专利名称：水性环保水写布罩面涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于水性涂料技术领域，特别涉及一种用于水写布的水性环保水写布罩面涂料。
背景技术：
软笔书画练习不仅对纸张消耗量较大，而且书画用纸价格昂贵，因此，在一定程度上限制了人们软笔书画的练习。现在市场上出售一种叫做“水写纸”的新型纸张。使用这种纸，可用干净的毛笔蘸清水书画，纸上即显现出着色层的颜色，形成笔迹、图案，数分钟后，笔迹消失，可以反复进行书画练习。该产品以水代墨，进行书画练习，经济卫生、方便神奇、健康环保，日本人称之为“万次免墨水写纸”，也被美国人称之为“东方魔纸”。同时，由于水写纸能够反复书写，可以消除书写者心理障碍，使其能够大胆书写，有助于书法早日练成。但是，水写纸经干湿多次使用后，却容易出现起皱、边沿起翘以及纸张变形量大等不利于书写的现象。为了克服水写纸的缺陷，一种新的书法水写布应运而生，水写布是以布料为基材，布料一般采用无纺布，并在布的底面植有绒毛，然后在布的正面依次涂布着色涂层(决定遇水后显现的颜色)和罩面涂层(干燥时近似白色)，其中着色涂层和罩面涂层对水写布的性能起着决定性的作用。水写布的显色机理是:干燥的时候，罩面涂层的不透明度很高，能有效地遮挡着色涂层的颜色，布面显现罩面涂层的白色，好比宣纸；书写时，笔中的水分渗透进入涂布层，罩面涂层吸收水分后，折光率发生变化，透明度急剧增加，显现出着色涂层的颜色，形成字迹、图案，好比墨迹；水写过后，在自然环境中经过一段时间，布中的水分自然蒸发，干燥后，罩面涂层的透明度降低，遮盖能力增强，使布面颜色恢复到水写前的白色状态，且由于基材为布料，避免了水写纸起皱、起翘的缺陷，进而可以增加反复多次使用的次数。同样，练习者可以根据水写布上笔迹的干湿程度、消失快慢自行观察、分析笔迹运行和字形结构，检测笔力增长情况，及时发现并纠正“败笔”。综上所述，水写布相比于宣纸、水写纸具有自身独特的优势，但是目前市场上出售的水写布，价格昂贵，并且存在着涂布时涂料渗透、水写时笔迹扩散、干后有印迹等缺陷，限制了水写布的推广使用。而纵观涉及水写布的专利和文献，对决定水写布性能的关键部分一罩面涂层的涂料配方、制备方法均未有详细的说明。
发明内容
为了解决现有技术中的水写布涂料所存在的不足，本发明提供了一种在涂布时不易渗透、笔迹清晰不扩散、保水时间适中、干后无印迹且无毒环保的水性环保水写布罩面涂料。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:该水性环保水写布罩面涂料由以下质量份配比的原料制成:水50份
纤维素类衍生物O 5 2.5份
超细硅微粉5 15份
消泡剂0.3 0.8份
分散剂0.1 1.0份
流平剂0.3 1.2份
成膜剂0.2 0.9份
防腐剂0.1 0.6份
无机盐填料5 20份
遇水变色油墨8 30份。上述无机盐填料是高岭土或滑石粉或碳酸钙；上述纤维素类衍生物是甲基纤维素或羧甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟乙基丙基纤维素。上述的水性环保水写布罩面涂料由以下优选质量份配比的原料制成:
水50份
纤维素类衍生物1.5 2.0份
超细桂微粉7 13份
消泡剂0.4 0.7份
分散剂0.3 0.8份
流平剂0.3 0.7份
成膜剂0.4 0.7份
防腐剂O 2 0.3份
无机盐填料8 16份
遇水变色油墨12 25份。上述的水性环保水写布罩面涂料由以下最优质量份配比的原料制成:水50份
纤维素类衍生物2.0份
超细硅微粉10份
消泡剂0.6份
分散剂0.5份
流平剂0.4份
成膜剂0.6份
防腐剂0.3份
无机盐填料12份
遇水变色油墨20份。上述消泡剂是消泡剂GY330，分散剂是分散剂5040。上述成膜剂是环保型丙二醇苯醚成膜剂。上述流平剂是聚醚改性聚二甲基硅氧烷，防腐剂是KSG102S型防腐剂。上述水性环保水写布罩面涂料由以下方法制备:步骤1:按照上述质量份配比称取纤维素类衍生物，在机械快速搅拌状态下，均匀撒放加入到水中，搅拌1.0 3.0h，使纤维素衍生物均匀分散在水中，得到均一的纤维素胶液。步骤2:待纤维素胶液制备好后在持续搅拌的状态下，将超细硅微粉缓慢加入纤维素胶液中，搅拌0.5 2.0h,得到均一超细娃微粉体系。步骤3:按照上述质量份配比在超细硅微粉体系中添加消泡剂、分散剂、流平剂、成膜剂以及防腐剂作为助剂，每添加一种助剂搅拌5.0 15.0分钟后再加入另外一种。步骤4:在搅拌状态下，向步骤(3)制备好的体系中，慢速加入无机盐填料，搅拌
0.5 3.0h,使无机盐填料均勻分散在体系中。步骤5:在步骤(4)制备好的体系中，加入遇水变色油墨，搅拌0.5 3.0h,即得水与布罩面涂料。本发明的环保的水性水写布罩面涂料是以纤维素类衍生物作为胶粘剂，以高岭土或滑石粉或碳酸钙等一类的无机盐作为填料颜料，利用超细硅微粉的交联连接作用和遇水变色油墨的遇水变透明特性，并辅以相应的助剂制备而成，其以水作为分散介质，性能良好、无毒环保，采用该涂料制备的水写布，涂布时涂料不易渗透、书写时笔迹清晰不扩散、保水时间适中、干后无印迹，可以多次反复书写，本发明的涂料所用原料价格低廉易得，所制备的水写布性价比高，有利于水写布的推广使用。
图1为实施例1的涂料涂覆的水写布的背面照片。图2为市售的普通罩面涂料涂覆的水写布的背面照片。图3为实施例1的涂料涂覆的水写布的水写笔迹。
图4为“兰”字在O分钟时的水写笔迹。图5为“兰”字在4分钟时的水写笔迹。图6为“兰”字在8分钟时的水写笔迹。图7为“兰”字在12分钟时的水写笔迹。
具体实施例方式现结合实施例以及实验数据对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述实施的情形。实施例1以50mL的水为例，制备水性环保水写布罩面涂料所用的原料质量份配比为:
水50份即50 mL
甲基纤维素2.0份即2 g
超细硅微粉10份即IOg
消泡剂GY3300.6份即0.6 g 分散剂50400.5份即0.5 g
聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.4份即0.4 g
环保型丙二醇苯醚成膜剂0.6份即0.6 g
防腐剂 KSG102S0.3 份_ 0.3 g
高岭土12份_128
遇水变色油墨20份即20 go其制备方法由以下步骤组成:步骤1:按照上述质量份配比称取甲基纤维素，在机械快速搅拌状态下，均匀撒放加入到水中，搅拌2h，使甲基纤维素均匀分散在水中，得到均一的纤维素胶液。步骤2:待纤维素胶液制备好后在持续搅拌的状态下，将超细硅微粉缓慢加入纤维素胶液中，搅拌1.5h，得到均一的超细硅微粉体系。步骤3:按照上述质量份配比在超细硅微粉体系中添加消泡剂GY330、分散剂5040、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、环保型丙二醇醚类成膜剂以及防腐剂KSG102S作为助剂，每添加一种助剂搅拌10分钟后再加入另外一种。步骤4:在搅拌状态下，向步骤(3)制备好的体系中，慢速加入高岭土，搅拌1.5h，使高岭土均匀分散在体系中。步骤5:在步骤(4)制备好的体系中，加入遇水变色油墨，搅拌1.5h，即得水写布罩面涂料。上述的消泡剂GY330，是一种已知物质，由聚醚与聚硅氧烷合成，由南京硅越化工有限公司生产。
上述的分散剂5040，是一种阴离子表面活性剂，由上海献捷化工科技有限公司生产。上述的聚醚改性聚二甲基硅氧烷是已知物质，其商品型号为KLE-333，由广州凯奇实业有限公司生产。上述的防腐剂KSG102S是已知物质，由广东迪美生物技术有限公司生产。上述的超细硅微粉的粒径为4000 8000目，属于市售成品，本实施例采用的是由佛山市倍耐新材料有限公司生产，遇水变色油墨是深圳市千色变颜料有限公司生产。实施例2以50mL的水为例，制备水性环保水写布罩面涂料所用的原料质量份配比为:
水50份即50 mL
甲基纤维素2.0份即2g
超细桂微粉13份即13 g 消泡剂GY3300.7份即0.7 g 分散剂50400.8份_ 0.8 g
聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.7份即0.7 g
环保型丙二醇苯醚成膜剂0.7份即0.7 g 防腐剂KSG102S0.3份即0.3 g 高岭土16份即16 g
遇水变色油墨25份即25 g0其制备方法由以下步骤组成:步骤1:按照上述质量份配比称取甲基纤维素，在机械快速搅拌状态下，均匀撒放加入到水中，搅拌3h，使甲基纤维素均匀分散在水中，得到均一的纤维素胶液。步骤2:待纤维素胶液制备好后在持续搅拌的状态下，将超细硅微粉缓慢加入纤维素胶液中，搅拌2h，得到均一的超细硅微粉体系。步骤3:按照上述质量份配比在超细硅微粉体系中添加消泡剂GY330、分散剂5040、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、环保型丙二醇醚类成膜剂以及防腐剂KSG102S作为助剂，每添加一种助剂搅拌15分钟后再加入另外一种。步骤4:在搅拌状态下，向步骤(3)制备好的体系中，慢速加入高岭土，搅拌3h，使高岭土均匀分散在体系中。步骤5:在步骤(4)制备好的体系中，加入遇水变色油墨，搅拌3h，即得水写布罩面涂料。实施例3以50mL的水为例，制备水性环保水写布罩面涂料所用的原料质量份配比为:水50份即50 mL
甲基纤维素1.5份即1.5 g
超细硅微粉7份即7 g
消泡剂GY3300.4份即0.4 g
分散剂50400.3份_ 0.3 g
聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.3份即0.3 g
环保型丙二醇苯醚成膜剂0.4份即0.4 g
P方腐剂KSG102S0.2份即0.2 g
高岭土8份即8 g
遇水变色油墨12份即12 g。其制备方法由以下步骤组成:步骤1:按照上述质量份配比称取甲基纤维素，在机械快速搅拌状态下，均匀撒放加入到水中，搅拌lh，使甲基纤维素均匀分散在水中，得到均一的纤维素胶液。步骤2:待纤维素胶液制备好后在持续搅拌的状态下，将超细硅微粉缓慢加入纤维素胶液中，搅拌0.5h，得到均一的超细硅微粉体系。步骤3:按照上述质量份配比在超细硅微粉体系中添加消泡剂GY330、分散剂5040、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、环保型丙二醇醚类成膜剂以及防腐剂KSG102S作为助剂，每添加一种助剂搅拌5分钟后再加入另外一种。步骤4:在搅拌状态下，向步骤(3)制备好的体系中，慢速加入高岭土，搅拌0.5h，使高岭土均匀分散在体系中。步骤5:在步骤(4)制备好的体系中，加入遇水变色油墨，搅拌0.5h，即得水写布罩面涂料。实施例4以50mL的水为例，制备水性环保水写布罩面涂料所用的原料质量份配比为:
水50份即50 mL
甲基纤维素2.5份即2.5 g
超细硅微粉15份即15 g
消泡剂GY3300.8份即0.8 g
分散剂50401.0份即l.0g
聚醚改性聚二甲基硅氧烷1.2份_ 1.2 g
环保型丙二醇苯醚成膜剂0.9份即0.9 g防腐剂KSG102S0.6份即0.6 g 高岭土20份即20 g 遇水变色油墨30份即30g。其制备方法与实施例1相同。实施例5以50mL的水为例，制备水性环保水写布罩面涂料所用的原料质量份配比为:
水50份即50 mL
甲基纤维素0.5份_ 0.5 g 超细硅微粉5份即5 g
消泡剂GY3300.3份即0.3 g
分散剂50400.1份_0.1邑 聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.3份_ 0.3 g 环保型丙二醇苯醚成膜剂0.2份_ 0.2 g 防腐剂KSG102S0.1份即0.1 g 高岭土5份即5 g 遇水变色油墨8份_8§。
其制备方法与实施例1相同。实施例6在上述实施例1 5的水性环保水写布罩面涂料中，所用原料高岭土可以用等质量份的滑石粉或碳酸钙替换，其它的原料及其质量份配比与相应实施例相同。实施例7在上述实施例1 6的水性环保水写布罩面涂料中，所用原料甲基纤维素可以用等质量份的其它纤维素类衍生物来替换，具体是可以用羧甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟乙基丙基纤维素来替换，其它的原料及其质量份配比与相应实施例相同。为了证明本发明的有益效果，发明人对实施例1所制备的水写布罩面涂料通过大量的实验进行验证，具体如下:将黑色无纺底植绒布裁剪成合适大小，采用市售的黑色着色涂料按照常规方法涂布后，放置于干燥箱中80°C烘干，然后将实施例1所制备的水写布罩面涂料均匀涂布于着色涂层表面，同样放置于干燥箱中80°C烘干，即得水写布成品，参见图1。1、涂布时涂料渗透情况将市售的普通罩面涂料涂覆在上述的着色涂层表面，烘干后所制成的水写布用照相机拍摄其背面照片，参见图2。将图1与图2对比可知，市售的普通涂料涂覆在着色涂层表面上后在水写布背面会有渗透，出现白点，而本发明实施例1所得的水写布罩面涂料制备的水写布背面没有白点，涂布时无渗透。2、水写笔迹将实施例1所得的水写布罩面涂料制备的水写布上写“兰”字的笔迹，如图3所示，由图3可知，实施例1所得的水写布罩面涂料制备的水写布，涂层均匀略显蓝色，美观大方，且笔迹清晰不扩散，犹如墨迹。3、保水时间在采用实施例1所得水写布罩面涂料制备的水写布上书写“兰”字，观察其在不同时间字迹的变化，参见图4 7。由图4 7对比可知，实施例1所得的水写布罩面涂料制备的水写布，保水时间适中，约为12分钟，且干后无印迹，可以多次反复书写。
权利要求
1.一种水性环保水写布罩面涂料，其特征在于由以下质量份配比的原料制成:水50份纤维素类衍生物0.5 2.5份超细硅微粉5 15份消泡剂O 3 0.8份分散剂0.1 1.0份 流平剂0.3 1.2份成膜剂0.2 0.9份防腐剂0.1 0.6份无机盐填料5 20份遇水变色油墨8 30份。
上述无机盐填料是高岭土或滑石粉或碳酸钙； 上述纤维素类衍生物是甲基纤维素或羧甲基纤维素或羟乙基纤维素或羟乙基丙基纤维素。
2.根据权利要求1所述的水性环保水写布罩面涂料，其特征在于由以下质量份配比的原料制成:水50份纤维素类衍生物1.5 2.0份超细硅微粉7 13份消泡剂O 4 0.7份分散剂0.3 0.8份流平剂0.3 0.7份成膜剤0.4 0.7份防腐剂0.2 0.3份无机盐填料8 16份遇水变色油墨12 25份。
3.根据权利要求1所述的水性环保水写布罩面涂料，其特征在于由以下质量份配比的原料制成:水50份纤维素类衍生物2.0份超细硅微粉10份消泡剂0.6份分散剂0.5份流平剂0.4份成膜剂0.6份防腐剂0.3份无机盐填料12份遇水变色油墨20份。
4.根据权利要求1或2或3所述的水性环保水写布罩面涂料，其特征在于:所述消泡剂是消泡剂GY330，所述分散剂是分散剂5040。
5.根据权利要求1或2或3所述的水性环保水写布罩面涂料，其特征在于:所述成膜剂是环保型丙二醇苯醚成膜剂。
6.根据权利要求1或2或3所述的水性环保水写布罩面涂料，其特征在于:所述流平剂是聚醚改 性聚二甲基硅氧烷，所述防腐剂是KSG102S型防腐剂。
全文摘要
本发明涉及的一种水性环保水写布罩面涂料是以纤维素类衍生物作为胶粘剂，以高岭土或滑石粉或碳酸钙等一类的无机盐作为填料颜料，利用超细硅微粉的交联连接作用和遇水变色油墨的遇水变透明特性，并辅以相应的助剂制备而成，其以水作为分散介质，性能良好、无毒环保，采用该涂料制备的水写布，涂布时涂料不易渗透、书写时笔迹清晰不扩散、保水时间适中、干后无印迹，可以多次反复书写，本发明的涂料所用原料价格低廉易得，所制备的水写布性价比高，有利于水写布的推广使用。
文档编号D06M15/09GK103147295SQ20131006174
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者陈亚芍, 易金红, 王晓娟, 韩莉君, 陈统云 申请人:陕西师范大学