CN103740257B

CN103740257B - 一种净味聚氨酯木器漆及其应用

Info

Publication number: CN103740257B
Application number: CN201310740794.0A
Authority: CN
Inventors: 蒲泽攀; 周烨
Original assignee: SHANGHAI CHANGRUNFA PAINT CO Ltd
Current assignee: Shanghai Libang Changrunfa Coatings Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: CN103740257A

Abstract

本发明公开了一种净味聚氨酯木器漆，其包括主剂和固化剂；所述的主剂，以主剂的总重量为基准，具体包括以下组分：醇酸树脂50‑90%、硝化棉0.5‑7%、溶剂3‑15%、助剂2‑16%；其中，醇酸树脂的数均分子量为1000‑4000；主剂中还包括填料。固化剂包含HDI三聚体、TDI三聚体、醋酸乙酯、醋酸丁酯。本发明还公开了所述的净味聚氨酯木器漆的应用，用于制作木制家具、地板中任意一种的底漆和/或面漆。本发明所述的聚氨酯木器漆包括醇酸树脂和硝化棉，使醇酸树脂分子链的立体结构增加，提高了气味挥发的速度，提升了气味释放性，消除漆膜残留气味，从而达到净味的效果。

Description

一种净味聚氨酯木器漆及其应用

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯木器漆，尤其涉及一种以醇酸树脂为主要成分的聚氨酯木器漆及其应用。

背景技术

木器漆是指用于木制品上的一类树脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分为水性和油性。按光泽可分为高光、半哑光、哑光。按用途可分为家具漆、地板漆等。

其中，聚氨酯漆由于其漆膜强韧，光泽丰满，附着力强，耐水耐磨、耐腐蚀性，被广泛用于木器家具和木质地板中。聚氨酯漆也称为聚氨基甲酸酯漆，根据含羟基组分的不同可分为：丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。

随着人们生活水平的提高，木制用品和地板越来越受到人们的追捧，有关VOC排放的限制性法规也在不断的增加，人们对家具和地板使用时所排放的气味大小及其成分也提出了更高的要求由于传统的木器漆成膜过程中溶剂释放的速度慢，释放的周期长，在施工后较长的一段时间后仍会有一定的气味残留，给人们的身体健康带来了极大的潜在危害。因此，现有的聚氨酯木器漆还不能满足市场以及消费者的需求。

现有的技术中也有相关的针对聚氨酯木器漆的改进，例如专利CN102634274A公开了一种木器漆及其制备方法，包括主剂和固化剂，具体地，所述的主剂包括醇酸树脂、消光粉、聚丙烯酸甲酯、助剂等，而固化剂则包括醋酸乙酯、醋酸丁酯等。但是该专利所述的木器漆干胶以及挥发气体所用的时间较长，且依旧含有残留的气味，且生产的成本较高。

专利CN1028760909A公开了一种的地板油漆的含量，其具体包括大豆油类醇酸树脂，柠檬烯，消泡剂，流平剂，湿润剂等，该专利所述的地板油漆依然含有一定的气味和毒性无法消除，不利于广泛的使用。

专利CN102286246A：一种短油度醇酸树脂及低气味聚氨酯漆，通过改善醇酸树脂分子链的立体结构增加，从而提升了产品成膜过程中的释放性能，但并未达到产品真正的净味。

综上，彻底解决家具涂装油漆干燥后残留气味问题仍然亟待解决。

发明内容

本发明提供了一种净味聚氨酯木器漆，以解决现有技术中存在的上述问题。本发明的第一方面提供了一种净味聚氨酯木器漆，其包括主剂和固化剂；其中，所述的主剂，以主剂的总重量为基准，具体包括以下组分：

醇酸树脂 50-90%

硝化棉 0.5-7%

溶剂 3-15%

助剂 2-16%。

优选地，所述的主剂组分的重量百分比为：

醇酸树脂 60-80%

硝化棉 1-4%

溶剂 5-10%

助剂 3-10%。

上述的醇酸树脂的数均分子量优选为1000-4000，更优选为1500-3800，更优选为1500-3500。

上述的醇酸树脂还可包括醇酸树脂A和醇酸树脂B，其中，醇酸树脂A的数均分子量优选为3000-4000，醇酸树脂A的数均分子量更优选为3200-3800，更优选为3400-3600，最优选为3500；醇酸树脂B的数均分子量优选为1000-3000，更优选为1200-2800，更优选为1500-2500。

其中，所述的醇酸树脂A与醇酸树脂B重量比例优选为40-60：10-35，更优选为45-55：15-30，更优选为50-55：20-25。

上述的硝化棉优选为35%硝化棉液。

上述的主剂中还包括填料，填料的含量以主剂的总重量为基准优选为5-20%，更优选为10-15%。

上述的溶剂可以是二元醇醚类、醋酸乙酯、醋酸丁酯、双烷基封端聚醚、化学纤维油剂或丙二醇醚酯中的一种或多种的混合物。

上述的溶剂优选为醋酸乙酯或醋酸丁酯中的一种或两种的混合物。

上述的填料可以是增强剂、颜料，如滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙、二氧化硅、硅酸铝（高岭土、瓷土）、硫酸钡（重晶石）、云母等中的一种或多种的混合物。

上述的助剂包括防沉剂、分散剂、流平剂、消光剂或消泡剂中的一种或多种的混合物。

上述的助剂以主剂的总重量为基准，其组分百分比优选为：

更优选为：

上述的防沉剂可以是有机膨润土、气相二氧化硅、改性氢化蓖麻油、聚酰胺腊等中的一种或几种的混合物。

上述的分散剂可以是改性聚氨酯、改性丙烯酸酯、不饱和聚酰胺的羧酸盐、高分子羧酸盐、高分子不饱和羧酸盐、聚含羟不饱和羧酸的高分子聚酰胺盐等中的一种或几种的混合物。

上述的流平剂可以是硅油、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷等中的一种或几种的混合物。

上述的消光剂可以是聚酯消光树脂RB608、聚酯消光树脂RB3329、白炭黑等中的一种或多种的混合物。

上述的消泡剂可以是天然油脂（如豆油、玉米油）、聚醚类消泡剂、高碳醇、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅等中的一种或几种的混合物。

上述的助剂可根据所需的聚氨酯木器漆的实际需求进行添加。

上述的固化剂包括HDI三聚体、TDI三聚体、醋酸乙酯或醋酸丁酯中的一种或多种的混合物。

上述的固化剂中HDI三聚体、TDI三聚体、醋酸乙酯、醋酸丁酯的比例以固化剂总重量为基准优选为：

HDI三聚体 10-30%

TDI三聚体 30-50%

醋酸乙酯 10-30%

醋酸丁酯 10-30%

更优选为：

HDI三聚体 15-25%

TDI三聚体 35-45%

醋酸乙酯 15-25%

醋酸丁酯 15-25%

最优选为：

HDI三聚体 20%

TDI三聚体 40%

醋酸乙酯 20%

醋酸丁酯 20%。

上述的醇酸树脂的数均分子量大于3000时即为大分子量醇酸树脂，所述的大分子醇酸树脂由酸与醇通过缩聚反应制备得到，其中：

上述的酸包括脂肪酸、苯甲酸、酸酐和/或其他羧酸；

上述的醇至少包括四元醇与二元醇。

上述的脂肪酸优选为棕榈酸（软脂酸）、油酸、亚油酸和硬脂酸中的一种或多种，其中最优选为油酸。

上述的二元醇优选为二甘醇。

上述的酸酐优选为苯酐、顺酐、乙酸酐或络酸酐中的一种或几种。

上述的苯甲酸和顺酐可用于增大树脂的分子量。

本发明的第二方面提供了一种上述的聚氨酯木器漆的应用，用于制作木制家具、地板中任意一种的底漆和/或面漆。

本发明的第三方面提供了一种包含涂层的产品，所述的产品选自木制家具、地板中的任意一种，所述涂层包括由权利要求1所述的聚氨酯木器漆制成底漆和/或面漆。

本发明所述的聚氨酯木器漆中所用的溶剂采用挥发速度较快的溶剂，从而可以提升气味的释放性，缩短气味释放的时间。

本发明所述的聚氨酯木器漆中由于加入了大分子量醇酸树脂，并添加了硝化棉，让大分子树脂和硝化棉的不同结构，使醇酸树脂分子链的立体结构增加，从而大大提升了产品成膜过程中的释放性能，可以将家具或地板产品所产生的气味降低至净味。

本发明所述的聚氨酯木器漆中所述的固化剂采用HDI三聚体与TDI三聚体混合，利用三聚体反应活性高的特点，从而提升了聚氨酯木器漆的主剂与固化剂干燥的反应速度，进一步提升气味的释放速度。

本发明所述的聚氨酯木器漆的制备过程使用大分子量醇酸树脂和硝化棉，使醇酸树脂分子链的立体结构增加，让大分子树脂和硝化棉提高了气味挥发的速度，进一步提升了气味释放性。

以上三种方式联用，使聚氨酯木器漆无论是在底漆或面漆成膜时，都可以完全反应并消除漆膜残留气味，从而达到净味的效果。

具体实施例

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1

制备一种净味的聚氨酯木器漆底漆，底漆包括主剂和固化剂。其中，以底漆的总重量为基准，底漆主剂的组分含量为：

醇酸树脂：70%

硝化棉：7%

溶剂：7%

分散剂：1%

防沉剂：1%

填料：13%

流平剂：0.5%

消泡剂：0.5%。

底漆的固定剂的组分为：

HDI三聚体：20%

TDI三聚体：40%

醋酸乙酯：20%

醋酸丁酯：20%。

其中，所述的醇酸树脂包括数均分子量为3500的醇酸树脂A以及数均分子量为2000的醇酸树脂B，其组分含量以主剂的总重量为基准，为：

醇酸树脂A 50%

醇酸树脂B 20%。

所述的溶剂为醋酸乙酯。

其中，所述的分散剂为改性聚氨酯，所述的防沉剂为膨润土，所述的流平剂为硅油，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

所述的填料为滑石粉。

实施例2

醇酸树脂：80%

硝化棉：2%

溶剂：5%

分散剂：1%

防沉剂：1%

填料：10%

流平剂：0.5%

消泡剂：0.5%。

底漆的固定剂的组分为：

HDI三聚体：20%

TDI三聚体：35%

醋酸乙酯：25%

醋酸丁酯：20%。

其中，所述的醇酸树脂包括数均分子量为3200的醇酸树脂A以及数均分子量为2500的醇酸树脂B，其组分含量以主剂的总重量为基准，为：

醇酸树脂A 55%

醇酸树脂B 25%。

所述的溶剂为醋酸乙酯。

其中，所述的分散剂为改性聚氨酯，所述的防沉剂为膨润土，所述的流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述的消泡剂为聚醚改性硅。

所述的填料为滑石粉。

实施例3

制备一种净味的聚氨酯木器漆面漆，以面漆的总重量为基准，其中，面漆的主剂组分比为：

醇酸树脂：78%

硝化棉：2%

溶剂：10%

分散剂：1%

消光粉：5%

防沉剂：3%

流平剂：0.6%

消泡剂：0.4%。

面漆的固化剂组分比为：

HDI三聚体：15%

TDI三聚体：35%

醋酸乙酯：20%

醋酸丁酯：30%。

其中，所述的醇酸树脂的数均分子量为3000。

所述的溶剂为醋酸乙酯和醋酸丁酯的混合物，其中以面漆主剂的总重量为基准，加入的醋酸乙酯和醋酸丁酯的组分比为：

醋酸乙酯：5%

醋酸丁酯：5%。

其中，所述的分散剂为改性聚氨酯，所述的防沉剂为气相二氧化硅，所述的流平剂为烷基改性有机硅氧烷，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷，所述的消光剂为白炭黑。

实施例4

醇酸树脂：73%

硝化棉：5%

溶剂：12%

分散剂：1%

消光粉：5%

防沉剂：3%

流平剂：0.4%

消泡剂：0.6%。

面漆的固化剂组分比为：

HDI三聚体：15%

TDI三聚体：35%

醋酸乙酯：25%

醋酸丁酯：25%。

其中，所述的醇酸树脂的数均分子量为4000。

醋酸乙酯：7%

醋酸丁酯：5%。

其中，所述的分散剂为改性聚氨酯，所述的防沉剂为气相二氧化硅，所述的流平剂为硅油，所述的消泡剂为聚醚改性硅，所述的消光剂为白炭黑。

实施例5

聚氨酯木器漆在实际条件下的气味检测实验：

实验方法：

1、提供四个面积大小为1m³的未涂上任何油漆的天然木板上，以及三个木器漆试样，其中两个为本发明实施例1和3的所得的试样，另一个为参照专利CN102286246B所述的方法制备得到低气味聚氨酯木器漆作为参照组。

2、将实施例1和2中所得的聚氨酯木器漆按标准的施工配比制备试样，在上述的木板上均匀涂覆定量的试样，其中一块木板为空白实验组，另一块木板涂覆市售的低气味的涂料作为参考。

四块木板干燥24小时后分别置在四个密制箱内放置24小时测试气味。

3、测试小组由10人组成，评测等级分为1-5级，数字越大表示气味越强烈。

4、在四块木板放置24小时后，测试小组对每个密制箱进行检测。

5、测试人员先检测空白组密制箱的气味，确定为等级1；然后测试人员检测参照实验组密制箱的气味为等级4，然后在对剩余的实施例1和实施例3试验组进行检测，给出相应的评级。

实验结果：如表1所示。

实验组	气味等级
		空白实验	1
实施例1	1
		实施例3	1
参照组	2

实施例6

聚氨酯木器漆在实验条件下的气味检测实验：

实验方法：

1、选取三组试验组，分别为本发明实施例1、实施例3以及参照专利CN102286246B所述的方法制备得到低气味聚氨酯木器漆作为参照组；

2、使用250微米的涂布器在6.35cm X 14.22cm的封底试片上涂覆上述的试样并制成膜；

3、将三个试片分别置于1L开口玻璃罐中，玻璃罐罐口打开，放置10min后，在同一时间封闭罐口，再放置10min，10min后打开测试气味。

4、测试气味方法参照ASTM E544-75/88的相关规定以及实施例5中所述的方法。

实验结果：如表2所示。

实验组	气味等级
		实施例1	1
实施例3	1
		参照组	2

实验结果分析：综合实施例5和6中表1、表2的实验结果可知：

1、在实施例5中，空白组实验所得的木板的气味等级为1级，由实施例1和实施例3所述的配比制得的聚氨酯木器漆的气味等级也均为1级，但是参照组中气味等级则为2，由于气味等级越大，则表示气味越明显，由此可见，在实施例5中所述的实验方法测得的气味等级，本发明实施例1和实施例3为净味聚氨酯木器漆，气味明显小于参照专利CN102286246B所述的方法制备得到的低气味聚氨酯木器漆，可以达到净味的标准。

2、在实施例6中，本发明实施例1和3测试得到的气味等级为1，而参照组的气味等级则为2，由于气味等级越大，则表示气味越明显，本发明实施例1和实施例3所述的配比所得的聚氨酯木器漆的气味等级小于参照组，因此，实施例1和3的气味小于参照组的气味。

综上，本发明所述的聚氨酯木器漆作为底漆或面漆，均可消除漆膜残留气味，,达到了净味的效果。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种净味聚氨酯木器漆，其特征在于，包括主剂和固化剂；其中，所述的主剂，以主剂的总重量为基准，具体包括以下组分：

其中，所述的醇酸树脂包括数均分子量为3000-4000的醇酸树脂A、以及数均分子量为1000-3000的醇酸树脂B；

其中，所述的固化剂以固化剂总重量为基准，其组分百分含量为：

2.根据权利要求1所述的聚氨酯木器漆，其特征在于，所述的醇酸树脂A与醇酸树脂B重量比例为40-60：10-35。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯木器漆，其特征在于，所述的主剂中还包括填料，填料的含量以主剂的总重量为基准为5-20％。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯木器漆，其特征在于，所述的溶剂为醋酸乙酯或醋酸丁酯中的一种或两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯木器漆，其特征在于，所述的助剂包括防沉剂、分散剂、流平剂、消光剂或消泡剂中的一种或多种的混合物；所述的助剂以主剂的总重量为基准，其组分百分含量为：

6.一种如权利要求1中所述的聚氨酯木器漆的应用，其特征在于，用于制作木制家具、地板中任意一种的底漆和/或面漆。

7.一种包含涂层的产品，所述产品选自木制家具、地板中的任意一种，其特征在于，所述涂层包括由权利要求1所述的聚氨酯木器漆制成的底漆和/或面漆。