木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊及制备方法，包括如下重量份的原料：15～30重量份的尿素、30～50重量份的甲醛水溶液、10～20重量份的三乙醇胺、0.05～0.5重量份的羰基铁、0.05～0.5重量份的炭黑、0.005～2重量份的十二烷基苯磺酸钠以及5～20重量份的蒸馏水；本发明专利技术提供的木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊具有吸波性能，应用于水性涂料中，可提升木材表面水性涂料的力学性能、吸收电磁辐射的性能；将具有吸波微胶囊的透明水性涂料涂覆在木材表面后，该木材表面的涂层可以有效的吸收环境中电磁辐射，减少电磁辐射对环境及人体的影响。辐射对环境及人体的影响。辐射对环境及人体的影响。

【技术实现步骤摘要】
木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊及制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料领域，特别是一种木质材料表面兼具吸波/防开裂透明水性涂料适用的羰基铁/炭黑微胶囊及其制备方法，简称木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊及制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，人类已进入信息社会，电磁污染成为威胁人类健康的第四大公害。在各种传统吸波材料中，羰基铁由于拥有高的磁导率、高的饱和磁化强度、高的居里温度、优异的吸波性能、宽的吸波频带而得到了大量的应用，是目前常用的吸收剂。但由于生活中的单一介质不能同时满足高匹配和强吸收的特性，因此多组分吸波剂成为解决这个问题的重要方法。炭黑和羰基铁粉组成的复合吸波剂具有价格低廉，来源广泛的优势，在国内外多组分吸波剂研究中一直备受关注，对减少空间中的电磁辐射具有重大意义。若将吸波微胶囊应用于水性涂料中，可提高漆膜的吸波性能。但同时由于羰基铁和炭黑本身的颜色均较深，少量添加就会对水性涂料的透明性产生影响，因此在微胶囊中羰基铁和炭黑的添加量需要进行严格控制，使其在不影响水性涂料透明性的前提下满足对环境中电磁辐射吸收的要求。
[0003]综上所述，目前生产生活中使用的电子电气设备越来越多，导致电磁辐射对环境及人体的影响日益严重，若能提供一种可以使用在木质材料表面的透明水性涂料内且具有吸波性能的微胶囊，那么木质材料涂覆具有吸波微胶囊的透明水性涂料后，可以有效的吸收环境中电磁辐射，减少电磁辐射对环境及人体的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对目前生产生活中使用的电子电气设备越来越多导致电磁辐射对环境及人体的影响日益严重问题，提供一种木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊及制备方法，其具有吸波性能，应用于水性涂料中，可提升木材表面水性涂料的力学性能、吸收电磁辐射的性能；将具有吸波微胶囊的透明水性涂料涂覆在木材表面后，该木材表面的涂层可以有效的吸收环境中电磁辐射，减少电磁辐射对环境及人体的影响。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊，包括如下重量份的原料：
[0007]15～30重量份的尿素、30～50重量份的甲醛水溶液、10～20重量份的三乙醇胺、0.05～0.5重量份的羰基铁、0.05～0.5重量份的炭黑、0.005～2重量份的十二烷基苯磺酸钠以及5～20重量份的蒸馏水。
[0008]作为本专利技术进一步改进的优选方案，包括如下重量份的原料：
[0009]20～27重量份的尿素、34～44重量份的37％甲醛水溶液、13～19重量份的三乙醇胺、0.1～0.4重量份的羰基铁、0.08～0.3重量份的炭黑、0.1～1.5重量份的十二烷基苯磺酸钠以及8～18重量份的蒸馏水。
[0010]作为本专利技术进一步改进的技术方案，羰基铁呈片状，厚度为10微米，粒径为80～100微米；炭黑呈针状，直径为30～50微米，长度为3～5厘米。
[0011]为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：
[0012]一种木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)将尿素和甲醛水溶液混合，充分搅拌至尿素溶解，用三乙醇胺调pH，所得溶液即为壁材溶液；
[0014](2)在蒸馏水中加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至完全溶解，得到十二烷基苯磺酸钠水溶液，作为乳化剂；
[0015](3)将羰基铁和炭黑加入十二烷基苯磺酸钠水溶液，在一定温度的水浴下缓慢搅拌，直至复配物完全均匀分散；然后升温至一定温度后继续搅拌；将搅拌好的溶液进行超声，得到稳定的芯材乳液；
[0016](4)将超声后的芯材乳液常温下放置一段时间后放入水浴锅中，进行搅拌；利用分液漏斗将壁材溶液逐滴加入芯材乳液中，继续搅拌，逐滴加入柠檬水溶液；反应完成后升温至预设温度后，降低搅拌速度，继续反应，即可得到微胶囊溶液；将微胶囊溶液冷却至室温后，抽滤并干燥，得到的粉末即为木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊。
[0017]作为本专利技术进一步改进的技术方案，步骤(1)中，将尿素和37％甲醛水溶液加入三口烧瓶中，充分搅拌至尿素溶解，用三乙醇胺调pH 8.5，所得溶液即为壁材溶液。
[0018]作为本专利技术进一步改进的技术方案，步骤(3)中，将羰基铁和炭黑加入十二烷基苯磺酸钠水溶液，在50℃水浴下缓慢搅拌，直至复配物完全均匀分散；然后升温至65℃继续搅拌20min；将搅拌好的溶液放入超声乳化机中超声5min，得到稳定的芯材乳液。
[0019]作为本专利技术进一步改进的技术方案，步骤(4)中，将超声后的芯材乳液常温下放置一段时间后放入35℃的水浴锅中，进行搅拌；利用分液漏斗将壁材溶液逐滴加入芯材溶液中，使用机械搅拌机继续进行搅拌，逐滴加入8％的柠檬水溶液，将溶液的pH调节至2.5，反应1h；反应完成后升温至68℃，转速降至250r/min，继续反应30min，即可得到微胶囊溶液；将微胶囊溶液冷却至室温后，用真空泵抽滤，在烘箱干燥后得到的粉末即为本专利技术的木质材料表面水性涂料吸波微胶囊。
[0020]作为本专利技术进一步改进的技术方案，步骤(4)中，机械搅拌机的搅拌转速为500r/min，乳化时间为20min。
[0021]作为本专利技术进一步改进的技术方案，步骤(4)中，烘干温度为35℃，时间为3
‑
5h。
[0022]本专利技术的有益效果为：
[0023]羰基铁和炭黑组成的复合吸波剂能够同时满足高匹配和强吸收的特性，拥有优异的吸波性能、宽的吸波频带，同时具有价格低廉、来源广泛的优势；由于选取的片状羰基铁和针状炭黑可在微胶囊中形成坚固的网状结构，可增强水性漆膜韧性，防止水性漆膜开裂；同时对羰基铁和炭黑的添加量进行精确控制，可实现在不影响水性漆膜透明性的前提下达到对环境中电磁辐射的吸收。
[0024]本专利技术以尿素、37％甲醛水溶液和三乙醇胺为囊壁原料，以羰基铁、炭黑为囊芯，制备羰基铁/炭黑微胶囊，使用微胶囊技术合成出具有吸波功能的材料，应用于水性涂料中，可使木质材料表面涂层具有低光泽度和耐磨性、耐冲击性能、吸收电磁辐射的性能及防开裂性能。
[0025]本专利技术主要以微胶囊改性水性涂料的实验，可使涂层具有低光泽度和耐磨性、耐冲击性能、吸波性能及防开裂性能。本专利技术的微胶囊在木质材料表面水性涂料中添加量为5％，添加微胶囊后，根据GB/T 4893.6
‑
2013，使用光泽度仪对漆膜光泽度进行测试，涂膜的光泽度为亚光；根据国标GB/T 4893.8
‑
2013，使用漆膜磨耗仪检测涂膜耐磨性为1级(磨耗转数5000转)；根据GB/T 4893.9
‑
2013，使用冲击试验器进行漆膜耐冲击性能测定，耐冲击高度为50cm；使用Agilent E8363C矢量网络分析仪对吸波材料在2～20GHz的电磁参数进行测试，测得微胶囊的理论反射损耗值根据组成微胶囊的各组分含量不同在
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊，其特征在于：包括如下重量份的原料：15～30重量份的尿素、30～50重量份的甲醛水溶液、10～20重量份的三乙醇胺、0.05～0.5重量份的羰基铁、0.05～0.5重量份的炭黑、0.005～2重量份的十二烷基苯磺酸钠以及5～20重量份的蒸馏水。2.根据权利要求1所述的木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊，其特征在于：包括如下重量份的原料：20～27重量份的尿素、34～44重量份的37％甲醛水溶液、13～19重量份的三乙醇胺、0.1～0.4重量份的羰基铁、0.08～0.3重量份的炭黑、0.1～1.5重量份的十二烷基苯磺酸钠以及8～18重量份的蒸馏水。3.根据权利要求1所述的木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊，其特征在于：羰基铁呈片状，厚度为10微米，粒径为80～100微米；炭黑呈针状，直径为30～50微米，长度为3～5厘米。4.一种根据权利要求1所述的木材表面透明水性涂料适用的吸波微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将尿素和甲醛水溶液混合，充分搅拌至尿素溶解，用三乙醇胺调pH，所得溶液即为壁材溶液；(2)在蒸馏水中加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至完全溶解，得到十二烷基苯磺酸钠水溶液，作为乳化剂；(3)将羰基铁和炭黑加入十二烷基苯磺酸钠水溶液，在一定温度的水浴下缓慢搅拌，直至复配物完全均匀分散；然后升温至一定温度后继续搅拌；将搅拌好的溶液进行超声，得到稳定的芯材乳液；(4)将超声后的芯材乳液常温下放置一段时间后放入水浴锅中，进行搅拌；利用分液漏斗将壁材溶液逐滴加入芯材乳液中，继续搅拌，逐滴加入柠檬水溶液；反应完成后升温至预设温度后，降低搅拌速度，继续反应，即可得到微...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏永欣，闫小星，丁婷婷，王颖，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：