CN104403474B

CN104403474B - 水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料

Info

Publication number: CN104403474B
Application number: CN201410826127.9A
Authority: CN
Inventors: 刘智勇; 兰春风; 陈寿生
Original assignee: Chengdu Zhan Chen Coating Co Ltd
Current assignee: Chengdu Zhan Chen Coating Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: CN104403474A

Abstract

本发明公开了一种水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料，原料的重量百分比组成为：纳米丙烯酸共聚物乳液40~50%，纳米水性聚氨酯分散体15~25%，消泡剂1 0.3~1%，消泡剂2 0.2~0.8，分散剂1~3%，润湿剂0.3~0.5%，流平剂0.2~0.5%，纳米二氧化钛3~5%，钛白粉16~20%，消光剂0.2~2%，蜡分散体1~5%，增稠剂1 0.3~1%，增稠剂2 0.3~1%，增稠剂3 0.3~1%，成膜助剂1 0.1~0.5%，成膜助剂2 2~5%，成膜助剂3 2~5%，PH调节剂0.1~0.5%，去离子水8~10%，各原料的重量百分比总和为100%。漆膜白度好，流平好，硬度可达2H擦伤(25℃，7D)左右，抗冲击可达50Kg·cm，耐水能达250小时，手感滑爽，抗擦伤效果好。

Description

水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料。

背景技术

溶剂型木器涂料含有大量的有害物质，严重污染环境，损害人体健康，极大的浪费资源。现有的水性木器涂料由于在理化性能上有其局限性，还不具备完全取代溶剂型木器涂料的技术基础。与传统木器涂料相比，尚有一定的差距，随着各国对挥发性有机物及有毒物质的限制越来越严格，以及水性树脂、配方优化和适用助剂的开发，水性漆的市场份额将不断提高，水性木器漆本身的无异味和环保等特点也使得此类产品成为今后的发展主要趋势。本研究试图通过采用水性树脂和纳米材料，通过科学的实验设计，实现水性涂料性能上的重大突破。建立纳米水性木器涂料体系，迅速将研究成果转化成生产力，实现产业化。

发明内容

本发明目的是提供一种水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料。

本发明的技术方案为：水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料，原料的重量百分比组成为：

纳米丙烯酸共聚物乳液 40~50%，

纳米水性聚氨酯分散体 15~25%，

消泡剂1 0.3~1%，

消泡剂 2 0.2~0.8

分散剂 1~3%，

润湿剂 0.3~0.5%，

流平剂 0.2~0.5%，

纳米二氧化钛 3~5%，

钛白粉 16~20%，

消光剂 0.2~2%，

蜡分散体， 1~5%，

增稠剂1 0.5~1%，

增稠剂2 0.5~1%，

增稠剂3 0.5~1%，

成膜助剂1 0.1~0.5%，

成膜助剂2 2~5%，

成膜助剂3 2~5%，

PH调节剂 0.1~0.5%，

去离子水 6~10%，

各原料的重量百分比总和为100%。

进一步地，纳米丙烯酸共聚物乳液采用公开号为CN 101638451A，名称为：水性木器漆用纳米聚丙烯酸酯乳液及其制备方法的专利中的纳米聚丙烯酸酯乳液，其制备方法已经在该专利中进行了详细介绍；纳米水性聚氨酯分散体采用公开号为CN101357976A，名称为木器漆用常温自交联水性聚氨酯分散体及其制备方法的专利中的水性聚氨酯分散体，其制备方法已经在该专利中进行了详细介绍；消泡剂1采用BYK化学的BYK-019，消泡剂2 采用BYK化学的BYK-025，分散剂采用科莱恩公司的DISPERSOGEN 2774，润湿剂采用科宁公司的436，流平剂采用BYK化学的BYK-333，消光剂采用德固萨OK-500，纳米二氧化钛采用日本石原的TTO-51A，钛白粉采用杜邦公司的R-706，蜡分散体采用路博润公司的5518，增稠剂1采用科宁公司的DSX1514，增稠剂2采用科宁公司的DSX3100，增稠剂3采用科宁公司的DSX1516，成膜助剂1采用伊士曼化学的texanol酯醇，成膜助剂2采用长沙市原鹏化工科技有限公司为二丙二醇单甲醚，成膜助剂3采用长沙市原鹏化工科技有限公司二丙二醇单丁醚，PH调节剂采用陶氏化学的AMP-95。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的水性木器涂料，采用高性能纳米水性自交联树脂，常温干燥过程中能发生自交联反应，漆膜性能好，同时一定程度上降低了成本。采用白度好的钛白粉，辅以加入纳米级的钛白粉，进一步提高了涂膜本身的白度。且纳米粒子的加入，提高了抗冲击性，硬度。漆膜性能进一点得到提高。表面蜡助剂的加入，提高了漆膜的手感的与抗划伤性能。多种流变助剂的复配，水性涂料高中低剪切力达到了很好的平衡，能同时兼顾流平与流挂。最终的漆膜白度好，流平好，硬度可达2H擦伤(25℃ ，7D)左右，抗冲击可达50Kg·cm，耐水能达250小时，手感滑爽，抗擦伤效果好。

具体实施方式

下述实施例中，纳米丙烯酸共聚物乳液采用公开号为CN 101638451A，名称为：水性木器漆用纳米聚丙烯酸酯乳液及其制备方法的专利中的制备方法制备；纳米水性聚氨酯分散体采用公开号为CN101357976A，名称为木器漆用常温自交联水性聚氨酯分散体及其制备方法的专利中的制备方法制备；消泡剂1采用BYK化学的BYK-019，消泡剂2 采用BYK化学的BYK-025，分散剂采用科莱恩公司的DISPERSOGEN 2774，润湿剂采用科宁公司的436，流平剂采用BYK化学的BYK-333，消光剂采用德固萨OK-500，纳米二氧化钛采用日本石原的TTO-51A，钛白粉采用杜邦公司的R-706，蜡分散体采用路博润公司的5518，增稠剂1采用科宁公司的DSX1514，增稠剂2采用科宁公司的DSX3100，增稠剂3采用科宁公司的DSX1516，成膜助剂1采用伊士曼化学的texanol酯醇，成膜助剂2采用长沙市原鹏化工科技有限公司为二丙二醇单甲醚，成膜助剂3采用长沙市原鹏化工科技有限公司二丙二醇单丁醚，PH调节剂采用陶氏化学的AMP-95。

实施例1：水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料

纳米丙烯酸共聚物乳液 45%，

纳米水性聚氨酯分散体 15%，

消泡剂1 0.5%，

消泡剂 2 0.3%

分散剂1 1%，

润湿剂 0.3%，

流平剂 0.2%，

纳米二氧化钛 3%，

钛白粉 16%，

消光剂 0.8%，

蜡分散体， 3%，

增稠剂1 0.3%，

增稠剂2 0.4%，

增稠剂3 0.3%，

成膜助剂1 0.3%，

成膜助剂2 2.6%，

成膜助剂3 3%，

PH调节剂 0.2%，

去离子水 7.8%。

制作过程：将去离子水，增稠剂，消泡剂，分散剂，润湿剂依次加入→中速搅拌5分钟至均匀→低速状态下依次加入纳米二氧化钛，钛白粉→高速搅拌15分钟过砂磨至细度≤20微米→依次加入纳米丙烯烯酸乳液、聚氨酯分散体、流平剂，蜡分散体→中速搅拌5分钟至均匀→低速搅拌下加入消光剂高速分散15min至细度≤25微米→加入剩余的成膜助剂低速搅拌5min,调PH值至7.0左右，过滤包装。

所得的油漆外观为：白色粘稠液体，正常喷涂施工后红外干燥机（50℃/10min）放置7天测试性能，硬度为2H（擦伤），冲击50㎏·cm，耐水能达250小时极轻微发白（可恢复），漆膜目测白度很好，手感滑爽，抗擦伤效果好。

实施例2：水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料

纳米丙烯酸共聚物乳液 40%，

纳米水性聚氨酯分散体 16%，

消泡剂1 0.5%，

消泡剂 2 0.3%

分散剂1 1%，

润湿剂 0.3%，

流平剂 0.2%，

纳米二氧化钛 3%，

钛白粉 20%，

消光剂 0.8%，

蜡分散体， 2%，

增稠剂1 0.5%，

增稠剂2 0.4%，

增稠剂3 0.3%，

成膜助剂1 0.3%，

成膜助剂2 2.6%，

成膜助剂3 3%，

PH调节剂 0.2%，

去离子水 8.6%。

所得的油漆外观为：白色粘稠液体，正常喷涂施工后红外干燥机（50℃/10min）放置7天测试性能，硬度为2H（擦伤），冲击50㎏·cm，耐水能达250小时极轻微发白（可恢复），该实例比实例1遮盖力更好，适应于高遮盖力的要求的场合

实施例3：水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料

纳米丙烯酸共聚物乳液 40%，

纳米水性聚氨酯分散体 18%，

消泡剂1 0.4%，

消泡剂 2 0.6%

分散剂1 1.5%，

润湿剂 0.5%，

流平剂 0.2%，

纳米二氧化钛 4%，

钛白粉 17%，

消光剂 0.8%，

蜡分散体， 4%，

增稠剂1 0.3%，

增稠剂2 0.5%，

增稠剂3 0.3%，

成膜助剂1 0.2%，

成膜助剂2 2%，

成膜助剂3 3%，

PH调节剂 0.2%，

去离子水 6.5%。

所得的油漆外观为：白色粘稠液体，正常喷涂施工后红外干燥机（50℃/10min）放置7天测试性能，硬度为2H（擦伤），冲击50㎏·cm，耐水能达250小时极轻微发白（可恢复），该实例适应于开放涂装，涂膜消泡性能好，入孔性强，漆膜手感更好。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims

1.水性纳米聚丙烯酸酯木器涂料，其特征在于，原料的重量百分比组成为：

纳米丙烯酸共聚物乳液 40~50%，

水性聚氨酯分散体 15~25%，

消泡剂1 0.3~1%，

消泡剂2 0.2~0.8，

分散剂 1~3%，

润湿剂 0.3~0.5%，

流平剂 0.2~0.5%，

纳米二氧化钛 3~5%，

钛白粉 16~20%，

消光剂 0.2~2%，

蜡分散体 1~5%，

增稠剂1 0.3~1%，

增稠剂2 0.3~1%，

增稠剂3 0.3~1%，

成膜助剂1 0.1~0.5%，

成膜助剂2 2~5%，

成膜助剂3 2~5%，

pH调节剂 0.1~0.5%，

去离子水 6~10%，

各原料的重量百分比总和为100%；

其中，消泡剂1采用BYK化学的BYK-019，消泡剂2 采用BYK化学的BYK-025，分散剂采用科莱恩公司的DISPERSOGEN 2774，润湿剂采用科宁公司的436，流平剂采用BYK化学的BYK-333，消光剂采用德固萨OK-500，纳米二氧化钛采用日本石原的TTO-51A，钛白粉采用杜邦公司的R-706，蜡分散体采用路博润公司的5518，增稠剂1采用科宁公司的DSX1514，增稠剂2采用科宁公司的DSX3100，增稠剂3采用科宁公司的DSX1516，成膜助剂1采用伊士曼化学的texanol酯醇，成膜助剂2采用长沙市原鹏化工科技有限公司为二丙二醇单甲醚，成膜助剂3采用长沙市原鹏化工科技有限公司二丙二醇单丁醚，pH调节剂采用陶氏化学的AMP-95；

纳米丙烯酸共聚物乳液的制备方法为：

纳米丙烯酸共聚物乳液的重量份组分如下：

苯乙烯(St) 80～90份，甲基丙烯酸甲酯(MMA) 105～115份，丙烯酸丁酯(BA) 95～105份，

甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA) 4～8份，双丙酮丙烯酰胺(DAAM) 5～8份，甲基丙烯酸羟环己酯9～11份，甲基丙烯酸(MAA) 3～5份，N-羟甲基丙烯酰胺(NMA) 5～7份，β-环己基-环氧基-乙基-乙氧基硅烷1～8份，己二酸二酰肼0.5～1.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA) 0.1～1份，二甲基丙烯酸四乙二醇酯(TEGDMA) 0.5～1.5份，阴-非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯(4)醚硫酸铵 2～4份，反应型乳化剂乙烯基磺酸钠 0.5～1.5份，反应型乳化剂α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵0.5～1.5份，引发剂过硫酸铵4～7份，pH稳定剂2-氨基-2-甲基-1-丙醇3～5份，水 365～385份；

(1)硬核乳液和硬壳乳液的制备：将硬核乳液原料和硬壳乳液分别加入阴-非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯(4)醚硫酸铵、反应型乳化剂乙烯基磺酸钠、反应型乳化剂α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵和45～55份水中乳化，分别获得硬核乳液(1)和硬壳乳液(3)；

(2)将引发剂过硫酸铵加70～80重量份水配成过硫酸铵溶液；

(3)将剩余的水加入反应釜，在70～80℃下，按顺序滴加步骤(2)的过硫酸铵溶液、步骤(1)的硬核乳液、软中间液、步骤(1)的硬壳乳液和互穿液，1～3h同时滴加完；

所说的软中间液为苯乙烯，重量份数为4～6份；

所说的互穿液为苯乙烯29～31重量份，β-环己基-环氧基-乙基-乙氧基硅烷1～8重量份；

(4)然后在85～90℃保温1～2h；

(5)降温至55～60℃，加入pH稳定剂2-氨基-2-甲基-1-丙醇和己二酸二酰肼，8～15分钟后出料，获得纳米丙烯酸共聚物乳液；

硬核乳液原料和重量份数为：

苯乙烯47～53份，甲基丙烯酸甲酯43～49份，甲基丙烯酸异冰片酯4～8份，双丙酮丙烯酰胺4.5～5.5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 0.1～1份，甲基丙烯酸1.2～2份，N-羟甲基丙烯酰胺 5～7份，二甲基丙烯酸四乙二醇酯 0.5～1.5份；

硬壳乳液原料和重量份数为：

甲基丙烯酸甲酯 62～66份

丙烯酸丁酯 95～105份

甲基丙烯酸 1.8～3份

双丙酮丙烯酰胺 0.5～2.5份

甲基丙烯酸环己酯 9～11份；

硬核乳液中，阴-非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯(4)醚硫酸铵、反应型乳化剂乙烯基磺酸钠和反应型乳化剂α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵的用量为总重量份数的40～60％，硬壳乳液中为40～60％；

水性聚氨酯分散体的制备方法为：

水性聚氨酯分散体原料的重量份数为：

蓖麻油 90～100份

三羟甲基丙烷 1.5～3.5份

乙二醇 10～14份

丁二醇 15～21份

二羟甲基丙酸 11～21份

异佛尔酮二异氰酸酯 150～170份

聚四氢呋喃醇 35～45份

三乙胺 10～14份

丙酮 15～21份

β-环己基-环氧基-乙基-乙氧基硅烷 1～8份

2，6-叔丁基对甲基苯酚 0.5～1.5份

水 640～680份；

(1)将三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、2，6-叔丁基对甲基苯酚、丙酮和总重量75％～80％的异佛尔酮二异氰酸酯混合搅拌，搅拌转速为30～40rpm，在95～102℃反应30～45min；

(2)降温到55～60℃，加入聚四氢呋喃二醇、蓖麻油，搅拌反应30～45min，搅拌转速为30～40rpm；

(3)加入乙二醇、丁二醇反应35～45min；

(4)加入剩余的异佛尔酮二异氰酸酯，反应15～20min，加入三乙胺中和15～20min后，加水搅拌分散，搅拌转速为800～1100rpm，搅拌分散1.5h～2h；

(5)加β-环己基-环氧基-乙基-乙氧基硅烷，搅拌分散1～1.5h出料，获得水性聚氨酯分散体。