CN101649140A - 水乳化硝基漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性硝基漆及其制备方法，包括如下重量百分比的组分：水性硝基树脂70％～90％，消泡剂0.2％～0.5％，防腐剂0.1％～0.5％，基材润湿剂0.5％～1％，打磨蜡3％～5％，增稠剂0.2％～0.6％，防冻剂1％～2％，pH调节剂0％～0.2％，成膜助剂1％～3.5％，水4～20％。本发明的水性硝基漆的渗透性好，干燥快速，打磨性好，不黏砂纸，低味无毒，可以上线做美式水性全开放涂装，产品符合国标及出口美国和欧盟的法律法规，气味低，漆膜具有打磨好，附着力优良，干燥快速等特点，适合流水线生产。

Description

水乳化硝基漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种硝基漆，具体的说涉及一种水性硝基漆及其制备方法。

背景技术

硝基漆是一种挥发性自干涂料，靠溶剂挥发形成连续涂膜，成膜过程中不发生化学变化。它以硝化棉为主要成膜物质，加入合成树脂、增塑剂、溶剂等混合制成基料。其中不含颜料的透明基料即为硝基清漆。

硝基漆具有快干、着色方便、施工快捷和漆膜性能好等特点，因而在家具行业得到广泛的应用。传统溶剂型硝基漆是以甲苯、二甲苯、丁酯等有机溶剂为分散介质，这些有机溶剂不但污染环境，而且损害人类的身体健康。而水性硝基漆是以水为分散介质、采用特定工艺条件制成的木器漆，不含有毒、有害的有机溶剂，也不会对环境造成污染。随着人们环保意识的增强，有害挥发物极少的水性硝基木器涂料取代油性硝基漆是必然的趋势。推广应用水乳化硝基漆，走水乳化道路是各类涂料的发展方向。

国内也有一些关于水性硝基漆的研究报道，如华南理工大学曾朝霞等对醇酸树脂转相乳化法和丙烯酸酯类单体互穿聚合物网络聚合法制备改性硝化纤维素乳液做了研究，但在实际配漆应用过程中，这种硝基漆在做底涂时易发生粘连，不利于流水线涂装及包装出货。

发明内容

本发明通过对水性硝基漆的基料的改性，提高水性硝基乳液的干性，解决配漆产品实际应用中粘连、干燥问题，提供了一种水性硝基底漆及其制备方法。本发明的关键点在于：

1)硝化棉基料的配制，控制了乳液的硬度、韧性、附着力和抗粘连性；

2)乳化剂的组合，保证产品完全乳化和储存稳定性；

3)配漆时各种助剂的调配比例，保证了产品的良好物理性能和施工性能。

本发明的具体技术方案如下：

本发明所述的水性硝基漆，包括以下重量百分比的组分：水性硝基树脂70％～90％，消泡剂0.2％～0.5％，防腐剂0.1％～0.5％，基材润湿剂0.5％～1％，打磨蜡3％～5％，增稠剂0.2％～0.6％，防冻剂1％～2％，pH调节剂0％～0.2％，成膜助剂1％～3.5％，水4～20％。

其中，所述水性硝基树脂由油性硝基树脂乳化而成，油性硝基树脂包括以下重量百分比的组分：混合溶剂：40-60％；1/4s硝化棉：10-30％；DOS：5-12％；马林酸树脂：12-26％。

其中混合溶剂由以下重量百分比的组分构成：醋酸丁酯：45-55％；BCS(乙二醇丁醚)：10-20％；PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)：30-40％。

所述水性硝基树脂包括以下重量百分比的组分：油性硝基树脂：55-60％；去离子水：45-50％；乳化剂：0.15-0.2％；将上述组分均匀混合所得的油性硝基树脂乳化而成的水性硝基树脂的固体含量一般为30-36％。

其中，所述乳化剂为烷基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂和/或脂肪醇琥珀酸钠盐类阴离子乳化剂；优选烷基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂与脂肪醇琥珀酸钠盐类阴离子乳化剂的配合；更优选科莱恩化工的烷基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂Genapol x080与脂肪醇琥珀酸钠盐类阴离子乳化剂SF8的配合。

所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚类混合物；优选TEGO810；

所述防腐剂为BIT(苯甲基异噻唑啉酮)、MI(水性甲基异噻唑啉酮)、溴硝基丙二醇中的两种或两种以上混合物。

所述润湿剂为有机硅表面活性剂；所述增稠剂为聚氨酯型；

防冻剂为丙二醇或乙二醇，优选环保性好的丙二醇；如美国陶氏公司的1，3丙二醇；

pH调节剂可为氨水，三乙胺或醇胺；优选气味小的醇胺，如：美国ANGUS的AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)；

成膜助剂为二丙二醇丁醚、十二碳酸酯、丙二醇苯醚等中的一种或多种。

所述打磨蜡为本领域技术人员常用的水性漆专用打磨蜡。

本发明还提供所述水性硝基漆的制备方法，包括：

1)水性硝基树脂的制备：

i)用DOS和部分混合溶剂的混合溶液充分溶解1/4s硝化棉，然后加马林酸树脂和剩余的混合溶剂，充分搅拌，得到透明无颗粒的溶液；

ii)加入部分乳化剂，该乳化剂优选烷基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂，更优选科莱恩化工的Genapol x080，在60～70℃时继续搅拌至均匀，形成油与表面活性剂的乳状液1；

iii)将剩余的乳化剂与水均匀混合，制成乳化剂乳液体系2，此时，所用乳化剂优选脂肪醇琥珀酸钠盐类阴离子乳化剂，更优选科莱恩化工的SF8；iv)在高速搅拌条件下，将乳化剂乳液体系2慢慢滴加到上述乳状液1中，得到O/W型乳液，制得水性硝基树脂；

所述部分混合溶剂是溶剂配方量的5-95％；部分乳化剂也同理；由本领域技术人员根据需要来决定。

2)硝基漆的制备：

将水性硝基树脂与基材润湿剂，增稠剂，防冻剂，成膜助剂均匀混合，然后加入消泡剂和打磨蜡，高速分散；然后添加防腐剂，随后加入pH调节剂调整pH值，最后加入水，均匀混合，制得水性硝基漆(在制备过程中一定要按照上述程序操作)。

2)硝基漆的制备：将水性硝基树脂与基材润湿剂，增稠剂，防冻剂，成膜助剂均匀混合，然后加入消泡剂和打磨蜡，高速分散；然后添加防腐剂，随后加入pH调节剂调整pH值，最后加入水，均匀混合，制得水性硝基漆。

所述pH值为7-9。

本发明所述的水性硝基漆可用作底漆。

本发明通过对乳化基料的改性，提高水性硝基乳液的干性，解决配漆产品实际应用中粘连、干燥问题，提供了一种水乳化硝基漆。提高水乳化硝基漆的市场应用价值。

本发明所述的水性硝基树脂稳定性好，较高的固体含量，物化性能好，底涂无粘连；所述的水性硝基漆的渗透性好，干燥快速，打磨性好，不黏砂纸，低味无毒，对水性硝基漆的性能测试说明，其综合物理性能较好，在施工应用方面，宽容性好，在桦木、水曲柳、松木、杨木等底材上的附着力都很好；通过重涂实验，底漆打磨不黏砂纸，无发黏现象；4小时后可以打磨，如果有烘干设备打磨时间会大大缩短，方便上线操作；而且环保性好，符合出口美国和欧盟的相关法律法规。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1  水性硝基漆的制备

1、主要实验原料

1/4s硝化棉(70％)：泸州北方化学，25kg；

马林酸树脂：深圳嘉利诚化工有限公司，14kg；

癸二酸二辛酯(DOS)：分子式：C₂₆H₅₀O₄，浙江桐乡化工，11kg；

乳化剂1：Genapol x080科莱恩化工  乳化剂2：SF8科莱恩化工；

混合溶剂：50kg，其中：醋酸丁酯  50％；BCS 15％；

PMA    35％。

去离子水：自制。

成膜助剂：二丙二醇丁醚，陶氏化学

防冻剂：丙二醇；

pH调节剂：AMP-95，化学名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，美国ANGUS；

聚氨酯型增稠剂【TT-935】：罗门哈斯

杀菌剂【LXE】：罗门哈斯

打磨腊【1097A】：海川化工

消泡剂【TEGO810】：迪高化工

基材润湿剂【BYK346】：德国毕克公司

2、水性硝基树脂的制备：

硝化棉混合液配方：

混合溶剂：50％；

1/4s硝化棉：25％；

DOS：11％；

马林酸树脂：14％；

在不锈钢容器中加入混合溶剂，缓慢搅拌下，加入硝化棉，慢速搅拌至溶解完全。在慢速搅拌下加入DOS和马林酸树脂，至溶解完全无颗粒。

1)将1/4s硝化棉慢慢地加入装有DOS和混合溶剂的乳化机中，开始搅拌，使硝化棉充分溶解，然后加马林酸树脂、混合溶剂，继续搅拌2～3h至全部溶解成透明无颗粒的溶液；

2)加入乳化剂1，在60～70℃时继续搅拌至均匀，形成油与表面活性剂的乳状液1；

3)在不锈钢容器中放入去离子水，加入适量的乳化剂2搅拌均匀，制成乳化剂乳液体系；然后在高速搅拌下，将乳化剂乳液体系慢慢滴加到上述制成的油与表面活性剂乳状液中，水相较少时得到W/O型乳液，继续滴加水相，直到W/O型乳液转变成O/W型乳液，制得硝化棉乳状液。

3、配漆：按表1的步骤进行配漆：

表1  配漆组分和步骤

4、产品性能与讨论

将制得的水性硝基漆进行性能检测，检测结果如表2所示：

表2  水性硝基漆的性能

实施例2

1、主要实验原料

1/4s硝化棉(70％)：泸州北方化学。

马林酸树脂：深圳嘉利诚化工有限公司

癸二酸二辛酯(DOS)：分子式：C₂₆H₅₀O₄，浙江桐乡化工

乳化剂1：Genapol x080科莱恩化工  乳化剂2：SF8科莱恩化工；

混合溶剂：

醋酸丁酯50

BCS     15

PMA     35

去离子水：自制。

成膜助剂：二丙二醇丁醚，陶氏化学

防冻剂：丙二醇；

pH调节剂：AMP-95，化学名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，美国ANGUS；

聚氨酯型增稠剂【TT-935】：罗门哈斯

杀菌剂【LXE】：罗门哈斯

打磨腊【1097A】：海川化工

消泡剂【TEGO810】：迪高化工

基材润湿剂【BYK346】：德国毕克公司

2、水性硝基树脂的制备：

硝化棉混合液配方：

混合溶剂：45；

1/4s硝化棉：25；

DOS：12；

马林酸树脂：18；

在不锈钢容器中加入混合溶剂，缓慢搅拌下，加入硝化棉，慢速搅拌至溶解完全。在慢速搅拌下加入DOS和马林酸树脂，至溶解完全无颗粒。

1)将1/4s硝化棉慢慢地加入装有DOS和混合溶剂的乳化机中，开始搅拌，使硝化棉充分溶解，然后加马林酸树脂、混合溶剂，继续搅拌2～3h至全部溶解成透明无颗粒的溶液；

2)加入乳化剂1，在60～70℃时继续搅拌至均匀，形成油与表面活性剂的乳状液1；

3)在不锈钢容器中放入一定量的去离子水，加入适量的乳化剂2搅拌均匀，制成乳化剂乳液体系；然后在高速搅拌下，将乳化剂乳液体系慢慢滴加到上述制成的油与表面活性剂乳状液中，水相较少时得到W/O型乳液，继续滴加水相，直到W/O型乳液转变成O/W型乳液，制得硝化棉乳状液。

3、配漆：按表3的步骤进行配漆：

表3  配漆组分和步骤

4、产品性能与讨论

将制得的水性硝基漆进行性能检测，检测结果如表4所示：

表4  水性硝基漆的性能

实施例3

1、主要实验原料

1/4s硝化棉(70％)：泸州北方化学。

马林酸树脂：深圳嘉利诚化工有限公司

癸二酸二辛酯(DOS)：分子式：C26H50O4，浙江桐乡化工

乳化剂1：Genapol x080科莱恩化工  乳化剂2：SF8科莱恩化工；

混合溶剂：

醋酸丁酯50

BCS     15

PMA     35

去离子水：自制。

成膜助剂：二丙二醇丁醚，陶氏化学

防冻剂：丙二醇；

pH调节剂：AMP-95，化学名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，美国ANGUS；

聚氨酯型增稠剂【TT-935】：罗门哈斯

杀菌剂【LXE】：罗门哈斯

打磨腊【1097A】：海川化工

消泡剂【TEGO810】：迪高化工

基材润湿剂【BYK346】：德国毕克公司

2、水性硝基树脂的制备：

硝化棉混合液配方：

混合溶剂：45；

1/4s硝化棉：25；

DOS：15；

马林酸树脂：15；

在不锈钢容器中加入混合溶剂，缓慢搅拌下，加入硝化棉，慢速搅拌至溶解完全。在慢速搅拌下加入DOS和马林酸树脂，至溶解完全无颗粒。

1)将1/4s硝化棉慢慢地加入装有DOS和混合溶剂的乳化机中，开始搅拌，使硝化棉充分溶解，然后加马林酸树脂、混合溶剂，继续搅拌2～3h至全部溶解成透明无颗粒的溶液；

2)加入乳化剂1，在60～70℃时继续搅拌至均匀，形成油与表面活性剂的乳状液1；

3)在不锈钢容器中放入一定量的去离子水，加入适量的乳化剂2搅拌均匀，制成乳化剂乳液体系；然后在高速搅拌下，将乳化剂乳液体系慢慢滴加到上述制成的油与表面活性剂乳状液中，水相较少时得到W/O型乳液，继续滴加水相，直到W/O型乳液转变成O/W型乳液，制得硝化棉乳状液。

3、配漆：按表1的步骤进行配漆：

表1  配漆组分和步骤

4、产品性能与讨论

将制得的水性硝基漆进行性能检测，检测结果如表2所示：

表2  水性硝基漆的性能

实施例4

将实施例1制备的水性硝基漆用做木器底漆，做仿古工艺，艺流程如下：

1.素材处理：素材为枫木，工件为咖啡桌。

(1)破坏处理：用破坏工具把咖啡桌毛坯故意性敲打，使其达到一种该物品长时间使用而被损坏的自然效果

(2)砂光：用240#砂纸顺木纹砂磨，去除素材表面毛刺、砂痕等

2、底色：用水性底修色水喷涂，喷湿，使其达到木材纹理体现效果

3、喷涂头度硝基水性底漆：用水性硝基底漆按配比调至粘度为15秒，喷涂二遍，一个“十”字，干燥时间2小时

所说的为粘度均为岩田-2#杯粘度，下同

4、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

5、擦拭格丽斯：用水性格丽斯，擦试表面，再将表面擦拭干净，并略抓明暗，使其达到一种深浅不一的自然效果

6、喷涂水性硝基底漆：用水将水性硝基底漆至粘度为18秒，喷涂一个“十”字，干燥120分钟

7、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

8、干刷：用毛刷沾水性格丽斯轻打在工件四周边缘，及中间个别部分或破坏处，使其达到一种使用时间过长而被弄脏的自然效果

9、喷涂水性硝基底漆：用水将水性硝基底漆至粘度为18秒，喷涂一个“十”字，干燥120分钟

10、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

11、牛尾、喷点：用水性格丽斯画牛尾，并用枪做喷点效果，使其再一次加深仿古的自然效果

12、喷涂水性硝基底漆：调硝基底漆至粘度18秒，喷涂一个“十”字，干燥120分钟；

13、砂光：用600#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

14、喷涂水性硝基面漆：用水调硝基面漆至粘度为18秒，喷涂一个“十”字，干燥24小时打包。

实施例5

用做封闭底漆，做水性实色漆工艺，工艺如下：

1.素材处理：素材为红樱桃木，工件为餐椅。

砂光：用240#砂纸顺木纹砂磨，去除素材表面毛刺、砂痕等

2、喷涂硝基水性封闭底漆：用水性硝基底漆按配比调至粘度为15秒，喷涂二遍，一个“十”字，干燥时间4小时

所说的为粘度均为岩田-2#杯粘度，下同

3、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

4、喷涂水性实色硝基底漆：用水将水性实色硝基底漆至粘度为18秒，喷涂一个“十”字，干燥4小时

5、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

6、喷涂水性实色硝基底漆：用水将水性实色硝基底漆至粘度为18秒，喷涂一个“十”字，干燥12小时

7、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

8、喷涂水性实色硝基面漆：用水将水性实色硝基面漆调至粘度为15秒，喷涂一个“十”字，干燥12小时

7、砂光：用400#砂纸顺木纹砂磨平整、光滑

8、喷涂水性实色硝基面漆：用水将水性实色硝基面漆调至粘度为15秒，喷涂一个“十”字，干燥24小时后打包。

Claims (10)

1、一种水性硝基漆，包括以下重量百分比的组分：水性硝基树脂70％～90％，消泡剂0.2％～0.5％，防腐剂0.1％～0.5％，基材润湿剂0.5％～1％，打磨蜡3％～5％，增稠剂0.2％～0.6％，防冻剂1％～2％，pH调节剂0％～0.2％，成膜助剂1％～3.5％，水4～20％。

2、如权利要求1所述的水性硝基漆，其特征在于，所述水性硝基树脂由油性硝基树脂乳化而成，所述油性硝基树脂包括以下重量百分比的组分：混合溶剂：40-60％；1/4s硝化棉：10-30％；DOS：5-12％；马林酸树脂：12-26％；

其中混合溶剂由以下重量百分比的组分构成：醋酸丁酯：45-55％；BCS：10-20％；PMA：30-40％。

3、如权利要求2所述的水性硝基漆，其特征在于，所述水性硝基树脂包括以下重量百分比的组分：油性硝基树脂：55-60％；去离子水：45-50％；乳化剂：0.15-0.2％.

4、如权利要求3所述的水性硝基漆，其特征在于，所述乳化剂为烷基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂和/或脂肪醇琥珀酸钠盐类阴离子乳化剂。

5、如权利要求4所述的水性硝基漆，其特征在于，所述乳化剂为烷基聚氧乙烯醚类非离子乳化剂和脂肪醇琥珀酸钠盐类阴离子乳化剂的配合。

6、如权利要求1-5任一所述的水性硝基漆，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚类混合物；所述防腐剂为苯甲基异噻唑啉酮、水性甲基异噻唑啉酮、溴硝基丙二醇中的两种或两种以上混合物；所述润湿剂为有机硅表面活性剂。

7、如权利要求1-5任一所述的水性硝基漆，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯型；所述防冻剂为丙二醇或乙二醇；所述pH调节剂为氨水，三乙胺或醇胺；所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、十二碳酸酯、丙二醇苯醚中的一种或多种。

8、如权利要求7所述的水性硝基漆，其特征在于，所述防冻剂为丙二醇；所述pH调节剂为醇胺；所述成膜助剂为二丙二醇丁醚。

9、如权利要求1-8任一所述的水性硝基漆的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

1)水性硝基树脂的制备：i)用DOS和部分混合溶剂的混合溶液充分溶解1/4s硝化棉，然后加马林酸树脂和剩余的混合溶剂，充分搅拌，得到透明无颗粒的溶液；ii)加入部分乳化剂，在60～70℃时继续搅拌至均匀，形成油与表面活性剂的乳状液1；iii)将剩余的乳化剂与水均匀混合，制成乳化剂乳液体系2；iv)在高速搅拌条件下，将乳化剂乳液体系2慢慢滴加到上述乳状液1中，得到O/W型乳液，制得水性硝基树脂；

2)硝基漆的制备：将水性硝基树脂与基材润湿剂，增稠剂，防冻剂，成膜助剂均匀混合，然后加入消泡剂和打磨蜡，高速分散；然后添加防腐剂，随后加入pH调节剂调整pH值，最后加入水，均匀混合，制得水性硝基漆。

10、如权利要求1-8任一所述的水性硝基漆的应用，其特征在于，用作底漆。