CN107903800A - 一种高固含水性uv清漆及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高固含水性uv清漆及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高固含水性UV清漆，按重量份及，包括以下组分：水性UV树脂70～90份、消泡剂0.4～1份、润湿剂0.5～1.5份、流平剂0.1～0.5份、水性光引发剂1～3份、增稠剂0.2～1份、成膜助剂2～5份。本发明所述清漆的固含量在80％以上，干燥及固化时间短，施工性好，适用于辊涂、喷涂等多种施工方式，具有良好的附着力、硬度等优异的漆膜性能，可适用于板式、实木、地板等领域的涂装，用水为稀释剂无毒环保。

Description

一种高固含水性UV清漆及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种清漆，具体涉及一种高固含水性UV清漆及其制备方法。
背景技术
目前市场上环保型涂料主要有油性UV和水性漆两种。油性UV漆是通过机器设备将油漆涂到家具板材上面，在紫外光的照射下促使引发剂分解，产生自由基，引发树脂反应，瞬间成膜，漆膜硬度高，表面光滑，但是渗透性和韧性差，要求被涂物件为平面，要形成连续性生产才能体现其效率及成本控制。水性漆分为单组份、双组份及水性UV漆。单组份漆交联后形成的漆膜致密度不高，所以硬度，抗划伤差，封闭作用不强；双组份漆加入了固化剂交联成膜，形成网络结构，漆膜硬度高，抗划伤好，但固化剂使生产成本上升很多，且漆膜硬度上升等都需要时间，降低了生产效率；水性UV固化涂料是以水为稀释剂，通过紫外光照射固化成膜的一种环保型涂料，其特点是在紫外光的照射下快速成膜，漆膜性能优异，硬度高，抗划伤好，漆膜丰满度高，附着力好，可以达到双组份水性漆的漆膜效果，用水为稀释剂不含可挥发性有机化合物VOC，所以对环境污染小，固化速度快，在生产中提高生产效率。
但是水性UV固化涂料是以水为稀释剂，在固化前期需要干燥除水，在光固化设备中需要添加烘干设备，高蒸发热也会导致能耗的增加，也使生产时间延长，影响生产效率。因此有必要开发一支高固含水性UV产品，减少稀释剂的用量，缩短干燥时间，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高固含水性UV清漆，所述清漆克服了传统水性UV漆干燥时间长，生产周期长的缺点。所述的清漆，按重量份计，包括以下组分：
本发明所述清漆的固含量在80％以上，干燥及固化时间短，施工性好，适用于辊涂、喷涂等多种施工方式，具有良好的附着力、硬度等优异的漆膜性能，可适用于板式、实木、地板等领域的涂装，用水为稀释剂无毒环保。
本发明进一步提出的，所述水性UV树脂的固含量不低于80％；
优选地，所述水性UV树脂为水性超支化PUA树脂或水性UV固化星型杂臂PUA树脂。
更优选地，所述水性UV树脂选自POLYCL-1300水性UV树脂、SU550A高固含水性UV树脂或湛新LC911、7200、7210高固含水性UV树脂中一种或多种。
其中，POLYCL-1300水性UV树脂购自上海长链新材料科技有限公司，所述SU550A高固含水性UV树脂购自韩国嵩常。
本发明进一步提出的，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物、不含VOC的有机硅类消泡剂、不含有机硅的憎水性固体或破泡聚合物的消泡剂中一种或多种；
所述消泡剂优选采用德国BYK公司的BYK024、BYK025，或赢创公司的tego810、tego902w。
所述润湿剂为有机硅聚醚共聚物、有机硅阴/非离子表面活性剂中一种或多种；
所述润湿剂优选采用德国BYK公司的BYK345、BYK346、BYK349，或赢创公司的tego245、twins4100。
所述流平剂为丙烯酸酯类、聚醚改性类、聚酯改性类或烷基改性类中一种或多种；
所述流平剂优选采用德国BYK公司的BYK333或赢创公司的tego450。
所述水性光引发剂为自由基(I)型光引发剂；
所述水性光引发剂优选采用巴斯夫(BASF)生产的1173、184、TPO，或英力科技生产的IHT-PI 659中的一种或多种。
所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂；所述聚氨酯缔合型增稠剂中高剪切增稠剂与低剪切增稠剂的重量比为2:0.8～1.2，优选为2:1；
所述增稠剂优选采用罗门哈斯2050D、RM-8W、德谦-海明斯R299或合肥安科HEUR-D。
所述高剪切增稠剂如罗门哈斯2050D，所述低剪切增稠剂如德谦-海明斯R299；所述高剪切增稠剂在配方中提高剪切力，防止飞溅，有助于漆膜流平；所述低剪切增稠剂后期增稠防止流挂；两种增稠剂搭配比例合适防止油漆储存过程沉淀、分水，施工过程中流平好防流挂好。
所述成膜助剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚或二乙二醇单丁醚一种或者多种。
本发明进一步提出的，所述清漆的pH值为8～9。其中pH值可采用常规方法进行调整，优选选用美国ANGUS的AMP-95作为pH调节剂(分子结构为2-氨基-2-甲基-1-丙醇)。
调整pH值至8～9，可进一步保证涂料储存过程中的稳定性。
本发明进一步提出的，所述清漆还包括0.05～0.15份的杀菌剂和2～15份的水；
所述清漆还包括0.1～0.3份乙醇；加入少量乙醇有助于增加树脂和水的相容性。
所述杀菌剂可采用常规试剂，本发明优选选用英国索尔异噻唑啉酮类杀菌剂MV、德国舒美公司的Parmetol A 28、Parmetol K20，或罗门哈斯的LXE中的一种或多种。
本发明进一步提出地，所述消泡剂至少包括两种；
所述润湿剂至少包括两种。
两种或两种以上的消泡剂和润湿剂同时使用，可提高施工效果。
作为本发明优选方案，所述清漆，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述消泡剂和所述润湿剂至少包括两种；所述增稠剂中高剪切增稠剂与低剪切增稠剂的重量比为3～5:2～5；
所述清漆的pH值为8～9。
本发明进一步提出的优选方案，所述清漆，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述消泡剂和所述润湿剂至少包括两种；所述增稠剂中高剪切增稠剂与低剪切增稠剂的重量比为3:2；
所述清漆的pH值为8～9。
本发明的第二个目的在于，提供一种上述清漆的制备方法，黑暗或弱光条件下，将杀菌后的水性UV树脂调整pH值至8～9，依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再加入增稠剂调整粘度，搅拌至无油缩后，向其加入水性光引发剂水溶液，搅拌均匀即可。
本发明进一步提出的，所述的制备方法具体为：黑暗或弱光条件下，将杀菌后的水性UV树脂调整pH值至8～9后，以1500～2000转/分钟速率搅拌水性UV树脂，依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再向其加入高剪切增稠剂调整粘度后，以2000～3500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟后，至各组分分散均匀且无油缩，再加入水性光引发剂的水溶液，以2000～2500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟，至各组分分散均匀且无油缩，再加入低剪切增稠液和剩余的水，搅拌均匀即可。
优选地，加入所述高剪切增稠剂调整粘度时，调整其粘度不低于60KU/25℃。
本发明进一步提出的，所述的制备方法具体为：黑暗或弱光条件下，将杀菌后的水性UV树脂调整pH值至8～9后，以1500～2000转/分钟速率搅拌水性UV树脂，依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再向其加入高剪切增稠剂调整粘度后，以2000～3500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟至各组分分散均匀且无油缩，再加入水性光引发剂的水溶液，以2000～2500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟至各组分分散均匀且无油缩，再加入乙醇水溶液，以及低剪切增稠液和剩余的水，搅拌均匀即可。本发明的第三目的在于提供上述清漆在板式、实木家具或木地板涂装上的应用。
所述应用具体采用如下方式涂装：在所述清漆中加入0～5％的水进行稀释后，涂装至基材上，在50±5℃的温度条件下烘干20～30分钟，采用紫外光源照射5～10秒，固化成膜即可。
本发明至少具有如下优点：
1、本发明选用高固含水性UV树脂提高油漆的固体含量高，减少稀释剂的添加，缩短施工过程中的干燥时间，缩短工期，同时减少了热能的消耗，节能降耗的同时提高了生产效率；
2、本发明选用高固含树脂和流变助剂来调节体系的流变性能和粘度，使得涂料适用于各种涂装方式，如辊涂、淋涂和喷涂等，涂装设备易于清洗；
3、漆膜性能优异，硬度高，抗划伤好，漆膜丰满度高，附着力好，可以达到双组份水性漆的漆膜效果，各项指标符合国家标准；
4、避免了有机溶剂及活性稀释剂的使用，从而大幅减少了对环境的污染以及解决了施工毒性问题；
5、储存稳定，不易燃，不易爆；
6、本发明的高固含水性UV(紫外光)固化清漆为水性环保产品，适用于各类高端室内木质家具及室内木地板涂装。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中，所使用的原料均为已知的市售产品。
实施例1
本实施提供一种高固含水性UV清漆，由如下组分组成：
实施例2
本实施例提供一种高固含水性UV清漆，由如下组分组成：
实施例3
本实施例提供一种高固含水性UV清漆，由如下组分组成：
实施例4
本实施例提供一种高固含水性UV清漆，由如下组分组成：
实施例5～8
本实施例为实施例1～4所述高固含水性UV清漆的制备方法，具体如下：
黑暗或弱光条件下，在水性UV树脂中加入pH调节剂和杀菌剂，调整pH值至8～9后，以1500-2000转/分钟速率搅拌水性UV树脂，依次缓慢加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再向其加入高剪切增稠剂调整粘度后，以2500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟后，用100um的细度计，检验细度合格并且无油缩后；缓慢加入水性光引发剂的水溶液，以2500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟，用100um的细度计，检验细度合格并且无油缩后；再加入乙醇的水溶液，以及低剪切增稠液和剩余的水，以1500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟，搅拌均匀，过滤包装即可。
试验例1
以实施例4所述的高固含水性UV清漆进行测试，测试结果如下表1和表2。
其中，苯系物为苯、甲苯、乙苯和二甲苯的总和；
乙二醇醚及其酯类为乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯的总和。
表1
表2：漆膜性能检测
试验例2
试验对象：将实施例1～4所述的高固含水性UV清漆、北京展辰新材料有限公司生产的ZU56516水性UV面漆进行测试。
试验方法：将实施例1～4所述高固含水性UV清漆加水稀释至施工粘度，加水配比为0-5％，具体粘度以现场施工条件与涂装设备为参考(本次试验中下述试验对象在同一条件和涂装设备下进行)。搅拌均匀后，喷涂至木质待装饰基材上，在50±5℃温度条件下流平烘干20min～30min，过UV紫外光源5s～10s固化成膜。试验结果如下表3：
表3：实施例1～4面漆与ZU56516水性UV面漆的施工对比
从以上实例可以看出，本发明中所述高固含水性UV清漆，符合国家标准GB 24410-2009，GB 23999-2009，GB/T 3324-2008，漆膜硬度、附着力、等性能都非常优异，可以满足实木、板式家具和室内木地板等家具的涂装要求。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高固含水性UV清漆，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的清漆，其特征在于，所述水性UV树脂的固含量不低于80％；
优选地，所述水性UV树脂为水性超支化PUA树脂或水性UV固化星型杂臂PUA树脂；
更优选地所述水性UV树脂选自POLYCL-1300水性UV树脂、SU550A高固含水性UV树脂或湛新LC911、7200、7210高固含水性UV树脂中一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的清漆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物、不含VOC的有机硅类消泡剂、不含有机硅的憎水性固体或破泡聚合物的消泡剂中一种或多种；
和/或，所述润湿剂为有机硅聚醚共聚物、有机硅阴/非离子表面活性剂中一种或多种；
和/或，所述流平剂为丙烯酸酯类、聚醚改性类、聚酯改性类或烷基改性类中一种或多种；
和/或，所述水性光引发剂为自由基(I)型光引发剂；
和/或，所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂；所述聚氨酯缔合型增稠剂中高剪切增稠剂与低剪切增稠剂的重量比为2:0.8～1.2；
和/或，所述成膜助剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚或二乙二醇单丁醚一种或者多种。
4.根据权利要求1～3任一所述的清漆，其特征在于，所述清漆的pH值为8～9；
和/或，所述清漆还包括0.05～0.15份的杀菌剂和2～15份的水；
和/或，还包括0.1～0.3份乙醇。
5.根据权利要求1～4任一所述的清漆，其特征在于，所述消泡剂至少包括两种；
和/或，所述润湿剂至少包括两种。
6.根据权利要求1所述的清漆，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述消泡剂和所述润湿剂至少包括两种；所述增稠剂中高剪切增稠剂与低剪切增稠剂的重量比为3～5:2～5；
所述清漆的pH值为8～9。
7.制备权利要求1～6任一所述清漆的方法，其特征在于，黑暗或弱光条件下，将杀菌后的水性UV树脂调整pH值至8～9，依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再加入增稠剂调整粘度，搅拌至无油缩后，向其加入水性光引发剂水溶液，搅拌均匀即可。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，黑暗或弱光条件下，将杀菌后的水性UV树脂调整pH值至8～9后，以1500～2000转/分钟速率搅拌水性UV树脂，依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再向其加入高剪切增稠剂调整粘度后，以2000～3500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟后至各组分分散均匀且无油缩，再加入水性光引发剂的水溶液，以2000～2500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟至各组分分散均匀且无油缩，再加入低剪切增稠液和剩余的水，搅拌均匀即可；
优选地，所述方法具体为：黑暗或弱光条件下，将杀菌后的水性UV树脂调整pH值至8～9后，以1500～2000转/分钟速率搅拌水性UV树脂，依次加入消泡剂、润湿剂、流平剂后，加入成膜助剂的水溶液，再向其加入高剪切增稠剂调整粘度后，以2000～3500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟至各组分分散均匀且无油缩，再加入水性光引发剂的水溶液，以2000～2500转/分钟的速率，搅拌10～15分钟至各组分分散均匀且无油缩，再加入乙醇溶液，以及低剪切增稠液和剩余的水，搅拌均匀即可。
9.权利要求1～6任一所述的清漆或权利要求7或8制备的清漆在板式、实木家具或木地板涂装上的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，采用如下方式涂装：在所述清漆中加入0～5％的水进行稀释后，涂装至基材上，在50±5℃的温度条件下烘干20～30分钟，采用紫外光源照射5～10秒，固化成膜即可。
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