CN103360851A - 一种新型水性木材擦涂着色剂的研制方法 - Google Patents

Abstract

一种新型水性木材擦涂着色剂的研制方法，本发明涉及一种装饰性着色材料，特别是一种用于木器室内外装饰、地板、木门等产品的着色剂，具有极透明度和鲜艳度，同时具有着色、填孔和封闭底涂功能，使用纤维织物擦拭于产品表面即可得到所需的各种名贵木材色泽，使用方法简便，成本低廉、合理，以水为溶剂，绿色环保，无毒无味。

Description

一种新型水性木材擦涂着色剂的研制方法

技术领域

本发明涉及一种环保型，用途广泛的，兼具底材着色，填孔和封闭底涂三重功能新颖着色材料。 

技术背景

目前在生产与装饰行业等采用木材着色材料及施工应用基本上是采用传统的“水老粉”与“树脂色”等着色材料，或目前市场上采用的为CN1810898所制造的“Graze”“格瑞斯着色剂”，用擦涂或刷涂对产品进行着色与填孔施工。 

但是，1“水老粉”材料与施工，其颜料与粉体未经良好分散，流变状况差，体系不稳定，容易分层结块，干燥很快，可涂擦时间短，擦涂很吃力，对施工人员的技能要求较高，同时生产环境产生大量粉末与灰尘，造成环境污染，同时这种材料不能形成的一种商品材料。 

2、“树脂色桨”与“Glaze”着色剂，这二种着色材料均为溶剂型，均不是环保材料，与“水性木器涂料”不能形成配套体系。 

二者都采用“邻苯类”的增塑剂，从无毒标准来看，特别是欧盟最新颁布的无毒标准来说是不允许的，是禁止用于儿童玩具和儿童居所装饰的。 

二者都是先制成各个单色色浆，然后再按样板调成所需木材色泽的着色剂，用擦涂法进行施工，使用不便，无法满足DIY(自己动手做)的涂装需求。 

从可擦涂时间来看，二者的时间都比较短，都达不到理想化的工厂生产。 

3、CN1580144A公开一种环保型水性木器漆透明赋子，只解决了部分填孔和底涂，未涉及木材的着色与木孔的封闭等问题，因此不能替代“水老粉”“树脂色浆”和“Glaze”而成为一种木材着色和可涂擦的时间上均达不到最佳效果，也不能为一种理想的水性木材着色材料。 

4、CN1012452024，2008.08.20公开一种环保睹目剂及其制备方法，其中未涉及其制备方法，其中未涉及树脂选择与色彩选择与配方，因此在底材的封闭，底材的着色和可涂擦的时间上均达不到最佳效果，也不能为一种理想的水性木材着色材料。 

发明内容

在充分分析比较各种相关的技术基础上，制备了一种同时具备封闭底材，填孔和底着色三重功能的水性涂擦木材着色剂具有填孔性好，平整、丰满、透明度高、能“鲜”、“活”地显现各种名贵木材的天然纹理，无毒、无味、无粉尘，既不污染空气又不污染作业环境，操作简便，价格便宜的木材着色新颖材料。 

它是由以下材料所组成：5～10％丙烯清木器乳液，1～2％延时干燥高聚物，25～35％填料，3～8％色粉，30～50％水以及各种表面活性剂所组成。 

1、丙烯乳液及其清漆：其作用是将颜料和填料粒子粘接起来，并对底材起一道底涂作用，为了让树脂、颜料和填料粒子能深入细微木孔中起着色和封闭作用，因此乳液粒子的粒径越细越好，甚至达到纳米级，为此，在着色剂中的丙烯酸乳液采用自制的常温自交联的核壳结构丙烯酸微乳液，粒子平均直径为70～100nm，微孔液，聚合物总配方的计算玻璃化温度Tg＝25℃，最低成膜温度M.F.T＝15℃，具有防水防粘和附着力好等特点。 

2、延时干燥聚合物：是一种高分子聚合物，具有保水，粘结和触变作用，因而能延缓着色剂的水分挥发速度，增加了可涂擦时间，有利涂擦施工。 

3、色粉：为适应产品的不同需求，因而选择了不同的染料和颜料。 

①染料：酸性染料和金属络合染料，染料具有艳丽。但不耐光，宜于室内制品使用。 

②颜料：国外颜料为Hostafin和Microlich颜料准备体等艳丽、透明度高，但价格较贵，可用于高端用户。 

③氧化铁系列等无机颜料，艳丽程度不为染料类，但耐光、稳定，可用于户外制品等。 

4、体质颜料：滑石粉，具有片状结构并具有触变性，能改变着色剂的流变特性，能提高着色剂的稳定性，防止沉淀与结块。 

碳酸钙，又称老粉，遮盖力小，要求粘结剂量少，易于分散，生理学上不具有害性，且价格便宜。 

5、湿润与分散助剂：为了达到良好的着色，填孔和封闭的效果，在本着色剂中须加入大量颜料和填料，在配方中占大约40～50％的含量，要将其很好分散均匀，并稳定性要好，要求能在1年左右时间内不沉淀与结块，为此对湿润剂和分散剂的选择在助剂选择中，显得尤为重要，因此采用聚羧酸(钠)铵盐与无机多聚磷酸盐复配使用，提高颜料的分散性的稳定性。 

6、增稠剂： 

为提高体系粘度，增加着色剂的稳定性和触变性，使擦涂施工顺利进行，使用了一种流变性能好的增调剂。 

具体实施方式

一、配比 

1、去离子水                 18～35 

2、延时干燥聚物             0.3～2.5                     上海家具研究所 

3、消泡剂                   0.1～0.3 

4、分散剂                   0.1～0.3 

5、润湿剂                   3～8 

6、水性丙烯酸木器涂料       6～13                        上海家具研究所 

7、色粉                     3～8 

8、体质颜料                 20～30 

9、增稠剂                   0.5～1.5                     上海家具研究所 

10、去离子水                3～15 

二、操作工艺： 

将去离子水搅拌缸中，开动搅拌，转速为500～700转/分，按表依次投入各项原料，直至投完体质颜料，俟混合均匀之后开动，高速档进行高速分散，直至细度达到40-11左右。加入增稠剂和去离子水，调节固含量和粘度，直到达到技术指标，即得所要求的水性木材擦涂着色剂，其技术指标为： 

1、外观：一种粘稠膏状液体。 

2、PH：6～8 

3、固含量：45～55％ 

4、粘度：1000～2500mpa·s 

各色的水性木材擦涂着色剂(以下称为Glaze)的具体实施如下： 

实施例(一) 

采用氧化铁系列颜料制备粟壳色(Glaze) 

1、去离子水：                18.6 

2、延时聚合物：              3.1            上海家具研究所 

3、985消泡剂：               0.2            品集贸易 

4、5050分散剂：              0.9            品集贸易 

5、六偏磷酸钠：              0.2            试剂商店 

6、302润湿剂：               6.2            品集贸易 

7、4060丙烯酸木器漆：        6.2            上海家具研究所 

8、BK-251防腐杀菌剂：        0.2            品集贸易 

9、氧化铁红：                1.34 

10、氧化铁棕：               3.98 

11、碳黑色浆：               (适量)         上海家具研究所 

12、滑石粉：(400-800目)      25 

13、碳酸钙：(400-800目)      8～10 

14、增稠剂                   3～3.5         上海家具研究所 

15、去离子水                 32～42 

实施例(二) 

采用酸性染料制备柚木色(Glaze) 

1、去离子水：                           25～28 

2、延时聚合物：                         2～2.1                上海家具研究所 

3、985消泡剂：                          0.15                  品集贸易 

4、5050分散剂：                         1.2                   品集贸易 

5、六偏磷酸钠：                         0.25                  品集贸易 

6、302润湿剂：                          4                     试剂商店 

7、4060水性木器漆：                     5～6                  上海家具研究所 

8、BK-251防腐杀菌剂：                   0.2                   台湾贝壳 

9、酸性黄：                             6.68 

10、酸性红：                            0.98 

11、碳黑浆：                            (适量)                上海家具研究所 

12、滑石粉：(400-800目)                 25 

13、碳酸钙：(400-800目)                 8 

14、增稠剂                              1                     上海家具研究所 

15、去离子水                            17～21 

实施例(三) 

采用德国巴斯夫金属络合染料制备深红木色“Glaze” 

1、去离子水：                             12.1 

2、延时聚合物：                           0.84～1.5               上海家具研究所 

3、985消泡剂：                            0.17                    品集贸易 

4、5050分散剂：                           0.84                    品集贸易 

5、六偏磷酸钠：                           0.18                    试剂商店 

6、302润湿剂：                            5.6                     品集贸易 

7、4060水性木器漆：                       5～6                    上海家具研究所 

8、BK-251防腐杀菌剂：                     0.2                     品集贸易 

9、415Bardo：                             0.90                    (斯夫) 

10、311红：                               10.71                   (巴斯夫) 

11、X82黑：                               2.95                    (巴斯夫) 

12、滑石粉：(400-800目)                   24 

13、碳酸钙：(400-800目)                   5～8 

14、增稠剂                                2.5～3.5                上海家具研究所 

15、去离子水                              22.5～31.5 

Claims (9)

1.一种环保型水性木材擦涂着色剂，又称“擦色宝”或格丽斯(GraZe)，其特征在于其组成包括：20～35％的去离子水，1～2％功能性助剂，1～2％成膜助剂，0.1～1.2％分散剂，3～5％润湿剂，0.1～0.15％消泡剂，0.5～1.5％PH调节剂，0.1～0.3％防腐剂，0.5～1.5％增稠剂，5～10％丙烯酸水乳液，1～2％延时干燥树脂，3～8％颜色粉，和20～30％体质颜料。以上各组份经高速分散，达到产品质量要求即为水性木材擦涂着色剂。

2.根据权利要求1所述“水性木材擦涂着色剂”，其特征在于所述丙烯酸木器乳液为丙烯酸微乳液，即乳液的粒子平均粒径在70～100nm以下，粒径越细填充效果越好，同时要求乳液具有低温成膜性。

3.根据权利要求1所述“水性木材擦涂着色剂”其特征在于所述延时干燥树脂，可为其他水性高聚物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物，EVA乳液，水性醇酸，水性聚氨酯，纤维素醚类，醛酮树脂等，以及一些高沸点溶剂，如十二醇酯，二丙二醇丁醚，苯甲醇，以及一些环保型增塑剂都具有延时干燥作用。

4.根据权力要求1所述“水性木材擦涂着色剂”其特征在于所述色粉为染料和颜料二大类：

①染料：

a.水溶性染料(又称酸性染料)，为酸性大红，酸性嫩黄，酸性黑和酸性橙等。

b.金属络合染料，为巴斯夫的Basanto系列：X82.099.215.269.273.311.415.762等。

②颜料：

a.汽巴嘉基(CIBA)的Microlith颜料准备体。

b.科莱恩(clariant)的Hostafin系列：Yellow GR和HR，Rea(HF35，FGR，P2GL，RubineF6B)等。 

c.氧化铁系列：氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁棕和氧化铁黑等。

d.安巴色粉(意大利等地的氧化铁系列无机颜料)。

e.透明氧化铁黄、透明氧化铁红、透明氧化铁黑等，透明氧化铁系列。

f.巴斯夫的xfast(透明氧化铁系列)：BlackT.TS，Creen GN，Blue B2G。

g.碳黑、墨汁和碳黑色桨等无机颜料。

5.根据权力要求1所述，“水性木材擦涂着色剂”其特征在于所述体质颜料可选用滑石粉、碳酸钙、云母粉或沉淀硫酸钡等粉体作为填充堵孔材料。

6.根据权力要求1所述，“水性木材涂擦着色剂”其特征在于分散剂为聚(甲基)丙酸(钠)铵，聚丙烯酸或聚丙烯酸与马来酸酐共聚物铵盐或钠盐，其分工量为5000-6000，或为无盐类如三聚磷酸钠和六偏磷酸钠等一种或二种配合使用。

7.根据权力要求1所述，“水性木材擦涂着色剂”其特征在于分散颜料的润湿剂可以为乙二醇，丙二醇或丙三醇等多元醇类或为烷基酚聚氧乙烯醚类等非离子表面活性剂。

8.根据权力要求1所述，“水性木材擦涂着色剂”其特征在于PH调节剂可氨水，二甲基乙醇胺，三乙胺，乙氨基一，乙甲基-1丙醇等胺类中一种或二种。

9.根据权力要求1所述“水性木材擦涂着色剂”其特征在于增稠剂可为膨润土碱溶账型坛稠剂，聚氨酯流变改性剂或纤维素醚类等的一种或二种。