐B中加入颜填料、硅藻土，以800-1200rpm的速度搅拌至漆浆均匀；
(4)、在反应罐B中缓慢加入水性乳液，流平剂，防冻剂、成膜助剂，以800-1200rpm的速度搅拌，测初始粘度，根据初始粘度，加入增稠剂进行增稠，粘度控制在25℃时斯托默粘度为90-100KU。
本发明公开的展色优异的可调色基础漆，用水性乳液为非增塑的基于乙烯和醋酸乙烯共聚物的水分散乳液，该乳液成膜性好，涂层表面清洁、美观；可以以水为稀释剂，不含有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、甲醛等VOC成分。采用天然表面活性剂作为润湿剂，该润湿剂环境友好、分散性良好、展色性能优异，并且成膜性能好，耐擦洗性能明显提高。
具体实施方式
在这里专用的词“实施例”，作为示例性说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本法实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。
为了更好的说明本发明内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
应理解，本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明公开的内容。本发明所述的天然表面活性剂，是直接从动物或植物体提纯得到的高分子物质，可以是某一种天然表面活性剂，也可以是某几种天然表面活性剂的组合物。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的常规技术人员通常理解的相同含义。表示原料含量的单位均基于重量以份计。作为本发明中的其它原材料均指本领域内通常使用的原材料。
本发明提供的展色优异的可调色基础漆，包括以下重量份数的原料组分：
作为本发明实施例，所述的天然表面活性剂可以选自卵磷脂、胆甾醇、羊毛脂、茶皂素、植物甾醇、烷基苷、皂苷类和糖类中的至少一种。
天然表面活性剂大多是来自动植物体的高分子有机物，亲水性较强，因而能形成乳浊液；多有较高的粘度，有益于乳化稳定性；一般表面张力较小，乳化能力也不尽相同。基本无刺激、无毒副作用，安全性能高，易生物降解，配伍性能好。
卵磷脂存在于生物细胞中，如动物卵、脑等组织及植物的种子或胚芽中，大豆中含有丰富的卵磷脂。卵磷脂具有乳化、分散、抗氧化等生理活性，是天然优良的表面活性剂，重要的乳化剂，也具有良好的成膜性能，可维持制剂乳液的稳定。
植物甾醇可由黄豆油提取，由谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、VE等组成。与胆固醇有相似的物化性质。具有微弱的表面活性，若与磷脂配合使用，效果会更好。
烷基苷是由天然再生资源糖合成的，来源于天然物质，亦是一种天然表面活性剂。对皮肤刺激性弱，具有广谱的抗菌性能，与其他种类的表面活性剂有着很好的配伍性能，且润湿、起泡性能优良，有明显的增稠作用。
皂苷类表面活性剂是一类重要的天然表面活性剂，含有皂苷类的植物很多，多有去垢功能和乳化作用。糖类天然表面活性剂，去垢力微弱，但多有增稠和乳化能力及乳化稳定作用。
作为本发明的实施例，所述的卵磷脂可以是利用低温过滤法工艺从植物种子提取的，如从大豆中提取的大豆卵磷脂。利用卵磷脂分子体积大于大豆油的原理，在低温、高压状态下将大豆油用分子筛过滤，使得分子体积较小的大豆油通过滤网，而留下分子体积较大的卵磷脂。这种方法是物理方法，因此无化学溶剂残留。
卵磷脂也可用这样的方法制备：粉碎大豆，装入反应釜，加入温热的95％乙醇，边加边搅拌均匀，冷却后过滤。如滤液仍然混浊，可重新过滤直至完全透明。将滤液置于蒸发皿内，水浴锅中蒸干，所得干物即为卵磷脂。
大豆卵磷脂又称磷酸乙酰胆碱，是由大豆毛油中提炼的大豆磷脂，经浓缩后，以高科技技术分离精练的产物。通常，大豆卵磷脂的组成包含25-32重量％磷脂酰胆碱(卵磷脂，PC)、15-22重量％磷脂酰乙醇胺(脑磷脂，PE)、约15重量％磷脂酰肌醇(肌醇磷脂，PI)、约16重量％磷脂酰甘油(神经鞘磷脂，PG)、约4重量％磷脂酸(PA)，其他磷脂约8重量％。磷脂酰胆碱PC(1,2-diacyl-sn-glycero-3-phosphocholine)是一种两性分子，由亲水端和疏水端组成。磷脂酰肌醇PI主要由两部分组成，一是磷酸1,2-二脂酰甘油，二是肌醇(inositol)。
大豆卵磷脂的各组分，可以互相分离。例如，在磷脂各种组分中，磷脂酰胆碱PC在醇中的溶解度比磷脂酰乙醇胺PE及磷脂酰肌醇PI高，可分离出磷脂酰胆碱PC。进一步通过氧化铝等处理可得到高含量的磷脂酰胆碱。通常使用的分离溶剂是C1-C4的低级醇类，如甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇等。用90％的乙醇对PC/PE＝1.2的天然磷脂进行萃取，可以得到PC/PE＝8的高PC产品。为了得到更高浓度，还可以用吸附剂分馏法或色谱分离法。用丙二醇提取，加入柠檬酸可制得食用固体磷脂。用异丙醇分离效果好，但溶剂用量大。分离得到的各组分，以任意比例混合，可以得到不同的大豆卵磷脂组合物。
进一步，所述的大豆卵磷脂可以是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和磷脂酸中的至少一种；例如，可以利用从卵磷脂中分离得到的组分的组合。
更进一步，所述的大豆卵磷脂可以是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酸中的至少一种。
特别地，所述的大豆卵磷脂是磷脂酰胆碱，由大豆卵磷脂萃取得到。
作为本发明的实施例，所述可调色基础漆的斯托默粘度可以调节为90-100KU，测试温度为25。
作为本发明的可选实施例，所述的可调色基础漆，包括以下重量份的原料：
作为本发明实施例，所述的水性乳液可为巴德福959W。
作为本发明实施例，所述消泡剂可以为二氧化硅型消泡剂诺普科SN-154或水性矿物油消泡剂巴斯夫A10。
作为本发明实施例，所述多磷酸盐可以为DOW731A。
作为本发明实施例，所述成膜助剂为伊士曼TEXANOL。
作为本发明实施例，所述颜填料为钛白粉、水洗高岭土、高岭土和重钙中的一种或者几种。
作为本发明实施例，所述增稠剂可以是合成高分子化合物，例如，陶氏增稠剂TT-935，是一种高含量、低粘度聚丙烯酸乳液；也可以是天然高分子衍生物，例如羟乙基纤维素。
作为本发明公开的可调色基础漆的制备方法，在所述制备方法步骤之前，可以增加天然表面活性剂提纯制备步骤。例如，如果所述天然表面活性剂选择大豆卵磷脂，可以由如下方法制得：
粉碎大豆，装入反应釜，加入温热的95％乙醇，边加边搅拌均匀，冷却后过滤。如滤液仍然混浊，可重新过滤直至完全透明。将滤液置于蒸发皿内，水浴锅中蒸干，所得干物即为大豆卵磷脂。
实施例1
本实施例1的展色优异的可调色基础漆，按照重量份计，包括的组分是：巴德福959W水性乳液50份、磷脂酰胆碱+磷脂酰乙醇胺+磷脂酸组合物2份、去离子水15份、法国西谱森S150胺中和剂0.3份、诺普科SN-154二氧化硅型消泡剂0.2份、DOW731A多磷酸盐0.4份、迪高TEGO450流平剂0.3份、防冻剂10份、伊士曼TEXANOL成膜助剂20份、颜填料15.3份(其中二氧化钛10份，高岭土5.3份)、硅藻土5份和陶氏TT935增稠剂3份。
本实施例1的可调色基础漆，可以按以下方法制备：
(1)、反应罐A中加入去离子水，升温至80℃，以100rpm的速度搅拌，加入天然表面活性剂磷脂酰胆碱+磷脂酰乙醇胺+磷脂酸组合物，加氢，反应釜压力7.8MPa,冷却到室温。
(2)、在反应罐B中缓慢加入步骤(1)所得天然表面活性剂加氢产物，胺中和剂，多磷酸盐和消泡剂，以500rpm的速度搅拌2min至均匀；
(3)、反应罐B中加入颜填料、硅藻土，以800rpm的速度搅拌至漆浆均匀；
(4)、在反应罐B中缓慢加入水性乳液，流平剂，防冻剂、成膜助剂，以800rpm的速度搅拌5min，测初始粘度，根据初始粘度，加入增稠剂进行增稠，粘度控制在25℃时斯托默粘度为90KU。
实施例2
本实施例2的展色优异的可调色基础漆，按照重量份计，包括的组分是：巴德福959W水性乳液55份、大豆卵磷脂天然表面活性剂3份、去离子水20份、法国西谱森S150胺中和剂0.3份、巴斯夫A10水性矿物油消泡剂0.4份、DOW731A多磷酸盐0.3份、迪高TEGO450流平剂0.5份、防冻剂12份、伊士曼TEXANOL成膜助剂25份、颜填料25份(其中龙蟒R-996钛白粉15份，高岭土10份)、硅藻土5份和日本信越HS30000YP2羟乙基纤维素1份。
本实施例2的可调色基础漆，可以按以下方法制备：
(1)、反应罐A中加入去离子水，升温至80℃，以200rpm的速度搅拌，加入天然表面活性剂大豆卵磷脂，加氢，反应釜压力7.8MPa,冷却到室温。
(2)、在反应罐B中缓慢加入步骤(1)所得天然表面活性剂加氢产物，胺中和剂，多磷酸盐和消泡剂，以500rpm的速度搅拌2min至均匀；
(3)、反应罐B中加入颜填料、硅藻土，以1200rpm的速度搅拌至漆浆均匀；
(4)、在反应罐B中缓慢加入水性乳液，流平剂，防冻剂、成膜助剂，以1200rpm的速度搅拌5min，测初始粘度，根据初始粘度，加入增稠剂进行增稠，粘度控制在25℃时斯托默粘度为100KU。
实施例3
本实施例3的展色优异的可调色基础漆，按照重量份计，包括的组分是：巴德福959W水性乳液30份、大豆卵磷脂天然表面活性剂1份、去离子水10份、法国西谱森S150胺中和剂0.1份、巴斯夫A10水性矿物油消泡剂0.2份、DOW731A多磷酸盐0.2份、迪高TEGO450流平剂0.3份、防冻剂10份、伊士曼TEXANOL成膜助剂20份、颜填料16份(其中龙蟒R-996钛白粉11份，水洗高岭土5份)、硅藻土3份、陶氏TT935增稠剂2份。
本实施例2的可调色基础漆，可以按以下方法制备：
(1)、反应罐A中加入去离子水，升温至80℃，以160rpm的速度搅拌，加入天然表面活性剂，加氢，反应釜压力7.8MPa,冷却到室温。
(2)、在反应罐B中缓慢加入步骤(1)所得天然表面活性剂加氢产物，胺中和剂，多磷酸盐和消泡剂，以700rpm的速度搅拌2min至均匀；
(3)、反应罐B中加入颜填料、硅藻土，以1000rpm的速度搅拌至漆浆均匀；
(4)、在反应罐B中缓慢加入水性乳液，流平剂，防冻剂、成膜助剂，以1000rpm的速度搅拌5min，测初始粘度，根据初始粘度，加入增稠剂进行增稠，粘度控制在25℃时斯托默粘度为95KU。
表1实施例1-3基础漆性能测试结果
实施例1-3公开的可调色基础漆，性能符合基础漆技术指标要求，尤其是具有良好的展色性能。乳液成膜性好，涂层表面清洁、美观；以水为稀释剂，不含有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、甲醛等VOC成分。采用天然表面活性剂作为润湿剂，该润湿剂环境友好、分散性良好，并且成膜性能好，耐擦洗性能明显提高。