CN104403541B - 自清洁水性木器面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自清洁水性木器面漆及其制备方法，自清洁水性木器面漆包括如下重量份的原料组份：水分散型聚氨酯树脂或水分散型醇酸树脂45‑60、水性硅溶胶15‑25、功能性粉体10‑25、功能助剂2.4‑6.5、水0.5‑1.5；所述功能性粉体包括如下重量份的原料：纳米滑石粉25‑50、纳米碳酸钙25‑50、纳米高岭土25‑50。本发明的水性木器面漆通过利用水性硅溶胶的稳定性高，具有纳米级孔径和连续的三维网络结构，再添加纳米填充材料，使最后形成的膜具有较低的表面能，来制备具有低温自干、成本较低、健康安全的水性木器面漆涂料，改善涂层干燥时易收缩的缺陷，并使涂层具有自清洁性、防污性、疏水和疏油等特性。

Description

自清洁水性木器面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种自清洁水性木器面漆及其制备方法。

背景技术

水性木器漆由于具有优异的环保特性，大大减少了有机溶剂向大气的排放，避免了环境污染和施工人员的身体危害，并且具有使用方便、施工简单等优点，随着世界各国环保要求的不断提高，水性木器漆也开始代替传统有机溶剂型涂料得到大范围的推广应用。目前，水性涂料的最大问题是耐水性差、涂膜干燥速度慢、硬度不高等缺点。

因自清洁表面具有很多独特的表面性能：如防污染性、疏水、疏油、低摩擦系数等特性，这些特殊性能使其在很多领域具有巨大的应用价值。如将其应用在涂料工业，可以赋予涂膜一些独特的性能，提供涂膜的耐污染性、自清洁性、疏水性及疏油性等特性。

近年来水性木器漆的优势日渐明显，对其研究也较多，其中有一部分涉及到了水性自清洁涂料。例如现有技术公开了一种以纳米TiO₂粒子为原料制备水性光催化自清洁涂料的方法，该涂料可室温成膜，涂覆于外墙漆膜表面后经光照，能快速达到超亲水，并具有较长的服役寿命。但制备的自清洁涂料中，二氧化钛结晶度低，或完全为无定型形态，光催化活性低。因此，现有TiO₂基自清洁涂层仍存在透明性差、适用范围小、需高温烘烤或光催化活性低等问题。

综上所述，开发一种专门用于面漆的水性自清洁涂料对水性面漆的进一步推广应用和环境保护有非常重要的意义。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种自清洁水性木器面漆。

具体的技术方案如下：

一种自清洁水性木器面漆，由如下重量份的原料组份制备而成：

所述功能性粉体包括如下重量份比的原料：

纳米滑石粉25-50

纳米碳酸钙25-50

纳米高岭土25-50。

在其中一个实施例中，所述自清洁水性木器面漆由如下重量份的原料组份制备而成：

在其中一个实施例中，所述水性硅溶胶的平均粒径为8-100nm。

在其中一个实施例中，所述水性硅溶胶的平均粒径为20-40nm。

在其中一个实施例中，所述功能助剂包括润湿剂、乳化剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和流平剂。

在其中一个实施例中，所述功能助剂由如下重量份的组份组成：

在其中一个实施例中，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述分散剂为丙烯酸铵盐，所述消泡剂为水性有机硅，增稠剂为缔合型丙烯酸类化合物或聚醚改性聚氨酯，所述流平剂为缔合型聚氨酯类化合物。

本发明的另一目的是提供上述自清洁水性木器面漆的制备方法。

具体的技术方案如下：

上述自清洁水性木器面漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水性硅溶胶和功能性粉体依次加入反应器中进行共混，得到自清洁型的水性硅溶胶；

(2)将水分散型聚氨酯树脂或水分散型醇酸树脂、功能助剂、步骤(1)得到的自清洁型水性硅溶胶以及水依次加入反应器中共混，经高速分散、砂磨，200目滤网过滤，即得所述自清洁水性木器面漆。

本发明的原理及优点如下：

本发明提出的一种自清洁水性木器面漆，通过纳米级水性硅溶胶掺杂低表面能的纳米级功能性填料进行疏水改性，以获得自清洁型的水性硅溶胶，然后再与主体树脂、功能助剂共混，经分散、搅拌、涂覆，干燥，即得。通过利用水性硅溶胶的稳定性高，具有纳米级孔径和连续的三维网络结构，再添加纳米填充材料，使最后形成的膜具有较低的表面能，来制备具有低温自干、成本较低、健康安全的水性木器面漆涂料，改善涂层干燥时易收缩的缺陷，并使涂层具有自清洁性、防污性、疏水和疏油等特性。

本发明成本低廉、低温成膜、尺寸可调、适用性好、适合大面积制备的自清洁表面的制备方法。且所制备的超疏水木器涂膜具有自清洁性、防污特性、疏水、疏油等特性。

具体实施方式

本发明实施例所使用的原料如下：

润湿剂选自德国赢创公司的TEG0245；

乳化剂选自荷兰托纳的T-S；

分散剂选自德国毕克的BYK-190；

消泡剂选自德国赢创的TEG0805；

流平剂选自德国毕克的BYK-333；

水分散型聚氨酯树脂选自威尔逊的EVAFANOLAP-12；

水分散型醇酸树脂选自珠海长先的CX1263；

纳米滑石粉选自上海聚千化工有限公司的纳米滑石粉；

纳米碳酸钙选自勃震化工有限公司的纳米碳酸钙；

纳米高岭土选自上海缘钛化工产品有限公司的纳米煅烧高岭土。

以下通过实施例对本申请做进一步阐述。

实施例1

本实施例一种水性自清洁木器面漆，包括如下重量份的原料：

制备方法如下：

(1)将水性硅溶胶和功能性粉体依次加入反应器中进行共混，得到自清洁型的水性硅溶胶；

(2)将水分散型聚氨酯树脂或水分散型醇酸树脂、功能助剂、步骤(1)得到的自清洁型水性硅溶胶以及水依次加入反应器中共混，经高速分散、砂磨，200目滤网过滤，即得所述自清洁水性木器面漆。

本实施例所用水性硅溶胶平均粒径为22nm。所用纳米级滑石粉、纳米级高岭土和纳米级滑石粉平均粒径为6μm。制备得到的水性自清洁木器面漆具有干燥速度快、易成膜、收缩系数小、渗透润湿性好等较好的综合性能，并且所制备的超疏水木器涂膜具有自清洁性、防污特性、疏水、疏油等特性。

实施例2

本实施例一种水性自清洁木器面漆，包括如下重量份的原料：

制备方法如下：

(1)将水性硅溶胶和功能性粉体依次加入反应器中进行共混，得到自清洁型的水性硅溶胶；

(2)将水分散型聚氨酯树脂或水分散型醇酸树脂、功能助剂、步骤(1)得到的自清洁型水性硅溶胶以及水依次加入反应器中共混，经高速分散、砂磨，200目滤网过滤，即得所述自清洁水性木器面漆。

本实施例所用水性硅溶胶平均粒径为32nm。所用纳米级滑石粉、纳米级高岭土和纳米级滑石粉平均粒径为5μm。制备得到的水性自清洁木器面漆具有干燥速度快、易成膜、收缩系数小、渗透润湿性好等较好的综合性能，并且所制备的超疏水木器涂膜具有自清洁性、防污特性、疏水、疏油等特性。

实施例3

本实施例一种水性自清洁木器面漆，包括如下重量份的原料：

制备方法如下：

(1)将水性硅溶胶和功能性粉体依次加入反应器中进行共混，得到自清洁型的水性硅溶胶；

(2)将水分散型聚氨酯树脂或水分散型醇酸树脂、功能助剂、步骤(1)得到的自清洁型水性硅溶胶以及水依次加入反应器中共混，经高速分散、砂磨，200目滤网过滤，即得所述自清洁水性木器面漆。

本实施例所用水性硅溶胶平均粒径为26nm。所用纳米级滑石粉、纳米级高岭土和纳米级滑石粉平均粒径为3μm。制备得到的水性自清洁木器面漆具有干燥速度快、易成膜、收缩系数小、渗透润湿性好等较好的综合性能，并且所制备的超疏水木器涂膜具有自清洁性、防污特性、疏水、疏油等特性。

对比例1

本对比例水性木器面漆的原料组分中不含纳米级高岭土，其余组分与实施例1相同。

对比例2

本对比例水性木器面漆的原料组分中不含纳米级高岭土和纳米级碳酸钙，其余组分与实施例1相同。

请提供实施例1-3与对比例1-2的性能比较数据。

性能	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2
						干燥速度	30min	30min	30min	40min	40min
耐水性	好	好	好	好	好

耐咖啡	好	好	好	较好	一般
						耐绿茶	好	好	好	较好	一般

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 (3)

1.一种自清洁水性木器面漆，其特征在于，由如下重量份的原料组份制备而成：

所述水性硅溶胶的平均粒径为20-40nm；

所述功能性粉体包括如下重量份比的原料：

纳米滑石粉 25-50

纳米碳酸钙 25-50

纳米高岭土 25-50；

所述功能助剂由如下重量份的组份组成：

所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述分散剂为丙烯酸铵盐，所述消泡剂为水性有机硅，增稠剂为缔合型丙烯酸类化合物或聚醚改性聚氨酯，所述流平剂为缔合型聚氨酯类化合物。

2.根据权利要求1所述的自清洁水性木器面漆，其特征在于，由如下重量份的原料组份制备而成：

3.权利要求1-2任一项所述的自清洁水性木器面漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将水性硅溶胶和功能性粉体依次加入反应器中进行共混，得到自清洁型的水性硅溶胶；

(2)将水分散型聚氨酯树脂或水分散型醇酸树脂、功能助剂、步骤(1)得到的自清洁型水性硅溶胶以及水依次加入反应器中共混，经高速分散、砂磨，200目滤网过滤，即得所述自清洁水性木器面漆。