CN101921539B - 一种用于涂覆板材的组合物及其在板材上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涂覆板材的组合物，含有的组分及其重量百分含量为纳米水性聚合物50-70％，消泡剂0.1-0.5％，成膜助剂2-10％，调节剂DAME0.1-0.5％，稳定剂0.1-0.5％，交联剂0.1-0.5％，无机凝胶0.1-0.5％，填料15-20％，以及余量的去离子水；其中的纳米水性聚合物是由脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇聚合而成的树脂。本发明还公开了一种板材，包括板材基材和施加在板材基材上的将本发明提供的涂覆组合物施加在板材基材上经干化处理后获得的涂层。本发明所提供的组合物是一种水性涂覆物，对环境友好；应用该组合物的板材，涂层防水性能好、耐沾污性、耐磨度强。

Description

一种用于涂覆板材的组合物及其在板材上的应用

【技术领域】

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种用于涂覆板材的组合物及其在板材上的应用。

【背景技术】

目前的建筑物外墙装饰中，普遍采用瓷砖、外墙涂料(油漆)、石材幕墙、金属幕墙或玻璃幕墙等进行装饰，这些装饰材料在不同的应用场合具有各自的优越性，但是又不可避免地存在一些固有的缺陷，如：瓷砖的抗冲击力弱、易于磨损开裂、施工精度低消耗大等；而外墙涂料(油漆)则质感较差、易于污染、变色、起皮、开裂等；石材幕墙造价高、有潜在的辐射危险、耐火性差、施工难度高等；金属幕墙抗变形能力弱、易于锈蚀、防水密封性差、施工复杂等；而玻璃幕墙则普遍存在光污染、能耗大等问题。

无机建筑涂料是一种比较经济耐用的涂料，其物化性能，包括保光性、保色性、耐黄变性、耐热性、耐冻性和耐冻融循环性等都较好，尤其长期置于大气环境中几乎不黄变；同时，此类涂料的耐化学及耐腐蚀性能，包括、耐石油制品性、耐溶剂性、耐家用化学品性和耐化工气体性等。但是相对来说，其应用在外墙板材时，耐水性较差。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种用于涂覆板材的组合物，以满足对建筑物内外墙装饰材料在经济耐用、性能稳定、易于施工等方面的要求。

为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：

一种用于涂覆板材的组合物，含有下述重量比例的组分：

纳米水性聚合物           45-55％

消泡剂                   0.1-0.5％

成膜助剂           2-10％

调节剂DAME         0.1-0.5％

稳定剂             0.1-0.5％

三官能团交联剂     0.1-0.5％

无机凝胶           0.1-0.5％

填料               15-20％

去离子水           余量；

其中所述纳米水性聚合物是由脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇聚合而成的树脂。

上述组合物中，所述脂肪族异氰酸酯是选自六次甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(H12MDI)、四甲基二次甲基苯二异氰酸酯(TMXDI)、三甲基六次甲基二异氰酸酯(TMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)或甲基环己烷二异氰酸酯(HTDI)。

上述组合物中，所述聚醚多元醇是以多元醇或有机胺为起始剂、与环氧丙烷与环氧乙烷共聚物或环氧丙烷聚合物反应制得的聚醚多元醇(PPG)；或以前述聚醚多元醇为母体经乙烯基单体接枝聚合制得的聚合物聚醚多元醇(POP)；或以四氢呋喃均聚或共聚而成的聚四氢呋喃型多元醇(PTMEG)。

上述组合物中，所述消泡剂是BYK023(德国毕克化学有限公司(BYK-Chemie)产品代号，聚硅氧烷的乳液)和/或BYK346(德国毕克化学有限公司(BYK-Chemie)产品代号，改性硅氧烷共聚物)。

上述组合物中，所述成膜助剂是乙二醇丁醚和/或二乙二醇丁醚。

上述组合物中，所述调节剂DAME(2-Dimethylamine Ethanol)即二甲基-2-羟基乙胺。

上述组合物中，所述稳定剂是选自苯甲酮类、氰基丙烯酸盐粘合剂类、草酰替苯胺类、苯并三唑类或三嗪类稳定剂。

上述组合物中，所述三官能团交联剂是选自三官能团氮丙啶交联剂、三官能团氯丙啶交联剂或三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯交联剂。

上述组合物中，所述无机凝胶是膨润土无机凝胶和/或硅藻土无机凝胶。

上述组合物中，所述填料是金属粉料和/或刚玉粉料。

本发明的另一目的是提供一种板材，包括板材基材和施加在板材基材上的涂层，所述涂层是将涂覆组合物施加在板材基材上经干化处理后获得，所述涂覆组合物的重量百分组成为：

纳米水性聚合物        50-70％

消泡剂                0.1-0.5％

成膜助剂              2-10％

调节剂DAME            0.1-0.5％

稳定剂                0.1-0.5％

三官能团交联剂        0.1-0.5％

无机凝胶              0.1-0.5％

填料                  15-20％

去离子水              余量；

其中所述纳米水性聚合物是由脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇聚合而成的树脂。

从以上技术方案可以看出，本发明所提供的用于涂覆板材的组合物是一种水性涂覆物，原料中不含挥发性、毒性物质，对环境友好；其制备过程工艺简单，生产成本低；使用中涂覆方便、易于施工。在将该涂覆组合物应用到板材后，板材表面的涂层具有如下 效果：

1.涂层结构致密，晶体突出、纹理清晰、艺术质感丰富；

2.涂层防水性能优越，解决了采用传统内外墙涂料涂覆板材后容易出现的渗水问题；

3.涂层耐沾污性好，耐磨性强。

本发明所提供的用于涂覆板材的组合物应用在板材之后，板材表层即具备了上述优良性能的涂层，这样的板材用于建筑施工中，是优良的替代目前建筑内外墙所采用的瓷砖、涂料、石材幕墙、金属幕墙及玻璃幕墙等的新产品。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。

1.制备纳米水性聚合物：

室温下在搅拌中向反应容器中加入去离子水、脂肪族异氰酸酯和聚醚多元醇，搅拌均匀，随后加入引发剂，搅拌，最后反应物料经过碾磨，即制得纳米水性聚合物。

可用作脂肪族异氰酸酯的有HDI、IPDI、H12MDI、TMXDI、TMDI、XDI或HTDI；可用作聚醚多元醇的化合物有PPG、POP或PTMEG。

2.制备涂覆组合物：

分别按下表实施例1-3中的组分配比称取各原材料，先将纳米水性聚合物置入反应容器内，在搅拌下，将事先以10倍去离子水稀释后的稳定剂溶液、事先以10倍去离子水稀释后的交联剂溶液、成膜助剂、调节剂、无机凝胶、剩余的去离子水分别加入反应体系，搅拌，最后加消泡剂，即得用于涂覆板材的组合物成品。

组分	实施例1(g)	实施例2(g)	实施例3(g)
				纳米水性聚合物	50	70	60
BYK023	0.3	0.05	0.2
				BYK346	0.1	0.05	0.3
乙二醇丁醚	8	1	5
				二乙二醇丁醚	2	1	3
DAME	0.3	0.1	0.5
				QL稳定剂(稀释后滴入)	0.2	0.1	0.5
三官能团交联剂(稀释后滴入)	0.3	0.1	0.5
				无机凝胶	0.3	0.1	0.5
预处理高亮彩石粉式金属料	18	20	15
				去离子水	20.5	7.5	14.5

在上述或其它可选的实施例中，消泡剂BYK023与BYK346可单独或同时使用，用量在0.1-0.5％；成膜助剂乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚可单独或同时使用，用量在2-10％；稳定剂是选自苯甲酮类、氰基丙烯酸盐粘合剂类、草酰替苯胺类、苯并三唑类或三嗪类稳定剂，用量在0.1-0.5％；交联剂是选自氮丙啶交联剂、三官能团氯丙啶交联剂、或三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯交联剂，用量在0.1-0.5％；膨润土无机凝胶与硅藻土无机凝胶可单独或同时使用，用量在0.1-0.5％；填料金属粉料与刚玉粉料可单独或同时使用，用量在15-20％。

按上表1配置涂层组合物后，采用涂刷方式在硅酸钙平板上制作涂膜，室温固化20-30小时。对实施例1～3的涂层性能检测结果如表2：

表2

检测性能	实施例1	实施例2	实施例3
				涂膜外观	平整无缺陷	平整无缺陷	平整无缺陷
60度光泽	15	17	16
				铅笔硬度	＞9H	＞9H	＞9H
耐水性(240h)	无变化	无变化	无变化
				燃烧性	不燃	不燃	不燃
附着力	100/100	100/100	100/100
				膜厚(μm)	75	82	80
耐酸性(5％硫酸，48小时)	无变化	无变化	无变化
				耐碱性(5％NaOH，48小时)	无变化	无变化	无变化
耐沾污性	无残余	无残余	无残余

进一步，视不同的板材基材(如木材板、石膏板、金属板、水混纤维板、树脂人造板等)在不同的温度条件下(见下表3)将上述制得的涂覆组合物施加在板材表面，然后将板材置入红外线式隧道窑内干化处理15-45分钟，即得到具有本发明所提供的涂覆组合物涂层的板材。分别对这些板材进行性能效果测定，其结果如表3所示：

表3

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种用于涂覆板材的组合物，其特征在于，含有下述重量百分含量的组分：

其中所述纳米水性聚合物是由脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇聚合而成的树脂。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂肪族异氰酸酯是选自六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、三甲基六次甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或甲基环己烷二异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇是以多元醇或有机胺为起始剂、与环氧丙烷和环氧乙烷共聚物反应制得的聚醚多元醇；或以前述聚醚多元醇为母体经乙烯基单体接枝聚合制得的聚合物聚醚多元醇；或以四氢呋喃均聚或共聚而成的聚四氢呋喃型多元醇。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇是以多元醇或有机胺为起始剂、与环氧丙烷聚合物反应制得的聚醚多元醇；或以前述聚醚多元醇为母体经乙烯基单体接枝聚合制得的聚合物聚醚多元醇；或以四氢呋喃均聚或共聚而成的聚四氢呋喃型多元醇。

5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述消泡剂是BYK023和/或BYK346。

6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述成膜助剂是乙二醇丁醚和/或二乙二醇丁醚。

7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述稳定剂是选自苯甲酮类、氰基丙烯酸盐粘合剂类、草酰替苯胺类、苯并三唑类或三嗪类稳定剂。

8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述三官能团交联剂是选自三官能团氮丙啶交联剂、三官能团氯丙啶交联剂或三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯交联剂。

9.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述无机凝胶是膨润土无机凝胶。

10.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述填料是金属粉料和/或刚玉粉料。

11.一种板材，包括板材基材和施加在板材基材上的涂层，其特征在于，所述涂层是将涂覆组合物施加在板材基材上经干化处理后获得，所述涂覆组合物含有下述重量百分含量的组分：

其中所述纳米水性聚合物是由脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇聚合而成的树脂。