CN107201115A - 一种抗划伤高硬度的水性木器漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗划伤高硬度的水性木器漆及其制备方法，其中，该抗划伤高硬度的水性木器漆包括以下重量百分比的组分：水性丙烯酸树脂70‑80％，分散剂1‑2％，玻璃粉5‑10％，消泡剂0.5‑1％，防沉剂0.2‑0.5％，手感助剂0.3‑0.5％，去离子水1.5‑8.5％，成膜助剂3‑8％，基材润湿剂1‑2％，流变助剂0.5‑1.0％，增稠剂1‑3％。本发明创造性地加入一定量的玻璃粉，可赋予漆膜涂层抗划伤、耐磨损且抗冲击等优异的性能，同时漆膜的附着力也可同步得到改善。

Description

一种抗划伤高硬度的水性木器漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料领域，具体涉及一种抗划伤高硬度的水性木器漆，以及一种制备该水性木器漆的方法。

背景技术

水性木器漆是以水代替有机溶剂作为分散介质，并以高分子聚合物乳液或分散体为主要成膜物，通过使用各种助剂及颜填料改善漆膜性能的一类木器漆。成膜物质主要是丙烯酸聚合物乳液或聚氨酯水分散体，通过使用各种助剂及颜填料搭配来改善漆膜性能，无论是生产还是在使用过程中的VOC排放量都是极低的，从而达到对环境保护以及对健康的要求。因此，水性木器漆不含甲醛、苯、二甲苯、游离TDI等有毒有害物质，是一种很环保的木器涂料。

随着人们生活水平的提升，以及对生活质量的追求，水性木器漆快速发展是必然的，人们的健康环保意识加强，水性化是涂料发展的一种趋势。

经过十多年的不懈努力，本领域已经具备了足够的水性木器涂料的技术储备，同时，国家宏观政策也促使更多的企业关注水性木器涂料，国内市场也越来越认可水性木器涂料。水性木器涂料的价格和施工成本已经接近溶剂型涂料，而且性能更优异，施工更简单也让水性木器涂料越来越受到青睐。

虽然有着这么多的优势，但是以目前市场上的水性木器涂料来看，跟传统溶剂型木器涂料对比，水性木器涂料在表面效果，包括漆面抗划伤性、硬度等方面仍然与溶剂型涂料存在一定的差距。漆面一划就有痕迹，硬度偏软只有接近HB，这些因素的存在也限制了水性木器涂料的推广与发展。

因此，如何改善与提高水性木器涂料漆面的抗划伤性与硬度，便成为了水性木器漆研发领域工作者的研究热点与重点。

发明内容

为解决现有技术存在的水性木器漆不耐划伤、硬度偏软等技术问题，本发明提供一种耐划伤、硬度高的水性木器漆，并提供一种该水性木器漆的制备方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

本发明提供一种抗划伤高硬度的水性木器漆，包括以下重量百分比的组分：

进一步的，所述抗划伤高硬度的水性木器漆包括以下重量百分比的组分：

进一步的，所述消泡剂是TEGO Airex 902w。

进一步的，所述手感助剂是PTFE蜡乳液。

进一步的，所述成膜助剂是二丙二醇丁醚。

进一步的，所述基材润湿剂是TEGO 4200。

进一步的，所述流变助剂是非离子缔合型聚醚聚氨酯类流变助剂。

进一步的，所述增稠剂是非离子缔合型聚氨酯类增稠剂。

其中，

本发明采用水性丙烯酸树脂作为主要成膜物质，制成的漆膜在干燥性、硬度、耐水性、成膜性和抗反黏性等性能上达到平衡，可通过添加助剂来提高漆膜的某一种性能。

本发明采用的玻璃粉是一种经过多次表面处理结晶形成的、无序结构的、无机类方体硬质超细颗粒粉末，具有良好的亲水性，化学性质稳定，耐酸碱性、低膨胀系数。与水性木器漆中的各种其他成分亦具有良好的亲和能力，并且有较强的空间位隔能力，在水性丙烯酸树脂中起填充作用，能均匀地分布于漆膜表面，使得它与水性丙烯酸树脂混合后可以显著地改善漆膜表面效果，显著提高漆膜硬度、抗磨、抗划性伤能。

本发明将玻璃粉添加到水性木器漆配方中，可显著提高漆膜的抗划伤性及硬度，并赋予其较强的耐化学品性。玻璃粉是高透明、粒径小、分散性好、防沉效果好的白色粉末，同时具有消光性能，可降低漆膜光泽。玻璃粉用量过低时对漆膜表面性能改善不明显，用量过高则会导致漆膜透明性降低，消光明显，同时还会使得漆膜出现表面粗糙等缺陷。玻璃粉因其折光率同绝大多数树脂的匹配，使涂料有较高的透明性，所以其添加量即使达到15％时亦不会影响水性丙烯酸树脂的透明性。

本发明的消泡剂采用TEGO Airex 902w，为聚醚硅氧烷共聚物乳液，含气相二氧化硅。抑制在调漆过程中产生的气泡，并使已产生的气泡逸出液面并破泡。本发明消泡剂最佳使用量为0.5-1.0％，量太少起不到消泡的效果，过量使用则会导致漆膜缩孔，影响透明性等。

本发明防沉剂的最佳使用量应当控制在0.5％以内，其主要作用是防止漆液中玻璃粉的沉降，同时避免漆液在涂装时发生流挂现象。

本发明的手感助剂采用PTFE蜡乳液，最佳使用量为0.3-0.5％，可改善漆膜表面的手感，使其更加爽滑。

本发明的成膜助剂采用二丙二醇丁醚，最佳使用量为5-8％。在水分挥发后，二丙二醇丁醚可使丙烯酸树脂微粒形成均匀致密的漆膜，在低温情况下依然具有较好的连续成膜性。

本发明的基材润湿剂采用TEGO 4200，这是一种带有双生结构的硅氧烷类表面活性剂，不稳泡，可以显著降低起泡倾向，同时可以加速气泡消除速度，减少后续添加消泡剂流平剂的需求，对木材具有较强的润湿能力，能大幅度的降低水性木器漆的表面张力，防缩孔效果，增强漆膜对底材的附着力，成膜后形成一个光洁平整的漆膜效果，综合性能全面。本发明基材润湿剂的最佳使用量为1-2％，这是因为基材润湿剂用量过低时漆膜流平不佳，对基材导管润湿效果不好，过量则导致漆膜积边，并且造成成本昂贵的弊病。

本发明的流变助剂在给漆料提供良好的流动性和流平性的同时，具有一定的增稠作用。本发明采用的流变助剂为非离子缔合型聚醚聚氨酯类流变助剂，对漆膜耐水性，光泽影响小，最佳用量为0.5-1.0％。本发明流变助剂的用量不宜过多，过多会导致漆液变稠，施工固含降低，不利于低剪黏度的控制。

本发明的增稠剂不仅可以提高依次涂装的漆膜厚度，同时可以防止漆液储存过程中因放置时间过长而出现的分层现象。本发明选用的是非离子缔合型聚氨酯类增稠剂，可以提供有效的中剪切粘度与流动流平性的平衡。本发明增稠剂使用过程中必须用水开稀后再使用，以防止一次性加入过多导致分散不均匀。最佳的使用量是1-3％，可使漆液达到合适的黏度范围。

本发明还提供一种制备上述的抗划伤高硬度的水性木器漆的方法，包括以下步骤：

按重量百分比称取各组分原料；

将丙烯酸树脂加入分散容器中，600r/min搅拌速度下加入分散剂；

在分散中加入玻璃粉、防沉剂，2000-2500r/min转速高速搅拌20min；

高速搅拌完成后，搅拌速度调至600-800r/min，依次加入消泡剂、手感助剂、去离子水，成膜助剂、基材润湿剂，继续搅拌10min；

将转速调至1200-1500r/min，依次加入流变助剂、增稠剂，继续搅拌10min，得到抗划伤高硬度的水性木器漆。

本发明的有益效果在于：

1.本发明采用无序结构的无机类玻璃粉在涂层中与丙烯酸树脂粒子分布均匀形成紧密型骨架，赋予漆膜抗划伤、耐磨损且抗冲击等优异的性能，可以显著提高涂料的触变性及施工性。根据国家标准GB/T 6739-2006《涂膜硬度铅笔测定法》，本发明在最佳用量下所制备的水性木器漆的漆膜硬度可达到1H。

2.本发明在制备水性木器漆的过程中，方法简单，没有使用有毒有害化学成分，是环境友好型产品。

3.本发明创造性地加入一定量的玻璃粉，可赋予漆膜涂层抗划伤、耐磨损且抗冲击等优异的性能，同时漆膜的附着力也可同步得到改善。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1：一种抗划伤高硬度的水性木器漆的制备

表1实施例1-3抗划伤高硬度的水性木器漆的配方表(w/w％)

原料配方见表1。

制备方法：

按重量百分比称取各组分原料；

将丙烯酸树脂加入分散容器中，600r/min搅拌速度下加入分散剂；

在分散中加入玻璃粉、防沉剂，2000-2500r/min转速高速搅拌20min；

高速搅拌完成后，搅拌速度调至600-800r/min，依次加入消泡剂、手感助剂、去离子水，成膜助剂、基材润湿剂，继续搅拌10min；

将转速调至1200-1500r/min，依次加入流变助剂、增稠剂，继续搅拌10min，得到本发明的产品。

实施例2：一种抗划伤高硬度的水性木器漆的制备

原料配方见表1。

制备方法同实施例1。

实施例3：一种抗划伤高硬度的水性木器漆的制备

原料配方见表1。

制备方法同实施例1。

对比例1：一种水性木器漆的制备

按重量百分比称取各组分原料：

水性丙烯酸树脂 80％

分散剂 1％

消泡剂 0.6％

防沉剂 0.4％

手感助剂 0.5％

去离子水 6.5％

成膜助剂 8％

基材润湿剂 1％

流变助剂 0.5％

增稠剂 1.5％

将80份丙烯酸树脂加入分散容器中，在600r/min搅拌速度下按重量份依次加入1份分散剂、0.6份消泡剂、0.4份防沉剂、0.5份手感助剂、6.5份去离子水，1500-2000r/min转速高速搅拌20-30min；

高速搅拌完成后，搅拌速度调至600-800r/min，依次加入8份成膜助剂、1份流平剂、0.5份流变助剂和1.5份增稠剂，继续搅拌20min后，得到对比例1的水性木器漆。

实验效果对比：

根据国家标准GB/T 6739-2006《涂膜硬度铅笔测定法》对实施例1-3、对比例1进行性能测试，测试结果见表2：

表2实施例1-3、对比例1测试结果对比表

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					铅笔硬度	H	H	H	F
指触干/min	26	28	25	40
					抗划伤	好	好	好	一般
耐磨性	好	好	好	一般
					抗冲击	好	好	好	一般

通过上表可以得出，本发明制备的水性木器漆，具有抗划伤、高硬度以及耐磨损等优良性能。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

3.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，所述消泡剂是TEGOAirex 902w。

4.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，所述手感助剂是PTFE蜡乳液。

5.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，所述成膜助剂是二丙二醇丁醚。

6.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，所述基材润湿剂是TEGO 4200。

7.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，所述流变助剂是非离子缔合型聚醚聚氨酯类流变助剂。

8.根据权利要求1所述的抗划伤高硬度的水性木器漆，其特征在于，所述增稠剂是非离子缔合型聚氨酯类增稠剂。

9.一种制备权利要求1至8中任一所述的抗划伤高硬度的水性木器漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

按重量百分比称取各组分原料；

将丙烯酸树脂加入分散容器中，600r/min搅拌速度下加入分散剂；

在分散中加入玻璃粉、防沉剂，2000-2500r/min转速高速搅拌20min；

高速搅拌完成后，搅拌速度调至600-800r/min，依次加入消泡剂、手感助剂、去离子水，成膜助剂、基材润湿剂，继续搅拌10min；

将转速调至1200-1500r/min，依次加入流变助剂、增稠剂，继续搅拌10min，得到抗划伤高硬度的水性木器漆。