CN106590382B - 双组分水性纳米改性uv木器漆及其制备方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双组分水性纳米改性UV木器漆，所述双组分水性纳米改性UV木器漆按A组份：B组份：水＝100：15：10～15混合均匀后，静置消泡，喷涂施工，湿膜喷涂量为90g/m2，表干25～40分钟后实干24小时得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；或在表干25～40分钟后，过光固化机后实干得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；本发明成本低廉、既可自干、也可UV光固化干燥的双组份双性能水性木器漆，可喷涂在异形家具紫外线无法照射的部位，真正解决了UV漆产品对于异形结构的家具产品紫外线无法照射到造成漆膜实干不了的问题，极大的拓展了UV木器漆的使用范围。

Description

双组分水性纳米改性UV木器漆及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及到一种双组分水性UV漆，特别是一种可在家具异形件上使用双组分水性纳米改性UV木器漆及其制备方法和使用方法。
背景技术
现有技术中，用于木质家具的UV漆分为油性与水性两种，油性UV漆综合性能好，但其有机单体及低挥发性物质对人体有伤害；水性UV漆附着力好、环保性好，但在光固化前，必须增加闪蒸流程进行干燥除水才能实干，导致能耗增加、生产时间延长、生产效率下降，同时漆膜光泽度较低，耐溶剂性差，耐擦伤性较差，同时水性UV原材料成本目前较高，导致最终使用成本高。而无论水性UV木器漆或油性UV木器漆都只能在结构简单的平面涂刷，异形结构件紫外线无法照射到的部位，漆膜不能实干无法应用，只能采用PU漆或其他油漆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不需经过闪蒸、在光固化前可自干、所得漆膜综合性能达到水性木器漆的行业标准的双组分水性纳米改性UV木器漆，所述双组分水性纳米改性UV木器漆经光固化后所得漆膜的综合性能极大提高；同时还提供这种双组分水性纳米改性UV木器漆的制备方法和使用方法。所述双组分水性纳米改性UV木器漆可以应用于紫外线无法照射地方的各种木质异形结构。
为了解决以上所述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种双组分水性纳米改性UV木器漆，所述双组分水性纳米改性UV木器漆按A组份：B组份：水＝100：15：10～15混合均匀后，静置消泡，喷涂施工，湿膜喷涂量为90g/m2，表干25～40分钟后实干24小时得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；
或在表干25～40分钟后，过光固化机后实干得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；
所述双组分水性纳米改性UV木器漆包括如下重量份数的组分制成：
A组份：
B组份
亲水性聚氨酯固化剂 70-80份
二丙二醇二甲醚 20-30份
其中，所述聚氨酯多元醇分散体采用无溶剂羟官能聚氨酯分散体树脂；
所述成膜助剂组成与配比为：
醇酯-12 20％
二丙二醇甲醚 35％
二丙二醇二甲醚 45％。
优选地，所述紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂科斯创公司的UV 2280产品。
更优选地，所述的聚氨酯多元醇分散体为科斯创公司的UXP2755产品。
进一步地，所述的消泡剂为毕克公司的BYK093水性长效有机硅消泡剂；
所述的流平剂为毕克公司的BYK346有机硅流平剂。
更进一步地，所述醇酯-12(CS-12)为2，2，4-三甲基-1，3戊二醇异丁酸酯，为伊士曼公司生产的牌号为TEXANOL的产品；
所述二丙二醇甲醚可采用DOW公司生产的牌号为DPM的产品；
所述二丙二醇二甲醚可采用DOW公司生产的牌号为DMM的产品。
再一步地，所述分散剂为毕克公司的BYK190水性高分子分散剂。
所述消光剂为德固萨公司TS-100气相法生产的二氧化硅。
所述纳米硅溶胶为浙江宇达化工公司的YD-12；所述纳米抗划伤剂为北京德科岛科技有限公司的纳米氧化铝分散液。
所述的增稠剂为深圳明佳科技有限公司的PU40W聚氨酯缔合型增稠剂；所述的光引发剂为汽巴公司Irgacure500水性光引发剂。
所述亲水性聚氨酯固化剂为科斯创公司的XP 2655产品亲水性固化剂。
一种双组分水性纳米改性UV木器漆的制备方法，包括如下步骤：
A组份：
1)将紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂及聚氨酯多元醇分散体树脂加入配漆容器中；
2)在400～500rpm的低速搅拌下缓慢依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂，加完后以700～800rpm的转速中速搅拌10～15分钟；
3)将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在400～500rpm的低速搅拌下缓慢加入；
4)在400～500rpm低速搅拌下缓慢加入消光剂后，以1100～1200rpm高速分散30～35分钟，达到细度≤30u；
5)在400～500rpm低速搅拌下缓慢下依次加入纳米硅溶胶、纳米抗划伤剂、光引发剂、剩余的去离子水，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度；
6)静置消泡后用200目过滤布过滤包装即得双组分水性纳米改性UV木器漆的A组份。
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水固化剂搅拌均匀即得双组分水性纳米改性UV木器漆的B组份。
一种双组分水性纳米改性UV木器漆的使用方法，按A组份：B组份：水＝100：15：10～15混合均匀后，静置消泡，喷涂施工，湿膜喷涂量为90g/m2，表干25～40分钟后实干24小时得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；
或在表干25～40分钟后，过光固化机后实干得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜。
与现有技术相比，本发明的双组分水性纳米改性UV木器漆具有如下优越技术效果：
1、所述紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂具有出色的物理干燥性，不经UV光照可迅速表干，也可与亲水性固化剂交联反应成膜；聚氨酯多元醇分散体树脂采用的无溶剂羟官能聚氨酯分散体树脂，成本较低，其常温下可与固化剂反应形成坚固的漆膜，配合特定量的所述紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂，所得木器漆喷涂后形成的漆膜不经UV光照可实干，达到水性木器漆的行业标准；同时，所得漆膜表干后若进一步经过UV光固化，所述漆膜的硬度、附着力、耐划伤性、耐化学性均远远超出现有技术中木质家具通用水性UV漆的性能；同时，由于配方中加入一定比例的聚氨酯多元醇分散体树脂，降低了高成本紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂及引发剂的使用量，性价比提升。
2、配方中引入了平均粒径为8～15nm的纳米硅溶胶，提高紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂与聚氨酯多元醇分散体树脂之间相互融合的稳定性，极大的提高整个油漆体系的耐水性、稳定性以及漆膜的附着力。
3、配方中引入了平均粒径为20～30nm的纳米氧化铝水性分散液，既能保证油漆体系的稳定性，又可明显提高漆膜的表面硬度及抗划伤性能。
本发明是一种成本低廉、既可自干、也可UV光固化干燥的双组份双性能水性木器漆，可喷涂在异形家具紫外线无法照射的部位，真正解决了UV漆(无论油性还是水性)产品对于异形结构的家具产品紫外线无法照射到造成漆膜实干不了的问题，极大的拓展了UV木器漆的使用范围。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明。本发明所采用的各种组分均采用现有市售产品。
所述紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂采用的水性紫外光固化树脂，具有出色的物理干燥性，可单独光固化成膜，也可与亲水性固化剂交联反应成膜。如科斯创公司的UV 2280。
所述聚氨酯多元醇分散体树脂采用无溶剂羟官能聚氨酯分散体树脂，如科斯创公司的U XP 2755产品，常温下可与亲水性固化剂反应形成坚固的漆膜，配合特定量的紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂，可使油漆喷涂后的形成的漆膜不经UV光照可实干，达到水性木器漆的行业标准；同时，所得漆膜经过进一步UV光固化，所述漆膜在光固化后，其硬度、附着力、耐划伤性、耐化学性均有明显提升。
所述消泡剂为水性长效有机硅消泡剂，如毕克公司的BYK093。
所述流平剂选自有机硅流平剂，如毕克公司的BYK346。
所述成膜助剂组成与配比为：
醇酯-12 20％
二丙二醇甲醚 35％
二丙二醇二甲醚 45％。
其中，醇酯-12(CS-12)为2，2，4-三甲基-1，3戊二醇异丁酸酯，可采用伊士曼公司生产的牌号为TEXANOL的产品；二丙二醇甲醚采用DOW公司生产的牌号为DPM的产品；二丙二醇二甲醚采用DOW公司生产的牌号为DMM的产品；
所述润湿剂为一种硅氧烷双生技术的低表面活性剂，如TEGO Twin 4100；
所述分散剂选择水性高分子分散剂，如毕克公司的BYK190；
所述消光剂选择气相法生产的二氧化硅，如德固萨公司TS-100；
所述纳米硅溶胶选用平均粒径为8-15nm硅溶胶，如浙江宇达化工公司的YD-12，能够极好的使紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂与聚氨酯多元醇分散体树脂相互融合，极大的提高体系的耐水性、稳定性，同时可增强漆膜的附着力；
所述纳米抗划伤剂选用平均粒径20-30nm的纳米氧化铝水性分散液，如北京德科岛金科技有限公司的纳米氧化铝分散液，大量实验证明，粒径为20-30nm的纳米氧化铝水性分散液既能增加油漆的表面硬度及抗划伤性能，又不破坏油漆体系的稳定性，而直径大于30nm的氧化铝分散液，则会破坏体系的稳定性，发生絮凝。
所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，如深圳明佳科技有限公司的PU40W。
所述光引发剂为水性光引发剂，如汽巴公司Irgacure500；
所述亲水性聚氨酯固化剂为亲水性固化剂，如科斯创公司的XP 2655产品。
实施例1-3的组分、重量及各组分的生产厂家和型号如表一所示，包括但不限于表中所列的产品型号，各组分也可采用市售其他具有相同性能的其他厂家的产品。
表一
其中，所述成膜助剂组成与配比为：
醇酯-12 20％
二丙二醇甲醚 35％
二丙二醇二甲醚 45％。
实施例1
按表一中实施例1所示重量取各组分，制备方法按照如下步骤：
具体实施步骤：
A组份：
1、将紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂及聚氨酯多元醇分散体树脂加入配漆容器中；
2、在400rpm低速搅拌下缓慢依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂，加完后以700rpm中速搅拌10分钟；
3、将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在400rpm低速搅拌状态下缓慢加入；
4、在400rpm低速搅拌下缓慢加入消光剂后，以1000rpm高速分散30分钟，达到细度≤30u；
5、在400rpm低速搅拌下缓慢下依次加入纳米硅溶胶、纳米抗划伤剂、光引发剂、剩余的去离子水，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度。
6、静置消泡后用200目过滤布过滤包装即得实施例1的双组分水性纳米改性UV木器漆的A组份。
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水固化剂搅拌均匀即得实施例1的双组分水性纳米改性UV木器漆的B组份。
所得的双组分水性纳米改性UV木器漆外观为：半透明、微白漆液，按A组份：B组份：水＝100：15：20混合均匀后，静置十分钟消泡，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥采取以下两种方式：
未光固化：常温下漆膜表干25分钟，实干时间24h(不光固化，室温自然干燥条件)；所得漆膜综合性能见表二。
光固化：常温下漆膜在表干25分钟后，过光固化机(Hg灯，10m/min)0.8秒即实干；所得漆膜综合性能见表二。
实施例2
按表一中实施例2所示重量取各组分，制备方法按照如下步骤：
A组份：
1、将紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂及聚氨酯多元醇分散体树脂加入配漆容器中；
2、在450rpm低速搅拌下缓慢依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂，加完后以750rpm的中速搅拌13分钟；
3、将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在450rpm低速搅拌状态下缓慢加入；
4、在450rpm低速搅拌下缓慢加入消光剂后，以1100rpm高速分散33分钟，达到细度≤30u；
5、在450rpm低速搅拌下缓慢下依次加入纳米硅溶胶、纳米抗划伤剂、光引发剂、剩余的去离子水，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度。
6、静置消泡后用200目过滤布过滤包装即得实施例2的双组分水性纳米改性UV木器漆的A组份。
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水固化剂搅拌均匀即得实施例2的双组分水性纳米改性UV木器漆的B组份。
所述双组分水性纳米改性UV木器漆外观为：半透明、微白漆液，按A组份：B组份：水＝100：15：10混合均匀后，静置十分钟，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥采取以下两种方式：
未光固化：常温下漆膜表干30分钟，实干时间24h(不光固化，室温自然干燥条件)；所得漆膜综合性能见表二。
光固化：常温下漆膜在表干30分钟后，过光固化机(Hg灯，10m/min)0.8秒即实干；所得漆膜综合性能见表二。
实施例3
按表一中实施例3所示重量取各组分，制备方法按照如下步骤：
1、将紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂及聚氨酯多元醇分散体树脂加入配漆容器中；
2、在500rpm低速搅拌下缓慢依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂，加完后以800rpm的中速搅拌15分钟；
3、将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在500rpm低速搅拌状态下缓慢加入；
4、在500rpm低速搅拌下缓慢加入消光剂后，以1200rpm高速分散35分钟，达到细度≤30u；
5、在500rpm低速搅拌下缓慢下依次加入纳米硅溶胶、纳米抗划伤剂、光引发剂、剩余的去离子水，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度。
6、静置消泡后用200目过滤布过滤包装即得实施例3的双组分水性纳米改性UV木器漆的A组份。
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水固化剂搅拌均匀即得实施例3的双组分水性纳米改性UV木器漆的B组份。
所述双组分水性纳米改性UV木器漆外观为：半透明、微白漆液，按A组份：B组份：水＝100：15：15混合均匀后，静置十分钟，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥采取以下两种方式：
未光固化：常温下漆膜表干40分钟，实干时间24h(不光固化，室温自然干燥条件)；所得漆膜综合性能见表二
光固化：常温下漆膜在表干40分钟后，过光固化机(Hg灯，10m/min)0.8秒即实干；所得漆膜综合性能见表二。
对比例
选用现有技术中常用的水性UV木器漆做对比例，表干及光固化条件均采用现有技术的通用方法，所得漆膜综合性能见表二。
表二
由表二可明显看出，实施例1-3与对比例相比，实施例1-3在光固化前漆膜可自干，漆膜综合性均能达到水性木器漆的行业标准；在光固化后，漆膜的硬度、附着力、耐划伤性、耐化学性均有明显提升并超越对比例。

Claims (10)

1.一种双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征在于：所述双组分水性纳米改性UV木器漆按A组份：B组份：水＝100：15：10～15混合均匀后，静置消泡，喷涂施工，湿膜喷涂量为90g/m2，表干25～40分钟后实干24小时得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；
或在表干25～40分钟后，过光固化机后实干得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；
所述双组分水性纳米改性UV木器漆包括如下重量份数的组分制成：
A组份：
其中，所述平均粒径为20-30nm的纳米抗划伤剂为平均粒径20-30nm的纳米氧化铝水性分散液；
B组份
亲水性聚氨酯固化剂 70-80份
二丙二醇二甲醚 20-30份
其中，所述聚氨酯多元醇分散体采用无溶剂羟官能聚氨酯分散体树脂；
所述成膜助剂组成与配比为：
醇酯-12 20％
二丙二醇甲醚 35％
二丙二醇二甲醚 45％。
2.如权利要求1所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征在于：所述紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂为科斯创公司的UV2280产品。
3.如权利要求1所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征是：所述的聚氨酯多元醇分散体为科斯创公司的UXP 2755产品。
4.如权利要求1-3任一项所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征是：所述的消泡剂为毕克公司的BYK093水性长效有机硅消泡剂；
所述的流平剂为毕克公司的BYK346有机硅流平剂。
5.如权利要求1-3任一项所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征是：所述醇酯-12为2，2，4-三甲基-1，3戊二醇异丁酸酯，为伊士曼公司生产的牌号为TEXANOL的产品；
所述二丙二醇甲醚可采用DOW公司生产的牌号为DPM的产品；
所述二丙二醇二甲醚可采用DOW公司生产的牌号为DMM的产品。
6.如权利要求1-3任一项所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征是：所述分散剂为毕克公司的BYK190水性高分子分散剂。
7.如权利要求1-3任一项所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征是：所述消光剂为德固萨公司TS-100气相法生产的二氧化硅。
8.如权利要求1-3任一项所述的双组分水性纳米改性UV木器漆，其特征是：所述纳米硅溶胶为浙江宇达化工公司的YD-12；所述纳米抗划伤剂为北京德科岛科技有限公司的纳米氧化铝分散液；
所述的增稠剂为深圳明佳科技有限公司的PU40W聚氨酯缔合型增稠剂；所述的光引发剂为汽巴公司Irgacure500水性光引发剂；
所述亲水性聚氨酯固化剂为科斯创公司的XP 2655产品亲水性固化剂。
9.如权利要求1～8任一项所述的双组分水性纳米改性UV木器漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A组份：
1)将紫外光固化的水性聚氨酯分散体UV树脂及聚氨酯多元醇分散体树脂加入配漆容器中；
2)在400～500rpm的低速搅拌下缓慢依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂，加完后以700～800rpm的转速中速搅拌10～15分钟；
3)将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在400～500rpm的低速搅拌下缓慢加入；
4)在400～500rpm低速搅拌下缓慢加入消光剂后，以1100～1200rpm高速分散30～35分钟，达到细度≤30u；
5)在400～500rpm低速搅拌下缓慢下依次加入纳米硅溶胶、纳米抗划伤剂、光引发剂、剩余的去离子水，搅拌均匀后加入增稠剂调整粘度；
6)静置消泡后用200目过滤布过滤包装即得双组分水性纳米改性UV木器漆的A组份；
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水固化剂搅拌均匀即得双组分水性纳米改性UV木器漆的B组份。
10.权利要求9所述的双组分水性纳米改性UV木器漆的制备方法，其特征在于：按A组份：B组份：水＝100：15：10～15混合均匀后，静置消泡，喷涂施工，湿膜喷涂量为90g/m2，表干25～40分钟后实干24小时得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜；
或在表干25～40分钟后，过光固化机后实干得到双组分水性纳米改性UV木器漆漆膜。
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