CN105860792A

CN105860792A - 一种水性uv木器涂料及其制备和应用工艺

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Publication number: CN105860792A
Application number: CN201510028958.6A
Authority: CN
Inventors: 李新雄; 张冬明; 张萍
Original assignee: HUNAN BANFERT NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUNAN BANFERT NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-08-17

Abstract

本发明公开了一种水性UV木器涂料，包括水性聚氨酯树脂20～40％、水性UV树脂20～60％、消泡剂0.2～0.6％、流平剂0.2～0.8％、润湿剂0.2～0.8％、增稠剂0.2～0.8％、引发剂0.2～0.8％、分散剂0.2～0.8％、消光粉0.2～0.8％、水5～40％、手感助剂0.2～0.5％。本发明还公开了一种水性UV木器涂料的制备和应用工艺。本发明具有环保性能好、附着力强、硬度高、耐磨性和抗硬币刮伤性能佳的优点，该制备工艺具有操作简单，采用微波干燥方法，不仅干燥速度快，而且能够满足较厚涂层的干燥要求，生产效率高，非常适用于工业化生产优点。

Description

一种水性UV木器涂料及其制备和应用工艺

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种水性UV木器涂料及其制备和应用工艺。

背景技术

传统聚氨酯涂料那种自然柔和的指触感成为人们对高品生活的一种追求，然而由于传统涂料的VOC含量高，对环境和身体影响严重而限制了其使用，水性UV涂料继承和发展了传统UV涂料和水性涂料的双重优点，如环保高效、低粘度、涂膜性能优异，设备易于清洗、无毒性、不燃性等。因其突出的优点，近年来水性UV涂料在木器涂料领域得到快速发展。然而水性光固化涂料也存一些缺点，在固化前需干燥除水，而水的高蒸发热导致能耗大，生产时间长，生产效率低；水的表面张力大，导致其不易浸润基材，易引起涂布不均匀，对颜料润湿性差，影响分散。

水性UV涂料施工时一般需经过干燥除水和固化两个阶段，相对于传统UV涂料需要增加一道预烘除水的生产线，所以干燥除水是控制水性UV涂料流水线速度的瓶颈部分。涂料施工人员普遍采用的就是热风干燥和红外加热干燥，但这两种强制干燥方式对于水性UV木器涂料都存在一定的缺陷。热风干燥虽然设备投入简单，但温度太低会延长预烘时间，影响生产效率，并且有可能造成水分残留而延长固化时间并影响漆膜性能。红外加热干燥比热风干燥的速度更快，但会产生明显的温度梯度，它的干燥是由表面向内部延伸的，这使得它不适用于干燥较厚涂膜，红外干燥只能加热红外线能够照射到的区域，不能用来干燥立体物件，且红外干燥能量消耗也较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种环保性能好、附着力强、硬度高、耐磨性和抗硬币刮伤性能佳的水性UV木器涂料，并提供一种操作简单，采用微波干燥方法，不仅干燥速度快，而且能够满足较厚涂层的干燥要求，生产效率高，非常适用于工业化生产的及其制备和应用工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水性UV木器涂料，包括水性聚氨酯树脂20～40％、水性UV树脂20～60％、消泡剂0.2～0.6％、流平剂0.2～0.8％、润湿剂0.2～0.8％、增稠剂0.2～0.8％、引发剂0.2～0.8％、分散剂0.2～0.8％、消光粉0.2～0.8％、水5～40％、手感助剂0.2～0.6％。

作为上述技术方案的进一步优化：

所述水性聚氨酯树脂为LP RSC 1537、u54、PU-8401A、PU-303B、PU-303A、608A、PU-303C、PU-202B、PU-404B、HK7080、UCECOAT 7571、UCECOAT 7655、UCECOAT 7660、UCECOAT 7674、UCECOAT 7689、UCECOAT 7734、UCECOAT 7849、UCECOAT 7856、UV-14、UV-2、LR8949中的一种或两种以上的组合。

所述水性UV树脂为UCECOAT 7200、UCECOAT 7699、2000、SB400、SB401、SB402、LR9005、Uradil OX87、NeoCryl XK-52中的一种或两种以上的组合。

所述水性UV树脂的硬段含量为70％～90％。

所述光引发剂为大分子光引发剂、大分子助引发剂、阴离子-阳离子混合光引发剂、自由基型光引发剂、硫杂蒽酮类光引发剂中的一种或两种以上的组合，优选地，所述光引发剂为Omnipol ASA、Omnipol SZ、Omnicat 550、Omnicat 650、WtM784、WB4785、WB4789、QTX、2959、1173、184、819、819DW、KIP150、TX2中的一种或两种以上的组合。

所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂中的一种或两种以上的组合，优选为聚硅氧烷消泡剂、改性二甲基硅氧烷消泡剂、特殊改性醇与硅氧烷的混合消泡剂中的一种或两种以上的组合。

所述消泡剂为FoamStarA34、FoamStarA36、Foamster 154、Foamster8034、Dehydran 1293、Dehydran 1602、BYK024、BYK028DF1760中的一种或两种以上的组合。

所述增稠剂为无溶剂非离子增稠剂、水性增稠剂、高效增稠剂中的一种或两种以上的组合，优选为XS73、XS71、COAPUR 6050、830W、WT-105A、WT-229、WT-102、DT-208、T-80、AT-70、PUR-50、中的一种或两种以上的组合。

所述流平剂为非离子聚氨酯缔合型流平剂，优选地，可以是ACGUN 600、TH-720、DS-301中的一种或两种以上的组合。

所述润湿剂为非离子型有机硅表面活性剂，优选地，为H-140、H-875、H-120、PE-100中的一种或两种以上的组合。

所述分散剂为水性分散剂、润湿分散剂中的一种或者其组合，优选地，所述分散剂为KR-904、TH-904、ADP2000E、8030N、CP218、HT-503、DT-503、BYK-W9010、BYK-W996、BYK-W980、BYK-W965、BYK-W972、904S、983、923S、926、W519中的一种或两种以上的组合。

所述手感助剂为有机硅类、改性有机硅类、弱阳离子型、有机腊类或非离子型中的一种或两种以上的组合，优选地，所述手感助剂为DA-801、DA-802、DA-812、DA-822、DA-858、110A4、118A3中的一种或两种以上的组合。

所述消光剂为二氧化硅消光剂与蜡乳液消光剂混合的混合消光剂、纳米消光剂或纳米多组分混合消光剂，优选地，所述消光剂为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛混合的混合消光剂。

由于属于一个总的发明构思，本发明还公开了一种水性UV木器涂料的制备和应用工艺，制备工艺包括如下步骤：

1、原料混合：加入水性UV树脂A和水性UV树脂B于反应釜中,先搅拌3～10min，然后在300～800r/min的搅拌速度下依次加入消泡剂、分散剂、消光粉、增稠剂，然后提高搅拌速度到1000～2000r/min，搅拌0.5～1.5h，检测粒径细度<20um后可进入第二步。

2、余料加入：依次加入流平剂、润湿剂、手感助剂、水性聚氨酯树脂、水、引发剂，以300～800r/min的搅拌速度搅拌10～30min，使其搅拌均匀。

3、粘度调节：加入增稠剂调节粘度，在20～35℃，空气湿度为70～90％的条件下，使得粘度为岩田杯20～40S。

一种水性UV木器涂料的应用工艺，包括如下步骤：

1、基材处理：选择含水率达到10％～15％的基材，用180～400目的砂纸对基材进行打磨，通过除尘机清洁基材表面、干燥、去油污；

2、涂布渗透底漆或UV附着底：通过辊涂的方式涂布一层10～40g/㎡的水性UV渗透底漆或UV附着底，微波烘干20s～50s，经过UV固化机固化；

3、涂布UV腻子或UV底漆：辊涂60～80g/㎡的可砂光UV腻子或UV底漆，来有效增加填充，经UV灯固化待其干燥后，然后用200～800目的砂纸对其进行砂光；

4、涂布面漆：通过淋涂或喷涂的方式涂布一层80～150g/㎡的水性UV面漆；

5、微波干燥：通过微波烘道干燥10～15min，除去面漆中的水分；

6、固化面漆：经过UV固化机固化，固化面漆；

7、冷却到室温，包装。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、水性UV树脂为大分子预聚体，不含UV单体，施工过程中无溶剂释放，并且避免了涂膜中游离的UV单体从涂层表面释放出来，从根本上保证了水性UV涂料的环保性，有利于施工人员的身体健康和环境保护，提升了环保性。

2、本发明的水性UV淋涂面漆采用高硬度的水性UV树脂与柔韧性好的水性聚氨酯复配的方法，结合了两个不同树脂的优点，使面漆具有优异的附着力、硬度、耐磨性和抗硬币刮伤性能；传统聚氨酯涂料那种自然柔和的指触感成为人们对高品生活的一种追求，通过复配水性聚氨酯，不仅可以降低成本，而且能够提高其综合性能，还保留了聚氨酯应有的弹性特性，形成很好的指触感，使UV指触感涂料的实现有了可能，可以取代传统的溶剂型聚氨酯涂料，在木器上的应用前景广阔，具有良好的经济效益和社会效益。

3、本发明的工艺排布合理，底漆采用渗透性好的水性UV渗透底，不仅附着力好，而且能够渗入到木材导管深处，将木材导管进行填补，表面涂层就不会塌陷，中层采用可砂光腻子，不仅提高了底漆的打磨性，并且增强了中层与面层之间的附着力，更有利于展现面漆的光泽和平整。面层采用性能优异的水UV面漆，能够提供完美的涂膜性能，漆膜可做到镜面效果。

4、本发明的工艺整个过程操作简单，采用微波干燥方法，不仅干燥速度快，而且能够满足较厚涂层的干燥要求，生产效率高，整个工艺过程从进料到包装10～20min，非常适用于工业化生产。

附图说明

图1是本发明制备工艺流程示意图；

图2是本发明应用工艺流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1，本发明包括水性聚氨酯树脂20％、水性UV树脂60％，消泡剂0.6％、流平剂0.8％、润湿剂0.8％、增稠剂0.8％、引发剂0.8％、分散剂0.8％、消光粉0.8％、水16％、手感助剂0.6％，上述百分数为质量比。本实施例中，水性UV树脂为大分子预聚体，不含UV单体，施工过程中无溶剂释放，并且避免了涂膜中游离的UV单体从涂层表面释放出来，从根本上保证了水性UV涂料的环保性，有利于施工人员的身体健康和环境保护，提升了环保性。另外，采用高硬度的水性UV树脂与柔韧性好的水性聚氨酯复配的方法，结合了两个不同树脂的优点，使面漆具有优异的附着力、硬度、耐磨性和抗硬币刮伤性能；传统聚氨酯涂料那种自然柔和的指触感成为人们对高品生活的一种追求，通过复配水性聚氨酯，不仅可以降低成本，而且能够提高其综合性能，还保留了聚氨酯应有的弹性特性，形成很好的指触感，使UV指触感涂料的实现有了可能，可以取代传统的溶剂型聚氨酯涂料，在木器上的应用前景广阔，具有良好的经济效益和社会效益。参阅图1至图2。

实施例2，本发明各组分质量比为：水性聚氨酯树脂30％、水性UV树脂40％，消泡剂0.5％、流平剂0.5％、润湿剂0.5％、增稠剂0.5％、引发剂0.5％、分散剂0.5％、消光粉0.5％、水26％、手感助剂0.5％。

实施例3，本发明各组分质量比为：水性聚氨酯树脂40％、水性UV树脂20％，消泡剂0.2％、流平剂0.2％、润湿剂0.2％、增稠剂0.2％、引发剂0.2％、分散剂0.2％、消光粉0.2％、水32.4％、手感助剂0.2％。

实施例4，本发明的水性聚氨酯树脂为LP RSC 1537、u54、PU-8401A、PU-303B、PU-303A、608A、PU-303C、PU-202B、PU-404B、HK7080、UCECOAT 7571、UCECOAT 7655、UCECOAT 7660、UCECOAT 7674、UCECOAT 7689、UCECOAT 7734、UCECOAT 7849、UCECOAT 7856、UV-14、UV-2、LR8949中的一种或一种以上的组合，也可根据实际情况采用其他水性聚氨酯树脂。参阅图1至图2，其余同实施例1。

实施例5，本发明的水性UV树脂为UCECOAT 7200、UCECOAT 7699、SB400、SB401、SB402、LR9005、Uradil OX87、NeoCryl XK-52中的一种或两种以上的组合，其硬段含量为70％～90％，以保证其优异的硬度和抗划伤性，也可根据实际情况采用其他水性UV树脂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例6，本发明的引发剂为大分子光引发剂、大分子助引发剂、阴离子-阳离子混合光引发剂、自由基型光引发剂、硫杂蒽酮类光引发剂中的一种或一种以上的组合，具体可采用Omnipol ASA、Omnipol SZ、Omnicat 550、Omnicat 650、WtM784、WB4785、WB4789、QTX、2959、1173、184、819、819DW、KIP150、TX2中的任意一种或任意几种互相组合，也可根据实际需要的不同情况采用其他的引发剂。参阅图1至图2，其余同实施例1。

实施例7，本发明的消泡剂采用聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂，如聚硅氧烷、改性二甲基硅氧烷、特殊改性醇与硅氧烷的混合消泡剂，优选地为FoamStarA34、FoamStarA36、Foamster 154、Foamster8034、Dehydran 1293、Dehydran 1602、BYK024、BYK028DF1760中的任意一种或它们中任意几种组合，也可根据实际情况采用其他消泡剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例8，本发明的增稠剂采用无溶剂非离子增稠剂、水性增稠剂、高效增稠剂中的一种或一种以上的组合，其中采用XS73、XS71、COAPUR 6050、830W、WT-105A、WT-229、WT-102、DT-208、T-80、AT-70、PUR-50中的任意一种或它们中任意几种的混合为优选，也可根据实际情况采用其他增稠剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例9，本发明的流平剂采用非离子聚氨酯缔合型流平剂，可以是ACGUN 600、TH-720、DS-301中的一种或一种以上的组合，也可根据实际情况采用其他流平剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例10，本发明的润湿剂采用非离子型有机硅表面活性剂，优选是采用H-140、H-875、H-120、PE-100中的任意一种，也可根据实际情况采用其他润湿剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例11，本发明的成膜助剂采用醇酯-12、丙二醇苯醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚中的一种或一种以上的组合，也可根据实际情况采用其他成膜助剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例12，本发明的分散剂采用水性分散剂或润湿分散剂，如KR-904、TH-904、ADP2000E、8030N、CP218、HT-503、DT-503、BYK-W9010、BYK-W996、BYK-W980、BYK-W965、BYK-W972、904S、983、923S、926、W519中的任意一种或任意几种的混合，也可根据实际情况采用其他分散剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例13，本发明的手感助剂为有机硅类或改性有机硅类或弱阳离子型或有机腊类或非离子型，如DA-801、DA-802、DA-812、DA-822、DA-858、110A4、118A3中的任意一种，也可根据实际情况采用其他手感助剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例14，本发明的消光剂为二氧化硅消光剂与蜡乳液消光剂混合的混合消光剂、纳米消光剂或纳米多组分混合消光剂，优选地为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛混合消光剂，也可根据实际情况采用其他消光剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

如图1所示，本发明的制备工艺实施例，包括以下步骤：

2、余料加入：依次加入成膜助剂、流平剂、润湿剂、手感助剂、水性聚氨酯树脂、水、引发剂，以300～800r/min的搅拌速度搅拌10～30min，使其搅拌均匀。

以上步骤中各组分的质量比分别为水性聚氨酯树脂20％、水性UV树脂60％，消泡剂0.6％、流平剂0.8％、润湿剂0.8％、增稠剂0.8％、引发剂0.8％、分散剂0.8％、消光粉0.8％、水16％、手感助剂0.6％。

本发明的制备工艺其他实施例中，本发明各组分质量比可以为水性聚氨酯树脂30％、水性UV树脂40％，消泡剂0.5％、流平剂0.5％、润湿剂0.5％、增稠剂0.5％、引发剂0.5％、分散剂0.5％、消光粉0.5％、水26％、手感助剂0.5％，或者还可以为：水性聚氨酯树脂40％、水性UV树脂20％，消泡剂0.2％、流平剂0.2％、润湿剂0.2％、增稠剂0.2％、引发剂0.2％、分散剂0.2％、消光粉0.2％、水32.4％、手感助剂0.2％。

如图2所示，本发明的应用工艺实施例，包括一下步骤：

1、基材处理：选择含水率达到10％～15％的基材，用180～400目的砂纸对基材进行打磨，通过除尘机清洁基材表面、干燥、去油污。

4、涂布面漆：通过淋涂或喷涂的方式涂布一层80～150g/㎡的水性UV面漆。

5、微波干燥：通过微波烘道干燥10～15min，除去面漆中的水分。

6、固化面漆：经过UV固化机固化，固化面漆。

7、冷却到室温，包装。本实施例的工艺排布合理，底漆采用渗透性好的水性UV渗透底，不仅附着力好，而且能够渗入到木材导管深处，将木材导管进行填补，表面涂层就不会塌陷，中层采用可砂光腻子，不仅提高了底漆的打磨性，并且增强了中层与面层之间的附着力，更有利于展现面漆的光泽和平整。面层采用性能优异的水UV面漆，能够提供完美的涂膜性能，漆膜可做到镜面效果。另外，本实施例的整个过程操作简单，采用微波干燥方法，不仅干燥速度快，而且能够满足较厚涂层的干燥要求，生产效率高，整个工艺过程从进料到包装10～20min，非常适用于工业化生产。参阅图1至图2。

本发明的检测结果如下表所示：

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种水性UV木器涂料，其特征在于：包括水性聚氨酯树脂20～40％、水性UV树脂20～60％、消泡剂0.2～0.6％、流平剂0.2～0.8％、润湿剂0.2～0.8％、增稠剂0.2～0.8％、引发剂0.2～0.8％、分散剂0.2～0.8％、消光粉0.2～0.8％、水5～40％、手感助剂0.2～0.6％，上述百分数为质量比。

2.根据权利要求1所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述水性聚氨酯树脂为LP RSC 1537、u54、PU-8401A、PU-303B、PU-303A、608A、PU-303C、PU-202B、PU-404B、HK7080、UCECOAT7571、UCECOAT 7655、UCECOAT 7660、UCECOAT 7674、UCECOAT 7689、UCECOAT 7734、UCECOAT7849、UCECOAT 7856、UV-14、UV-2、LR8949中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述水性UV树脂为UCECOAT 7200、UCECOAT 7699、SB400、SB401、SB402、LR9005、Uradil OX87、NeoCryl XK-52中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求3所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述水性UV树脂的硬段含量为70％～90％。

5.根据权利要求1所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述引发剂为大分子光引发剂、大分子助引发剂、阴离子-阳离子混合光引发剂、自由基型光引发剂、硫杂蒽酮类光引发剂中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述消泡剂采用聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂，所述消光剂为二氧化硅消光剂与蜡乳液消光剂混合的混合消光剂、纳米消光剂或纳米多组分混合消光剂。

7.根据权利要求1所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述流平剂采用非离子聚氨酯缔合型流平剂，所述润湿剂采用非离子型有机硅表面活性剂，所述分散剂采用水性分散剂或润湿分散剂。

8.根据权利要求1所述的水性UV木器涂料，其特征在于：所述增稠剂采用无溶剂非离子增稠剂、水性增稠剂、高效增稠剂中的一种或两种以上的组合。

9.一种如权利要求1至8所述的水性UV木器涂料的制备工艺，其特征在于：

(1)原料混合：按照权利要求1至8中的物质组成及其质量分数，加入水性UV树脂A和水性UV树脂B于反应釜中,先搅拌3～10min，然后在300～800r/min的搅拌速度下依次加入消泡剂、分散剂、消光粉、增稠剂，然后提高搅拌速度到1000～2000r/min，搅拌0.5～1.5h，检测粒径细度<20um后可进入第二步；

(2)余料加入：按照权利要求1至8中的物质组成及其质量分数，依次加入成膜助剂、流平剂、润湿剂、手感助剂、水性聚氨酯树脂、水、引发剂，以300～800r/min的搅拌速度搅拌10～30min，使其搅拌均匀；

(3)粘度调节：加入增稠剂调节粘度，在20～35℃，空气湿度为70～90％的条件下，使得粘度为岩田杯20～40S。

10.一种如权利要求1至8所述的水性UV木器涂料的应用工艺，其特征在于：

(1)基材处理：选择含水率达到10％～15％的基材，用180～400目的砂纸对基材进行打磨，通过除尘机清洁基材表面、干燥、去油污；

(2)涂布渗透底漆或UV附着底：通过辊涂的方式涂布一层10～40g/m²的水性UV渗透底漆或UV附着底，微波烘干20s～50s，经过UV固化机固化；

(3)涂布UV腻子或UV底漆：辊涂60～80g/m²的可砂光UV腻子或UV底漆，来有效增加填充，经UV灯固化待其干燥后，然后用200～800目的砂纸对其进行砂光；

(4)涂布面漆：通过淋涂或喷涂的方式涂布一层80～150g/m²的水性UV面漆；

(5)微波干燥：通过微波烘道干燥10～15min，除去面漆中的水分；

(6)固化面漆：经过UV固化机固化，固化面漆；

(7)冷却到室温，包装。