丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用、浅色生漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生漆技术领域，公开了丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用；公开了浅色生漆，包括生漆和丙烯基苯酚类化合物，丙烯基苯酚类化合物占所述漆酚含量重量百分比的7％～28％。公开了制备方法，包括如下步骤：测定生漆中漆酚含量；称取生漆，在气体保护下，加入丙烯基苯酚类化合物，依次搅拌、过滤，得到浅色生漆。本发明专利技术制得的浅色生漆具备漆膜颜色浅、透明度高、柔韧性强、硬度高、绿色环保等特点，并且保留了生物酶催化固化的特性。并且保留了生物酶催化固化的特性。并且保留了生物酶催化固化的特性。

【技术实现步骤摘要】
丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用、浅色生漆及其制备方法


[0001]本专利技术属于生漆
，具体地说，涉及丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用、浅色生漆及其制备方法。

技术介绍

[0002]生漆，又名天然漆、大漆、土漆、国漆，为一种天然树脂涂料，是漆树韧皮内流出的一种白色粘性油包水乳液，经加工而制成的涂料，属于纯天然的涂料产品。天然生漆是我国的特产资源，是用人工从漆树割取的天然漆树液，漆液内主要含有漆酚、漆酶、树胶质及水分等，是人类使用的唯一具有生物酶催化固化特性的天然涂料。
[0003]生漆因其独特的优异性能，被誉为“涂料之王”，但生漆也存在不足之处，如涂膜颜色深，粘度大不易施工，致敏性，耐碱性差等。尤其生漆漆膜的本色为深褐色至黑色，涂以漆器、家具颜色单调，严重制约了生漆的应用范围，进而影响市场的竞争能力。
[0004]因此，生漆浅色化技术是整个行业的重要研发方向，但长期以来该难题仍没有得到很好的解决。生漆成膜后颜色较深的原因主要是烷基邻苯二酚类化合物经漆酶催化产生醌，醌在可见光波长范围具有较强吸收。虽然通过添加一些天然稀释剂(如松香、藤黄等)，或是将生漆进行预聚合精制，亦能够一定程度降低色度，但漆膜的颜色仍偏深色，无法满足制备清漆及色漆的要求。
[0005]目前，浅色化生漆制备技术集中于化学改性方面，主要通过引入其他活性基团，抑制苯醌的生成，从而达到减色的目的。然而，化学改性生漆已经脱离了生漆特有的生物酶催化机制，本质上就是利用烷基邻苯二酚为分子基础通过化学修饰而得到的合成涂料，需要使用高VOC稀释溶剂和固化剂，无论是对于环境保护还是人类健康，都无法和天然生漆相比拟。
[0006]近年来，传统化学涂料对环境与人体健康的影响备受关注，因而绿色涂料成为开发的热点，具备广阔的市场前景。绿色涂料是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料(或无溶剂涂料)和辐射固化涂料等，具有总有机挥发量(VOC)低、低溶剂或无溶剂的特点。而天然生漆是由漆酚、漆酶、树胶质、水分等组成的油包水乳液，固含量高达60％～75％，有机挥发量极低，可以说是天然的绿色涂料。
[0007]因此，寻求一种浅色生漆的制备技术，使得其能够保留天然环保、低VOC排放、高固含量的优点，同时能够满足各种清漆和色漆的制作要求，对于扩宽生漆的应用领域有着重大的意义，同时还能顺应可持续发展的时代要求。

技术实现思路

[0008]针对当前存在的生漆漆膜颜色深、调色困难等缺陷，本专利技术的目的在于提供一种丙烯基苯酚类化合物，用以制备浅色生漆，制得的浅色生漆具备漆膜颜色浅、透明度高、柔韧性强、硬度高、绿色环保等特点，并且保留了生物酶催化固化的特性，可广泛应用于家具
地板涂饰、工艺美术、建筑装饰等领域。
[0009]因此，本专利技术的第一目的在于，提供丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用，该丙烯基苯酚类化合物的结构式为，
[0010][0011]其中，R1和R2可以是丙烯基、丙烯基衍生物、氢或C1～C3烷氧基；
[0012]在R1和R2中，有且仅有一个基团为丙烯基，丙烯基为1-丙烯基或2-丙烯基。
[0013]本专利技术的第二目的在于，提供一种浅色生漆，各组分按重量份数计，包括生漆和丙烯基苯酚类化合物，丙烯基苯酚类化合物占生漆中漆酚重量份数的7％～28％。
[0014]本专利技术的第三目的在于，提供一种浅色生漆的制备方法，包括如下步骤：
[0015]测定生漆中漆酚含量；称取生漆，在气体保护下，加入丙烯基苯酚类化合物，依次搅拌、过滤处理，得到浅色生漆。
[0016]现对丙烯基苯酚类化合物应用于制备浅色生漆的技术机理，进行具体阐述：
[0017]<生漆的成膜机理>
[0018]生漆的成膜过程是一个生物化学反应过程，漆酶是生物催化剂，漆酚既是漆酶的反应底物，又是成膜聚合的反应介质，生漆是利用生物酶催化聚合反应的唯一有实用性的生物聚合物。
[0019]在有氧条件下，生漆中的漆酚在漆酶的作用下，形成漆酚自由基，随后发生非酶促的自由基氧化聚合反应，从漆酚单体形成漆酚二聚体、三聚体、高聚体，最后再通过超分子相互作用自组装并聚集形成连续的漆膜。
[0020]生漆的聚合过程可分为酶促自由基反应和自动氧化反应两个阶段。
[0021]酶促自由基反应阶段
[0022]生漆的酶促自由基反应，是在漆酶的催化下，漆酚被氧化为半醌自由基而进行的反应，主要为自由基取代反应和自由基加成反应，具体的聚合路径如图1所示。
[0023]首先，漆酶作用于漆酚发生氧化反应而形成漆酚半醌自由基，漆酶被还原，被还原了的漆酶在空气中被氧化，再恢复成有氧化活性的漆酶。
[0024]自由基取代反应路径：半醌自由基的苯环上具有一个活性氢，分子间偶联生成联苯型二聚体；漆酶将漆酚中的联苯型二聚体再氧化成为二苯并呋喃类。
[0025]自由基加成反应路径：漆酚半醌之间发生自由基歧化反应生成漆酚醌，漆酚醌发生分子转移且与漆酚中的不饱和侧链反应，生成-C-C-偶合和-C-O-C-偶合的产物。
[0026]这样的酶促和自由基反应反复进行，最后使漆膜完全干燥。
[0027]在生漆的酶促自由基反应过程中，无论是自由基取代反应还是自由基加成反应，-C-C-偶合的产物仍然存在邻苯二酚结构，会被漆酶或自由基转移再次氧化成半醌及漆酚
醌，随着高聚物和超分子的形成，由于分子移动和空间效应，半醌及漆酚醌很难反应完全，这就是生漆漆膜颜色较深的主要原因，尤其是漆酚醌对颜色的影响是最显著的。而在自由基加成反应路径中，由于-C-O-C-偶合，2个漆酚分子中会有1个生成醚键，其残留的单酚无法再氧化成醌，而生成的醚键结构聚合物在可见光范围内吸收较弱。
[0028]自动氧化反应阶段
[0029]生漆的酶促自由基反应之后，在漆酚的不饱和侧链上发生缓慢的自动氧化聚合反应，使得漆膜能够完全干燥固化，该阶段的反应对漆膜的颜色影响非常小。
[0030]<丙烯基苯酚类化合物作用原理>
[0031]本专利技术通过向生漆中添加丙烯基苯酚类化合物，能够显著促进-C-O-C-聚合反应，同时可以与残留的漆酚醌进一步反应完全，实现了生漆在酶催化聚合反应中的浅色化。添加丙烯基苯酚类化合物后，原有的聚合机制未发生改变，同时由于引入具有聚合活性的新分子，聚合变得更加复杂，具体的聚合路径如图2。
[0032]首先，漆酶作用于漆酚而发生氧化反应而形成漆酚半醌自由基，漆酶被还原，自由基取代反应路径与原机理一致，生成联苯型及二苯并呋喃类聚合物。
[0033]自由基加成反应阶段：漆酚醌发生转移，一方面与漆酚中的不饱和侧链反应，生成-C-C-偶合和-C-O-C-偶合的产物；另一方面也和丙烯基苯酚分子中的侧链双键发生-C-O-C-偶合，重排生成类似于对苯醌的结构，该结构不稳定，极易和漆酚侧链双键反应，最终生成-C-O-C-偶合的产物；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.式I所示的丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用，其中，R1和R2各自独立的选自丙烯基、丙烯基衍生物、氢或C1～C3烷氧基；在R1和R2中，有且仅有一个基团为丙烯基，丙烯基为1-丙烯基或2-丙烯基。2.根据权利要求1所述的丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用，其特征在于，R1和R2可以是丙烯基、氢或甲氧基。3.根据权利要求1所述的丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用，其特征在于，所述丙烯基苯酚类化合物选用阿魏酸、阿魏酸酯、丁香酚、或异丁香酚中的至少一种。4.一种浅色生漆，其特征在于，各组分按重量份数计，包括生漆和权利要求1至3中任意一项所述的丙烯基苯酚类化合物，丙烯基苯酚类化合物占生漆中漆酚重量份数的7％～28％。5.根据权利要求4所述的浅色生漆，其特征在于，丙烯基苯酚类化合物占生漆中漆酚重量份数的12％～20％。6.一种如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾品涛，张宏敏，郭宗华，
申请(专利权)人：四川上愚生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：