CN102408828A - 纳米二氧化硅改性硬质木蜡油及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米二氧化硅改性硬质木蜡油及其制作方法，旨在解决现有的木蜡油干燥速度慢、硬度低的缺陷，以替代普通木蜡油或硝基漆/聚氨脂漆应用于家具涂装。其产品包括的原材料和其重量百分比含量为：改性硬质桐油或亚麻仁油35-45％，软化点在85℃-95℃之间的巴西棕榈蜡15-25％，油长为78％-80％，固含大于98％的亚麻仁油长油醇酸树脂15-25％，粒径在60-80nm之间的纳米二氧化硅3-5％，馏程在160-200°之间的脱环芳烃20-30％，异辛酸盐复合催干剂1-2％，甲乙酮肟0.3-0.5％。其制作方法包括制备A物料和制备B物料以及混合A物料与B物料三大步。

Description

纳米二氧化硅改性硬质木蜡油及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于木制品上的涂料及其制作方法，特点是一种用于木制品上的环保高固体分涂料及其制作方法。

背景技术

我国《涂料行业“十二五”规划》指出涂料产业结构调整的重点和方向是鼓励环境友好型、资源节约型涂料——水性涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料，辐射固化涂料等。但是，现在用于木制品涂装多采用普通木蜡油或者溶剂型的硝基/聚氨脂家具漆。溶剂型的硝基漆/聚氨脂漆存在的问题是：(1)含有对人体有害的成分，例如含“三苯”(苯，甲苯，二甲苯)，或TDI、甲醛、多环芳烃或八大重金属(Cd、Pb、Hg、Cr、Ba、Se、As、Sb)；(2)木制品涂层在外界温湿度变化时调节内部的通气性差，容易发生膨胀变型开裂等现象。(3)涂层为表面覆盖型，在发生碰撞磨擦时会出现漆膜剥落或刮伤；而普通木蜡油涂装后干燥速度慢，涂层干膜硬度低，耐磨强度差。

发明内容

本发明的目的是克服的上述缺陷，而提供一种纳米二氧化硅改性硬质木蜡油，该产品不含对人体有害的成分，例如不含“三苯”，TDI、甲醛、多环芳烃或八大重金属；涂装后干燥速度快，涂层干膜硬度高，耐磨强度好；木制品涂层在外界温湿度变化时调节内部的通透性好，不容易发生膨胀变型开裂等现象。

本发明的另一个目的是提供一种制作上述纳米二氧化硅改性硬质木蜡油的方法。

为了实现上述的第一个目的，可以采用以下的技术方案：本方案的纳米二氧化硅改性硬质木蜡油包括的原材料和其重量百分比含量为：

改性硬质桐油或亚麻仁油        35-45％，

软化点在85-95℃之间的巴西棕榈蜡

                              15-25％，

油长为78％-80％，固含大于98％的亚麻仁油醇酸树脂

                              15-25％，

粒径在60-80nm之间的纳米二氧化硅3-5％，

馏程在160-200°之间的脱环芳烃 20-30％，

异辛酸盐复合催干剂            1-2％，

甲乙酮肟                      0.3-0.5％。

上述的改性硬质桐油可为甘油松香或酚醛树脂改性桐油；所述的馏程在160-200°之间的脱环芳烃是指馏程在160-200°之间脱除芳香烃的脂肪烃溶剂；所述的异辛酸盐复合催干剂是重量百分比15％的异辛酸钴和30％的异辛酸锰和55％的异辛酸锆混合后所制成的复合催干剂。

为了实现上述的第二个目的，可以采用以下的技术方案：本方案的纳米二氧化硅改性硬质木蜡油的制作方法包括以下的步骤：

第一步制备A物料：

(1)将重量百分比含量为35％-45％的硬质桐油加入反应釜，在280°-290℃温度的范围内保持30-60分钟后，测试粘度在6-10Pa.s范围内时，迅速降温至180℃以下；

(2)待温度下降至115°-125℃时，加入重量百分比含量为10％-15％的脱环芳烃，加入重量百分比含量为15％-25％的巴西棕榈蜡，待溶解完全后降温出釜；

第二步制备B物料：

(1)把重量百分比含量为15％-25％的亚麻仁油长油树脂加入到高速分散机中；

(2)在上述的高速分散机中添加重量百分比含量为10％-15％的脱环芳烃，在小于500转/分钟的转速下分散均匀；

(3)再加入重量百分比含量为3％-5％的纳米二氧化硅到高速分散机中，在大于1000转/分钟的转速下分散均匀；

(4)再加入重量百分比含量为1％-2％的异辛酸盐催干剂和重量百分比含量为0.3％-0.5％的甲乙酮肟到高速分散机中，继续在大于1000转/分钟的转速下分散；

(5)将上述分散后的B物料用三辊机再研磨一遍，使纳米二氧化硅完全分散均匀；

第三步混合A物料与B物料：

(1)将A物料与B物料加入搅拌机，在小于500转/分钟的转速下分散均匀；

(2)将分散均匀的混合物料用400目滤网过滤、包装，完成制作。

本发明产品的有益效果是：

1、本产品中的硬质桐油采用甘油松香或酚醛树脂改性桐油/亚麻仁油为基料，中温时加入高软化点的巴西棕榈蜡改性，保持植物油对木制品(如实木家具，实木地板等)的木纹渗透保护性，达到防水防霉防裂等三防保护效果；

产品中的纳米二氧化硅与异辛酸盐催干剂钴，锰，锆的混凝浆，其多孔结构和比表面积可使催干剂作用明显增加；干燥过程中高软化点的棕榈蜡易上浮表面与纳米二氧化硅在木蜡油干膜表面形成纳米涂层，抗刮伤与耐磨性能超过普通木蜡油与硝基/聚氨脂家具漆，并有优良的耐洗刷性与涂膜表面自洁性；

经高软化点棕榈蜡溶合而成的木蜡油在硬度提升与耐磨性方面具备优异的性能，并赋予木蜡油涂层丝绸般的手感且恒久不褪。

2、本产品中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅的比表面积大，孔隙率高，表面活性基团多可参与干性油不饱和键的聚合，不仅加速干性油吸氧聚合速度，同时其三维链状分子结构结合干性油的线状分子结构，使木蜡油干膜的结构力大幅提升，增强木蜡油涂层的硬度与耐磨性能；同时，纳米二氧化硅改善了木蜡油体系的孔隙通透性，加快溶剂的释放性，加速油脂不饱和键吸氧聚合速度，使木蜡油涂层硬度得到最快提升，并改善木蜡油涂层干膜的耐磨强度，拉伸韧性；同时纳米二氧化硅的孔隙结构使涂层形成会“呼吸”的保护层，使木材在外界温湿度变化时能调节内部的通透，不致发生膨胀变型开裂等现象；

纳米二氧化硅的三维链状结构在液体木蜡油中可起防浮防沉降的作用，且配方中添加有甲乙胴肟可防止干性油风化结皮，故本木蜡油的储存稳定性相当好，不易出现沉淀结皮现象。

3、本产品中添加的纳米二氧化硅具有常规材料所不具备的特殊光学特性，对紫外光中长波反射率高达85％以上，对红外线反射70％以上，且光学反射重复性好，可以达到屏蔽紫外光的目的，延长木蜡油户外产品耐日晒抗老化性能。

4、本木蜡油不挥发成份占产品的重量百分比含量在75％左右，属于高固体分涂料，符合国家发展低碳环保涂料标准；本产品经检测不含“三苯”(苯，甲苯，二甲苯)，不含TDI(甲苯二异氰酸酯)，不含甲醛，不含多环芳烃，不含前述的八大重金属，采用脱环芳烃为稀释剂，属于环境和好型溶剂，对人体无伤害，总之本产品是低碳环保无公害的友好型涂料产品。

5、本产品用于木制品涂装的干燥速度大幅提高：本产品由于采用高聚合度干性植物油为基料，中温溶合高软点巴西棕榈蜡，后段加入纳米二氧化硅进行结构改良后，解决了普通木蜡油实干难的缺陷，干速明显快于普通木蜡油，并已达到的聚氨脂家具油漆的干速，这表示本产品在家装及工程施工中的效率明显提升，可以满足在家具工业化生产中对涂料干速的要求，这样可用作家具涂装来引导环保新概念。

由于本木蜡油的干燥速度与硬度达到聚氨脂漆与硝基漆的指标，完全可以替代硝基漆与聚氨脂漆，应用于木质家具涂装，减少有害的VOC(挥发性有机化合物)及TDI对人体的伤害，涂装风格可应用于欧式涂装，美式涂装及中式涂装；低气味高硬度可替代生漆应用于红木家具，避免生漆施工对皮肤及呼吸道的强烈刺激，在操作上简化施工条件及大幅缩短工期；优良的耐候防水性特别适合木别墅，凉亭等户外木制工程的涂装；低碳环保无公害可应用于家庭主人自己动手装饰，儿童玩具与儿童家具的环保涂装。

制作本发明产品的方法之有益效果是工艺简单，质量稳定，生产效率高。

为了使本发明便于理解和更加清晰，下面通过附图和实施例对其作进一步说明。

附图说明

图1是本发明的产品与普通木蜡油/硝基漆/聚氨酯漆的性能对比表。

图2是制作本发明产品的方法之流程图。

具体实施方式

实施例1，参看图1。本实施例为一优选实施例，即一种亚光纳米二氧化硅改性硬质木蜡油，它包括的原材料和其重量百分比含量为：

硬质桐油或亚麻仁油             36％，

软化点在85℃-95℃之间的巴西棕榈蜡

                               17％，

油长为78％-80％，固含大于98％的亚麻仁油长油醇酸树脂

                               17％，

粒径在60-80nm之间的纳米二氧化硅3％，

馏程在160-200°之间的脱环芳烃  25.0％

异辛酸盐复合催干剂             1.7％，

甲乙酮肟                       0.3％。

本产品与普通木蜡油/硝基漆/聚氨酯漆的性能对比表见图1。

实施例2，参看图2。制作本发明产品的方法包括以下的步骤：

第一步制备A物料：

(1)将重量百分比含量为36％的硬质桐油加入反应釜，在280°-290℃温度的范围内保持30-60分钟后，测试粘度在6-10Pa.s范围内时，迅速降温至180℃以下；

(2)待温度下降至115°-125℃时，加入重量百分比含量为12％的脱环芳烃，加入重量百分比含量为17％的巴西棕榈蜡，待溶解完全后降温出釜；

第二步制备B物料：

(1)把重量百分比含量为17％的亚麻仁油长油树脂加入到高速分散机中；

(2)在上述的高速分散机中添加重量百分比含量为13％的脱环芳烃，在小于500转/分钟的转速下分散均匀；

(3)再加入重量百分比含量为3％的纳米二氧化硅到高速分散机中，在大于1000转/分钟的转速下分散均匀；

(4)再加入重量百分比含量为1.7％的异辛酸盐复合催干剂和重量百分比含量为0.3％的甲乙酮肟到高速分散机中，继续在大于1000转/分钟的转速下分散；

(5)将上述分散后的B物料用三辊机再研磨一遍，使纳米二氧化硅完全分散均匀；

第三步混合A物料与B物料：

(1)将A物料与B物料加入搅拌机，在小于500转/分钟的转速下分散均匀；

(2)将分散均匀的混合物料用400目滤网过滤、包装，完成制作。

使用上述方法制作的亚光纳米二氧化硅改性硬质木蜡油用于黄花梨清代家具涂装之工艺步骤包括：

(1)素材砂光——将黄花梨家具白坯用240#砂纸砂光，再用320砂纸检砂光滑；

(2)木蜡油上色——在木蜡油中添加约10％的琥珀色膏，整体擦涂一遍；待干4小时；

(3)木蜡油罩光——用亚光高硬度木蜡油整体刷涂一遍；待干24小时；

(4)抛光打蜡，完成。

以上仅为本发明之较佳实施例，但其并不限制本发明的实施范围，即不偏离本发明的权利要求所作之等同变化与修饰，仍应属于本发明之保护范围。

Claims (3)

1.一种纳米二氧化硅改性硬质木蜡油，其特征是它包括的原材料和其重量百分比含量为：

改性硬质桐油或亚麻仁油          35-45％，

软化点在80-95℃之间的巴西棕榈蜡 15-25％，

油长为78％-80％，固含大于98％的亚麻仁油醇酸树脂

                                15-25％，

粒径在60-80nm之间的纳米二氧化硅 3-5％，

馏程在160-200℃之间的脱环芳烃   20-30％，

异辛酸盐复合催干剂              1-2％，

甲乙酮肟                        0.3-0.5％。

2.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅改性硬质木蜡油，其特征是所述的改性硬质桐油为甘油松香或酚醛树脂改性桐油。

3.制作权利要求1或2其中之一的纳米二氧化硅改性硬质木蜡油的方法，其特征是包括以下的步骤：

第一步制备A物料：

(1)将重量百分比含量为35％-45％的硬质桐油加入反应釜，在280°-290℃温度的范围内保持30-60分钟后，测试粘度在6-10Pa.s范围内时，迅速降温至180℃以下；

(2)待温度下降至115°-125℃时，加入重量百分比含量为10％-15％的脱环芳烃，加入重量百分比含量为15％-25％的巴西棕榈蜡，待溶解完全后降温出釜；

第二步制备B物料：

(1)把重量百分比含量为15％-25％的亚麻仁油长油树脂加入到高速分散机中；

(2)在上述的高速分散机中添加重量百分比含量为10-15％的脱环芳烃，在小于500转/分钟的转速下分散均匀；

(3)再加入重量百分比含量为3％-5％的纳米二氧化硅到高速分散机中，在大于1000转/分钟的转速下分散均匀；

(4)再加入重量百分比含量为1％-2％的异辛酸盐催干剂和重量百分比含量为0.3％-0.5％的甲乙酮肟到高速分散机中，继续在大于1000转/分钟的转速下分散；

(5)将上述分散后的B物料用三辊机再研磨一遍，使纳米二氧化硅完全分散均匀；

第三步混合A物料与B物料：

(1)将A物料与B物料加入搅拌机，在小于500转/分钟的转速下分散均匀；

(2)将分散均匀的混合物料用400目滤网过滤、包装，完成制作。

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