CN106700689A - 一种儿童家具专用的水性木器白漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学涂料领域，具体涉及一种儿童家具专用的水性木器白漆及其制备方法。本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆主要由水性聚氨酯树脂、水性丙酸树脂、钛白粉、交联剂、消泡剂、分散剂、异丙醇胺、增稠剂、流平剂和去离子水组成。本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆的配方搭配合理、科学，各组分相互协同起增强水性木器白漆涂料的附着力、着色力、防黄渗性、柔韧性和抗腐蚀性的作用，印刷上述涂料的儿童专用家具具有表面透明光亮，有光泽，长期使用不退色、不脱落的效果，而且该儿童家具专用的水性木器白漆的挥发性有机化合物(VOC)和重金属含量低，是一种健康、环保，符合现代人要求的儿童家具专用的水性木器白漆。

Description

一种儿童家具专用的水性木器白漆及其制备方法
技术领域
本发明属于化学涂料领域，具体涉及一种儿童家具专用的水性木器白漆及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对室内装饰装修及家具涂料越来越注重健康、环保，尤其对儿童家具专用木器漆提出了越来越高的要求。木器漆分为水性木器漆和溶剂型木器漆，由于溶剂型木器漆在施工和使用过程中散发出大量的有毒的挥发性有机化合物而被逐渐被而取代。水性木器漆具有无毒、无刺激性气味，不含苯系、酮类、甲醛等化学有机溶剂，对人体无害，不污染环境的优点而被广泛应用。
专利文献CN102146257B在2011年5月13日公开了一种抗甲醛净味全效环保水性木器白漆及其制备方法，所述环保水性木器白漆主要由净醛乳液、核壳纯丙烯酸乳液和聚氨酯改性丙烯酸乳液、竹炭粉、纳米TiO2光催化剂、碳酸钙及颜填料、消光粉、消泡剂、分散剂、防沉剂、水和助剂等材料组成。制备得到的抗甲醛净味全效环保水性木器白漆具有能有效吸附并分解室内装饰材料释放的甲醛，净化苯类、酯类、酮类等各种挥发性有害物质，能营造空气持久清新的居住环境，在施工过程或施工后都不会产生刺激性气味，加倍呵护家人健康，是一种健康、环保的水性木器白漆。但是该抗甲醛净味全效环保水性木器白漆的漆膜的致密性较低，耐磨性较差，而且耐黄变性不佳，不但影响美观，还严重影响了产品的质量，大大的限制了该抗甲醛净味全效环保水性木器白漆的应用。
专利文献CN103059704B在2012年12月25日公开了一种快干型抗划耐磨水性双组分聚氨酯木器白漆及其制备方法，所述快干型抗划耐磨水性双组分聚氨酯木器白漆由主漆和固化剂组成，所述主漆主要由羟基丙烯酸二级分散体树脂、分散剂、钛白粉、玻璃粉、抗划伤蜡助剂、有机铋/锌复合催化剂、消泡剂、润湿剂、水与其它添加剂组成；所述固化剂为磺酸盐改性HDI三聚体，且固化剂与主漆之比为n(-NCO):n(-OH)＝1.4～1.7的NCO/OH当量比。制备得到的快干型抗划耐磨水性双组分聚氨酯木器白漆具有VOC含量低，干燥速度快、丰满度和硬度高、耐磨抗划性强的优点，但是，该快干型抗划耐磨水性双组分聚氨酯木器白漆的耐黄性和耐污性较差，严重影响产品的外观品质。
目前，一般的儿童家具大多由木材制成，由于木材中的木纤维中含有木质素、单宁酸和油脂，尤其在结点处单宁酸和油脂含量更高。因此，对于儿童专用家具的水性木器白漆不仅对其环保性有要求，而且对提高水性涂料防止单宁酸和油脂的影响，即对提高水性涂料的致密性和着色力具有较高的要求。
专利文献CN10521945A在2015年10月29日公开了一种儿童家具专用防涂鸦水性木器白漆及其制备方法，所述儿童家具专用防涂鸦水性木器白漆包括去离子水、自交联水性树脂、消泡剂、润湿剂、耐水分散剂、钛白粉、气相二氧化硅、异丙醇胺、流平剂、增稠剂、蜡乳液和杀菌剂。制备得到的儿童家具专用防涂鸦水性木器白漆具有防涂鸦性及抗污性好的优点。但是该白漆的密封性较差、易于脱落，而且其耐黄性较低，影响美观。
因此，研究和开发一种着色性好、附着力强、耐磨性强、密封性好和耐黄性高的儿童家具专用的水性木器白漆仍是当前需要解决的难题。
发明内容
为了克服现有技术中儿童家具专用的水性木器白漆存在的着色性低、附着力差、致密性和耐磨性较差的缺陷。本发明的目的在于提供一种儿童家具专用的水性木器白漆及其制备方法，以解决上述缺陷。
本发明提供了一种儿童家具专用的水性木器白漆，包括如下组分及其重量份数：水性聚氨脂树脂10-25份、水性丙酸树脂10-25份、钛白粉25-45份、交联剂0.2-0.9份、消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.5-2.4份、异丙醇胺3-5份、增稠剂0.3-0.5份、流平剂0.2-0.4份和去离子水8-15份。
进一步地，所述的儿童家具专用的水性木器白漆包括如下组分及其重量份数：水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、交联剂0.6份、消泡剂0.2份、分散剂1.4份、异丙醇胺4份、增稠剂0.4份、流平剂0.3份和去离子水12份。
进一步地，所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比(3～5):(0.4～1.6)组成。
进一步地，所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比4:1组成。
进一步地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比(4～6):(1～3)组成。
进一步地，所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比5:2组成。
进一步地，所述增稠剂为Coapur XS71。
进一步地，所述流平剂为丙烯酸类流平剂。
另外，本发明还提供了一种儿童家具专用的水性木器白漆的制备方法，包括以下步骤：
S1将水性聚氨脂树脂、水性丙酸树脂、钛白粉、消泡剂和分散剂加入分散缸中，加入去离子水，在转速为1000～1500r/min的条件下搅拌25-35min，接着在转速为1500～2000r/min的条件下搅拌25-35min，得白浆；
S2将流平剂、异丙醇胺和增稠剂加入步骤S1得到的白浆中搅拌粘度至90-95KU/25℃，得混合液；
S3将交联剂加入步骤S2得到的混合液中搅拌均匀，即得。
本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆中的水性聚氨脂树脂是一种具有湿膜固化能力的树脂，其分子式为(C9H6N2O2.C6H14O3)x，CAS号为9017-09-8；水性丙酸树脂购于Lubrzol公司，货号为CR726；氧化锌-氨络合物购于德国明凌化学集团，货号为ZINPLEX 15；聚乙二醇的CAS号为25322-68-3；增稠剂为Coapur XS71购于广州市高泰化工科技有限公司，品牌为法国高泰；丙烯酸类流平剂购于东莞市恒丰新材料有限公司，型号为BYK-358N；聚二甲基硅氧烷的CAS号为9006-65-9。
本发明提供的由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按一定重量比组成的交联剂可以有效的解决了水性聚氨脂树脂和水性丙酸树脂的相容性和着色力低的缺陷，同时还可以有效的提高水性木器白漆的附着力，柔韧性和防渗黄性的作用。经试验发现，使用本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆制备得到的漆膜的附着力为5B，着色率为100％，柔韧性(直径)小于0.97mm，防渗黄性能△b值小于0.48，是一种较为理想的水性木器白漆，说明本发明提供的由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按一定重量比组成的交联剂可以有效的提高水性木器白漆漆膜的附着力、着色力、柔韧性、防渗黄性和外观品质。
进一步地，本发明提供的由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按一定重量比组成的分散剂可以有效的提高水性木器白漆漆膜的丰满度、硬度和外观品质。经试验发现，使用本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆制得的漆膜平滑、无颗粒，气泡、发花和施工痕迹，丰满度满分，硬度为3H，防渗黄性能△b值小于0.48，说明本发明提供的由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按一定重量比组成的分散剂可以有效的提高水性木器白漆漆膜的性能。
本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆的配方搭配合理，科学，各成分相互作用起增强水性木器白漆漆膜的附着力、着色力、柔韧性、丰满度、硬度和防渗黄性，保持外观平滑，无颗粒、气泡、发花和施工痕迹，而且还具有挥发性有机化合物含量低、耐腐蚀性强和可溶性重金属含量低的优点，是一种性能优异，健康、环保的儿童家具专用的水性木器白漆。
与现有技术相比，本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆具有以下优势：
(1)本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆具有附着力高、着色性强、柔韧性好、耐水性和抗腐蚀性能强的优点；
(2)本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆具有挥发性有机化合物(VOC)含量和重金属含量低的优点，是一种环保、健康的儿童家具专用的水性木器白漆；
(3)本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆应用于儿童家具上具有表面透明光亮，丰满度高、有光泽，长期使用不退色、不脱落的效果，是一种符合现代人要求的儿童家具专用的水性木器白漆。
具体实施方式：
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
实施例1、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂10份、水性丙酸树脂10份、钛白粉25份、交联剂0.2份、聚二甲基硅氧烷0.1份、分散剂0.5份、异丙醇胺3份、Coapur XS710.3份、丙烯酸类流平剂0.2份和去离子水8份；所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比3:1.6组成；所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比4:3组成。
制备方法：
S1将水性聚氨脂树脂、水性丙酸树脂、钛白粉、消泡剂和分散剂加入分散缸中，加入去离子水，在转速为1200r/min的条件下搅拌30min，接着在转速为1800r/min的条件下搅拌30min，得白浆；
S2将流平剂、异丙醇胺和增稠剂加入步骤S1得到的白浆中搅拌粘度至92KU/25℃，得混合液；
S3将交联剂加入步骤S2得到的混合液中搅拌均匀，即得。
实施例2、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、交联剂0.6份、聚二甲基硅氧烷0.2份、分散剂1.4份、异丙醇胺4份、Coapur XS710.4份、丙烯酸类流平剂0.3份和去离子水12份；所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比4:1组成；所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比5:2组成。
制备方法与实施例1类似。
实施例3、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂25份、水性丙酸树脂25份、钛白粉45份、交联剂0.8份、聚二甲基硅氧烷0.3份、分散剂1.8份、异丙醇胺5份、Coapur XS710.5份、丙烯酸类流平剂0.4份和去离子水15份；所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比5:0.4组成；所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比6:1组成。
制备方法与实施例1类似。
对比例1、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、氧化锌-氨络合物0.6份、聚二甲基硅氧烷0.2份、分散剂1.4份、异丙醇胺4份、Coapur XS710.4份、丙烯酸类流平剂0.3份和去离子水12份；所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比5:2组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，所述交联剂为氧化锌-氨络合物。
对比例2、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、交联剂0.6份、聚二甲基硅氧烷0.2份、分散剂1.4份、异丙醇胺4份、Coapur XS710.4份、丙烯酸类流平剂0.3份和去离子水12份；所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比1:1组成；所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比5:2组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比1:1组成。
对比例3、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、交联剂0.6份、聚二甲基硅氧烷0.2份、聚乙二醇1.4份、异丙醇胺4份、Coapur XS710.4份、丙烯酸类流平剂0.3份和去离子水12份；所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比4:3组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，所述所述分散剂为聚乙二醇。
对比例4、一种儿童家具专用的水性木器白漆
所述儿童家具专用的水性木器白漆由如下组分及其重量份数组成：
水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、交联剂0.6份、聚二甲基硅氧烷0.2份、分散剂1.4份、异丙醇胺4份、Coapur XS710.4份、丙烯酸类流平剂0.3份和去离子水12份；所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比4:3组成；所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比1:1组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比1:1组成。
试验例一、儿童家具专用的水性木器白漆漆膜的性能检测试验
1、试验材料：实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4制备儿童家具专用的水性木器白漆。
2、试验方法：
将实施例1、实施例2、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4制备儿童家具专用的水性木器白漆按照喷涂法制备成漆膜，对漆膜的外观、挥发性有机化合物(VOC)、附着力、防渗黄性、柔韧性、丰满度和防渗黄值进行测定，
其中：挥发性有机化合物(VOC)参考GB/T23986-2009的方法进行测定；附着力采用划格法进行检测；着色力参考GB/T14624.2-2008的方法进行检测，检验条件温度为25±1℃，相对湿度为65±5％，着色力百分比的计算公式为S＝B/A×100％，其中：S为着色力百分比，A为标样冲淡白墨用量，B为试样冲淡白墨用量；柔韧性参考GB/T1731-93的方法进行检测；丰满度采用专家评价的方式进行检测，评价方法为：5非常好；4较好；3好；2一般；1较差；0很差，如果略高于4，标志为4+；略低于4，标志为4-；硬度参考GB/T6739-2006的方法进行检测；防渗黄性检验条件温度为25±1℃，相对湿度为80±5％，干燥72小时后测定△b值(防渗黄值)。
3、试验结果：
试验结果如表1所示。
表1儿童家具专用的水性木器白漆漆膜的性能检测试验
由表1可知，使用本发明实施例1-3制备的儿童家具专用的水性木器白漆制得的漆膜平滑、无颗粒、气泡、发花和施工痕迹，附着力强，丰满度好，硬度高，而且该漆膜的挥发性有机化合物(VOC)含量低于110g/L，着色率为100％，柔韧性(直径)小于0.97mm，防渗黄性能△b值小于0.44，其中实施例2制备得到的漆膜的挥发性有机化合物(VOC)含量为102g/L，着色率为100％，柔韧性(直径)为0.86mm，防渗黄性能△b值为0.2，为最佳实施例。而使用对比例1-4制备得到的儿童家具专用的水性木器白漆制备的漆膜的外观、附着力、柔韧性和丰满度均比本发明实施例1-3制备的漆膜差，说明本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆的配方搭配合理、科学，各组风相互作用起提高水性木器白漆的防渗黄性及封油脂性、附着力和柔韧性等方面的性能。
试验例二、儿童家具专用的水性木器白漆漆膜的耐腐蚀测试试验
1、试验材料：实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4制备儿童家具专用的水性木器白漆。
2、试验方法：
将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4制备儿童家具专用的水性木器白漆按照喷涂法制备成漆膜，对漆膜进行耐汗性、耐唾液性、耐酒精性和耐湿热性进行测定，其中耐汗和耐唾液性参考德国标准64LFGB.B 82.10-1的方法进行测定，耐酒精性参考GB/T13217.7-2009的方法进行测定，使用50％的酒精进行擦拭，耐湿热性参考GB/T1740-2007的方法进行测定。
3、试验结果：
试验结果如表2所示。
表2儿童家具专用的水性木器白漆漆膜的耐腐蚀测试试验
由表2可知，使用本发明实施例1-3制备的儿童家具专用的水性木器白漆制得的漆膜具有较好的耐汗性、耐唾液性、耐酒精性和耐湿热性，可以有效的延长家具的使用寿命，而使用对比例1-4制备的儿童家具专用的水性木器白漆制得的漆膜的耐汗性、耐唾液性、耐酒精性和耐湿热性较差，说明本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆的配方搭配合理、科学，各组风相互作用起提高儿童家具专用的水性木器白漆涂料的耐汗性和耐腐蚀性。
试验例三、儿童家具专用的水性木器白漆漆膜的可溶性重金属试验
1、试验材料：实施例1、实施例2和实施例3制备的儿童家具专用的水性木器白漆。
2、试验方法：
将实施例1、实施例2和实施例3制备的儿童家具专用的水性木器白漆按照喷涂法制备成漆膜，对漆膜进行可溶性重金属含量进行测定，可溶性重金属含量的测定参考EN71-3(2009/48/EC玩具新指令)的方法进行测定，结果是以每千克漆膜中所含可溶性金属的克数表示，ND表示未检测出。
3、试验结果：
试验结果如表3所示。
表3儿童家具专用的水性木器白漆漆膜可溶性重金属试验数据
由表3可知，本发明提供的儿童家具专用的水性木器白漆可溶性重金属含量低，均符合相关的要求，是一种健康、环保的儿童家具专用的水性木器白漆。

Claims (10)

1.一种儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，包括如下组分及其重量份数：
水性聚氨脂树脂10-25份、水性丙酸树脂10-25份、钛白粉25-45份、交联剂0.2-0.9份、消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.5-2.4份、异丙醇胺3-5份、增稠剂0.3-0.5份、流平剂0.2-0.4份和去离子水8-15份。
2.如权利要求1所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，包括如下组分及其重量份数：
水性聚氨脂树脂20份、水性丙酸树脂15份、钛白粉35份、交联剂0.6份、消泡剂0.2份、分散剂1.4份、异丙醇胺4份、增稠剂0.4份、流平剂0.3份和去离子水12份。
3.如权利要求1或2所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比(3～5):(0.4～1.6)组成。
4.如权利要求3所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述交联剂由氧化锌-氨络合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按重量比4:1组成。
5.如权利要求1或2所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
6.如权利要求1或2所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比(4～6):(1～3)组成。
7.如权利要求6所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述分散剂由聚乙二醇和异构十三醇聚氧乙烯醚按重量比5:2组成。
8.如权利要求1或2所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述增稠剂为CoapurXS71。
9.如权利要求1或2所述的儿童家具专用的水性木器白漆，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸类流平剂。
10.一种如权利要求1-9任一所述的儿童家具专用的水性木器白漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将水性聚氨脂树脂、水性丙酸树脂、钛白粉、消泡剂和分散剂加入分散缸中，加入去离子水，在转速为1000～1500r/min的条件下搅拌25-35min，接着在转速为1500～2000r/min的条件下搅拌25-35min，得白浆；
S2将流平剂、异丙醇胺和增稠剂加入步骤S1得到的白浆中搅拌粘度至90-95KU/25℃，得混合液；
S3将交联剂加入步骤S2得到的混合液中搅拌均匀，即得。
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