CN104761992A

CN104761992A - 用于木器釉质封闭的水性底漆及其制备方法

Info

Publication number: CN104761992A
Application number: CN201510183011.2A
Authority: CN
Inventors: 马强华; 邓文根; 欧政忠
Original assignee: Clivia Chemical (shanghai) Co Ltd
Current assignee: Shanghai Junzilan New Material Co ltd
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2035-04-17
Also published as: CN104761992B

Abstract

用于木器釉质封闭的水性底漆，其以质量百分比计，包含：丙烯酸乳液20％～40％，硅溶胶20％～30％，聚氨酯6％～15％，无铅颜料12％～25％，去离子水5％～25％，此外还包括助剂：分散剂0.1％～0.5％，消泡剂0.1％～0.5％，润湿剂0.1％～0.3％，流平剂0.2％～0.5％，增稠剂0.2％～1％等；选择高纯度的稳定水性酸性硅溶胶，仅含水分挥发物，兼具无味、无毒，耐高温、无闪点和不燃特点，协同配方中其他材料的均相搭配，在木质材料表面涂覆成膜后，形成玻璃釉质封闭膜层，不会被溶解和变质，还可以有效的保护被涂覆的木质材料，抗擦洗性和抗沾污性能明显提升。

Description

用于木器釉质封闭的水性底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及IPC国际专利分类C09D 涂料组合物水性木器涂料技术，尤其是用于木器釉质封闭的水性底漆及其制备方法。

背景技术

各国制定的环保法规都对涂料中挥发性有机物（VOC）有严格限制，涂料中的VOC主要是在干燥成膜时溶剂挥发产生的对人体有害的物质，传统溶剂型木器涂料含有大量的溶剂且会残余有毒单体，对环境和健康具有一定危害性，水性涂料包括水性木器涂料替代传统溶剂型涂料是必然发展趋势，水性木器涂料与传统溶剂型涂料相比，不仅仅表现在VOC含量低，且具有无环境污染、无毒性、无火灾隐患等优点。

水性漆是以水作为稀释剂的漆。水性漆包括水溶性漆、水稀释性漆、水分散性漆或乳胶涂料3种。水溶性漆是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇痠树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。

水性木器涂料是以水为介质的涂料，木材具有吸湿的特性，尤其是直接涂覆与木材的第一道底漆，木材涂布了水性涂层后，木材中木质素、纤维素和半纤维素等导管吸湿后容易出现胀筋现象，导致木材中的单宁酸、油脂等物质渗入涂膜，造成漆膜干燥后极易泛黄、变色老化、丧失本来的木材天然纹理装饰性和美观性，因此，研发出一种优秀的水性木器封闭底漆是亟待解决的问题。

水性木器涂料的推广对於资源的合理利用和环境卫生的改善都十分有利，在日益重视涂料安全和环保指标的今天，水性木器涂料正因其所具有的低危害、低污染特性，逐渐为市场所接受。由于水性木器涂料施工的可操作性增强，全面使用水性木器涂料的趋势正在形成。虽然水性漆有环保漆膜效果好等优点，但单组份水性漆在硬度，和耐高温等性能上和双组份油性漆还是有一定的差距。比如用在餐桌和地板上就非常容易表现出其在性能上的不足，这一功能上的缺陷导致了水性漆的发展。

已公开相关文献较少，中国专利申请201410358844.3公开一种水性底漆组合物，属于涂料技术领域。按重量份数计，以水性环氧丙烯酸树脂55份～65份，水溶性氨基树脂8份～12份，己二异氰酸酯15份～30份，乙醇10份～15份，异丙醇5份～8份，聚乙二醇5份～8份，粒度为50微米～65微米的轻质碳酸钙4份～6份，粒度为50微米～65微米的氧化钠10份～12份，颜料5份～40份，硅油1份～5份以及去离子水60份～75份为原料制备而成。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于木器釉质封闭的水性底漆及其制备方法，解决上述现有技术存在的不足之处，发挥硅溶胶成膜后耐水性好、硬度高、干燥快，渗透性到基材的空隙中封固基材，能对木材形成封闭性的玻璃釉质涂层，且有效实现木材的油脂、单宁酸渗出的封闭性。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：其以质量百分比计，包含：丙烯酸乳液20％～40％，硅溶胶 20％～30％，聚氨酯6％～15％，无铅颜料12％～25％，去离子水5％～25％，此外还包括助剂：分散剂0.1％～0.5％，消泡剂0.1％～0.5％，润湿剂0.1％～0.3％，流平剂0.2％～0.5％，增稠剂0.2％～1％，紫外光吸收稳定剂0.1％～0.3％，防霉抗菌剂0.1％～0.2％，成膜助剂0.5％～2.5％，硅烷偶联剂0.5％～2％。

尤其是，所述丙烯酸乳液为杂化接枝交联高聚合纯丙烯酸乳液；硅溶胶为酸性硅溶胶，硅溶胶粒子比表面积为50～40㎡/g，而最优颗粒范围在5～100nm之间；聚氨酯为多元醇的聚酯型或聚醚型的一种或多种的组合；无铅颜料为钛白粉、立德粉、氧化锌或硫酸钡中的一种或几种；分散剂为高分子量嵌段共聚物、聚羧酸钠盐型分散剂的一种或其组合；所述消泡剂为水性非硅酮脂肪酸聚合物、改性聚丙烯酸聚合物其中的一种或其组合；所述润湿剂为六偏磷酸钠类润湿剂；所述流平剂为水性丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一种或其组合；所述的增稠剂为非离子型聚氨酯增稠剂；所述紫外光吸收稳定剂为苯并三唑类紫外光吸收稳定剂；所述防霉抗菌剂为二硫代水杨胶型防霉抗菌剂；所述的成膜助剂为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的一种或其组合；所述的硅烷偶联剂为为改性氨基硅烷偶联剂或环氧基有机硅烷偶联剂的一种或其组合。

尤其是，硅溶胶颗粒范围在5～100nm之间。

尤其是，无铅颜料为金红石型钛白粉。

尤其是，制备方法包括以下步骤：将助剂和占去离子水总质量的5％的去离子水加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌20～30min，然后加入无铅颜料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至无铅颜料细度小于25～40μm，然后加入剩下的去离子水组分，再加入丙烯酸乳液、硅溶胶、聚氨酯，在600～800rmp的转速下加入防霉抗菌剂和成膜助剂，继续分散25min～40min，测得粘度为（35±2）s后过滤后出料，即得到水性木器釉质封闭底漆。

尤其是，制备方法包括以下步骤：将占总质量的5％～25％的去离子水加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌20～30min，加入12％～25％无铅颜料金红石型钛白粉，然后加入高分子量嵌段共聚物或聚羧酸钠盐型分散剂0.1％～0.5％，水性非硅酮脂肪酸聚合物或改性聚丙烯酸聚消泡剂0.1％～0.5％，六偏磷酸钠润湿剂0.1％～0.3％，水性丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物流平剂0.2％～0.5％，非离子型聚氨酯增稠剂0.2％～1％，苯并三唑类紫外光吸收稳定剂0.1％～0.3％，在800～1000rmp的转速下将体系分散至无铅颜料细度小于30～40μm，再加入丙烯酸乳液20％～40％，酸性硅溶胶20％～30％，多元醇聚氨酯6％～15％，在600～800rmp的转速下加入二硫代水杨胶型防霉抗菌剂0.1％～0.2％，二丙二醇丁醚或二丙二醇甲醚成膜助剂0.5％～2.5％，性氨基硅烷偶联剂或环氧基有机硅烷偶联剂0.5％～2％，继续分散25min～40min，测得粘度为（35±2）s后过滤后出料，即得到水性木器釉质封闭底漆。

本发明的优点和效果：采用杂化交联接枝丙烯酸乳液和聚氨酯乳液，可以实现涂层漆膜的连整性和耐水性、同时实现优异的打磨性和平整性；利用了硅溶胶细粒径和高渗透性，可进入木材木质素、纤维素和半纤维素的空隙，协同其他助剂，抑制其吸湿，形成一层特有的玻璃釉质，一旦成膜不会再被水解，达成漆膜对木材的封闭效果，可实现涂膜的防胀筋和耐水渗透性；使得成膜物质在户外自然光照等条件下，充分利用材料间的互补优势，可以实现木材在光照和潮湿环境下整体涂覆体的变色老化性、黄变性、防霉抗菌；采用助剂和主体基料协同搭配，充分利用材料间的互补优势，使其漆膜的丰满度、耐化学品性能、耐水性、吸水率、涂膜的冷热稳定性大大提高。与相比，干燥速度和硬度建立快、耐水性、初期抗压、防胀筋效果和打磨性等性能都显著高于普通水性木器底漆。

具体实施方式

本发明，用于制备的原材料按质量百分比包括下述组分：

丙烯酸乳液 20％～40％

硅溶胶 20％～30％

聚氨酯 6％～15％

无铅颜料 12％～25％

去离子水 5％～25％

此外还包括助剂：

分散剂 0.1％～0.5％

消泡剂 0.1％～0.5％

润湿剂 0.1％～0.3％

流平剂 0.2％～0.5％

增稠剂 0.2％～1％

紫外光吸收稳定剂 0.1％～0.3％

防霉抗菌剂 0.1％～0.2％

成膜助剂 0.5％～2.5％

硅烷偶联剂 0.5％～2％

前述中，丙烯酸乳液为杂化交联接枝丙烯酸乳液，该乳液能有效提高涂层漆膜的连整性和耐水性，效果明显优于普通的木器封闭底漆涂料。

前述中，硅溶胶为酸性硅溶胶，硅溶胶粒子比表面积为50～40㎡/g，而最优颗粒范围在5～100nm之间，液态时可以浸入木材空隙，使其表面光滑；聚合成膜后形成一层特有的玻璃釉质，能有效提高底漆对木材的封闭性。

前述中，聚氨酯为多元醇的聚酯型或聚醚型的一种或多种的组合。

前述中，无铅颜料为钛白粉、立德粉、氧化锌或硫酸钡中的一种或几种，优选为钛白粉，更优的选择为金红石型钛白粉。

前述中，助剂中，所述分散剂为高分子量嵌段共聚物、聚羧酸钠盐型分散剂的一种或其组合；所述消泡剂为水性非硅酮脂肪酸聚合物、改性聚丙烯酸聚合物其中的一种或其组合；所述润湿剂为六偏磷酸钠类润湿剂；所述流平剂为水性丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一种或其组合；所述的增稠剂为非离子型聚氨酯增稠剂；所述紫外光吸收稳定剂为苯并三唑类紫外光吸收稳定剂；所述防霉抗菌剂为二硫代水杨胶型防霉抗菌剂；所述的成膜助剂为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的一种或其组合；所述的硅烷偶联剂为为改性氨基硅烷偶联剂或环氧基有机硅烷偶联剂的一种或其组合。

前述中，所述的所述去离子水为去除杂质的一种纯净水。

前述中，制备方法包括以下步骤：

将助剂和占去离子水总质量的5％的去离子水加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌20～30min，然后加入无铅颜料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至无铅颜料细度小于25～40μm，然后加入剩下的去离子水组分，再加入丙烯酸乳液、硅溶胶、聚氨酯，在600～800rmp的转速下加入防霉抗菌剂和成膜助剂，继续分散25min～40min，测得粘度为（35±2）s后过滤后出料，即得到水性木器釉质封闭底漆。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：将占总质量的5％～25％的去离子水加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌20～30min，加入12％～25％无铅颜料金红石型钛白粉，然后加入高分子量嵌段共聚物或聚羧酸钠盐型分散剂0.1％～0.5％，水性非硅酮脂肪酸聚合物或改性聚丙烯酸聚消泡剂0.1％～0.5％，六偏磷酸钠润湿剂0.1％～0.3％，水性丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物流平剂0.2％～0.5％，非离子型聚氨酯增稠剂0.2％～1％，苯并三唑类紫外光吸收稳定剂0.1％～0.3％，在800～1000rmp的转速下将体系分散至无铅颜料细度小于30～40μm，再加入丙烯酸乳液20％～40％，酸性硅溶胶20％～30％，多元醇聚氨酯6％～15％，在600～800rmp的转速下加入二硫代水杨胶型防霉抗菌剂0.1％～0.2％，二丙二醇丁醚或二丙二醇甲醚成膜助剂0.5％～2.5％，性氨基硅烷偶联剂或环氧基有机硅烷偶联剂0.5％～2％，继续分散25min～40min，测得粘度为（35±2）s后过滤后出料，即得到水性木器釉质封闭底漆。

本发明用于木器或木材的封闭油脂、单宁酸、抑制吸湿和渗透填充细微空隙的第一道封固基材的封闭底漆。

本发明优点还包括：

1.绿色环保，VOC含量低于50g/L，远低于国家标准GB 24410-2009《室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》要求的300g/L、HJ2537-2014《环境标志产品技术要求水性涂料》要求的80g/L，符合国家绿色建筑要求。

2.木材基固性好，本发明产品标准状态下的独有玻璃釉质膜层，除了应有的装饰性效果，还具备抗黄变、防止破裂，由于木材要受到紫外线、可见光、氧气和化学物质和微生物的侵蚀，封闭状态的玻璃釉质膜层可以有效延长木材的使用寿命。

3.抗沾污性好，产品标准状态下，涂膜的抗沾污、抗化学品性好，玻璃釉质膜层具有独特的致密度，保证了良好的耐化学品性；抵抗空气中的污染，如：酸雨、烟雾、粉尘、海边的盐碱等物质侵蚀。

4.耐水性优异，本发明产品标准状态下，有效防止水分渗入木材，用水浸泡后不起泡、不发白、轻微泛白后能够迅速恢复，不会剥落。

5.防止木材变形，本发明产品标准状态下，具有保持木材尺寸及外形稳定性和耐久性的特点。由于昼夜的温差变化，木制品会发生热胀冷缩等形变，玻璃釉质膜层有相当程度的保护性，并且能长久的保持。

上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.用于木器釉质封闭的水性底漆,其特征在于，其以质量百分比计，包含：丙烯酸乳液20％～40％，硅溶胶 20％～30％，聚氨酯6％～15％，无铅颜料12％～25％，去离子水5％～25％，此外还包括助剂：分散剂0.1％～0.5％，消泡剂0.1％～0.5％，润湿剂0.1％～0.3％，流平剂0.2％～0.5％，增稠剂0.2％～1％，紫外光吸收稳定剂0.1％～0.3％，防霉抗菌剂0.1％～0.2％，成膜助剂0.5％～2.5％，硅烷偶联剂0.5％～2％。

2.如权利要求1所述的用于木器釉质封闭的水性底漆，其特征在于，所述丙烯酸乳液为杂化接枝交联高聚合纯丙烯酸乳液；硅溶胶为酸性硅溶胶，硅溶胶粒子比表面积为50～40㎡/g，而最优颗粒范围在5～100nm之间；聚氨酯为多元醇的聚酯型或聚醚型的一种或多种的组合；无铅颜料为钛白粉、立德粉、氧化锌或硫酸钡中的一种或几种；分散剂为高分子量嵌段共聚物、聚羧酸钠盐型分散剂的一种或其组合；所述消泡剂为水性非硅酮脂肪酸聚合物、改性聚丙烯酸聚合物其中的一种或其组合；所述润湿剂为六偏磷酸钠类润湿剂；所述流平剂为水性丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一种或其组合；所述的增稠剂为非离子型聚氨酯增稠剂；所述紫外光吸收稳定剂为苯并三唑类紫外光吸收稳定剂；所述防霉抗菌剂为二硫代水杨胶型防霉抗菌剂；所述的成膜助剂为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的一种或其组合；所述的硅烷偶联剂为为改性氨基硅烷偶联剂或环氧基有机硅烷偶联剂的一种或其组合。

3.如权利要求2所述的用于木器釉质封闭的水性底漆，其特征在于，硅溶胶颗粒范围在5～100nm之间。

4.如权利要求2所述的用于木器釉质封闭的水性底漆，其特征在于，无铅颜料为金红石型钛白粉。

5.如权利要求1或2所述的用于木器釉质封闭的水性底漆，其特征在于，制备方法包括以下步骤：将助剂和占去离子水总质量的5％的去离子水加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌20～30min，然后加入无铅颜料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至无铅颜料细度小于25～40μm，然后加入剩下的去离子水组分，再加入丙烯酸乳液、硅溶胶、聚氨酯，在600～800rmp的转速下加入防霉抗菌剂和成膜助剂，继续分散25min～40min，测得粘度为（35±2）s后过滤后出料，即得到水性木器釉质封闭底漆。

6.如权利要求1、2或5所述的用于木器釉质封闭的水性底漆，其特征在于，制备方法包括以下步骤：将占总质量的5％～25％的去离子水加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌20～30min，加入12％～25％无铅颜料金红石型钛白粉，然后加入高分子量嵌段共聚物或聚羧酸钠盐型分散剂0.1％～0.5％，水性非硅酮脂肪酸聚合物或改性聚丙烯酸聚消泡剂0.1％～0.5％，六偏磷酸钠润湿剂0.1％～0.3％，水性丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物流平剂0.2％～0.5％，非离子型聚氨酯增稠剂0.2％～1％，苯并三唑类紫外光吸收稳定剂0.1％～0.3％，在800～1000rmp的转速下将体系分散至无铅颜料细度小于30～40μm，再加入丙烯酸乳液20％～40％，酸性硅溶胶20％～30％，多元醇聚氨酯6％～15％，在600～800rmp的转速下加入二硫代水杨胶型防霉抗菌剂0.1％～0.2％，二丙二醇丁醚或二丙二醇甲醚成膜助剂0.5％～2.5％，性氨基硅烷偶联剂或环氧基有机硅烷偶联剂0.5％～2％，继续分散25min～40min，测得粘度为（35±2）s后过滤后出料，即得到水性木器釉质封闭底漆。