CN108441104A - 一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆及其制作方法 - Google Patents

一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆及其制作方法，一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，包括以下重量份的原料：水性聚酯型聚氨酯树脂20份～30份、水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂35份～45份、消泡剂0.3份～0.7份、基材润湿剂0.5份～1份、二丙二醇丁醚2份～3份、二丙二醇甲醚2份～4份、二乙二醇丁醚2份～3份、防霉剂0.5份～1份、润湿剂0.3份～0.6份、聚四氟乙烯蜡粉1份～4份、硅溶胶5份～10份、玻璃粉3份～8份、聚硅氧烷0.1份～0.5份，流平剂0.2份～0.5份、聚氨酯增粘剂0.2份～0.5份、丙烯酸增粘剂0.3份～0.8份、去离子水10份～20份。

Description

一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆及其制作方法
技术领域
本发明涉及水性木器清漆设计领域，特别是涉及一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆及其制作方法。
背景技术
目前我国使用的木器涂料大多为溶剂型，这些木器涂料都含有大量的有机挥发化合物(VOC)，严重危害生产人员和施工人员的身体健康。随着人们环保意识的增强，传统溶剂型涂料面临严峻挑战，水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点。水性涂料将溶剂型涂料的高性能化与水性涂料的低VOC含量相结合，环境效应好、施工相对方便。
水性木器清漆得到了越来越多的应用。但是由于水性木器清漆的耐磨性差、硬度低、抗刮伤性差等问题，制约着水性木器清漆在市场上的应用发展，尤其是在对耐磨、硬度、抗刮伤方面具有高要求的家具上的应用。
因此，研发一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆、并提供该种涂料的制备技术，对于突破水性木器涂料的性能瓶颈、促进木器涂料的全面水性化、推动木器涂料的转型升级，具有十分重要的经济效益与社会价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，可以解决上述问题中的一个或者多个。
根据本发明的一个方面，提供了一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，包括以下重量份的原料：
水性聚酯型聚氨酯树脂20份～30份、水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂35份～45份、消泡剂0.3份～0.7份、基材润湿剂0.5份～1份、二丙二醇丁醚2份～3份、二丙二醇甲醚2份～4份、二乙二醇丁醚2份～3份、防霉剂0.5份～1份、润湿剂0.3份～0.6份、聚四氟乙烯蜡粉1份～4份、硅溶胶5份～10份、玻璃粉3份～8份、聚硅氧烷0.1份～0.5份，流平剂0.2份～0.5份、聚氨酯增粘剂0.2份～0.5份、丙烯酸增粘剂0.3份～0.8份、去离子水10份～20份。
在一些实施方式中，基材润湿剂为炔二醇基材润湿剂。实验测得，使用炔二醇基材润湿剂，可以提高本水性木器清漆的表面张力和渗透性，提高本水性木器清漆的附着力。
在一些实施方式中，消泡剂为有机硅消泡剂。实验测得，有机硅消泡剂的使用对于本水性木器清漆的消泡效果最为理想。
在一些实施方式中，流平剂为聚醚改性有机硅流平剂。实验测得，使用聚醚改性有机硅流平剂可以降低本水性木器清漆的表面张力，降低漆膜表面摩擦系数，使本水性木器清漆具有优异的滑爽性能，使本水性木器清漆在干燥成膜后形成的漆膜的平整度和光滑度最为理想。
在一些实施方式中，润湿剂为炔二醇润湿剂，防霉剂为卡松类防霉剂。实验测得，炔二醇类润湿剂可以改善本水性木器清漆的分散状态，降低絮凝的可能性，这类润湿剂和防霉剂的使用对于本水性木器清漆漆的润湿效果和防霉效果最为理想。
在一些实施方式中，玻璃粉的细度为3000目～5000目。玻璃粉的细度为3000目～5000目，使得玻璃粉粒径小、分散性好、透明度高、防沉效果好。能方便地分散于本水性木器清漆中，成膜后既保持清晰的透明度，又提供良好的抗刮性。
根据本发明的另一个方面，提供了一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆的制作方法，其中，包括以下步骤：
步骤a，在料筒中依次加入去离子水、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、防霉剂和润湿剂，然后通过高速分散机进行第一次分散，所述第一次分散的时间为10分钟～30分钟，所述第一次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤b，再在料筒中依次加入消泡剂、水性聚酯型聚氨酯树脂和水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂，然后通过高速分散机进行第二次分散，所述第二次分散的时间为20分钟，所述第二次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤c，再在料筒中加入基材润湿剂，然后通过高速分散机进行第三次分散，所述第三次分散时间为5分钟，所述第三次分散的分散速度为500～800转/每分钟；
步骤d，再在料筒中加入聚四氟乙烯蜡粉，然后通过高速分散机进行第四次分散，所述第四次分散时间为20分钟，所述第四次分散的分散速度为600～800转/分钟；
步骤e，再在料筒中加入硅溶胶，然后通过高速分散机进行第五次分散，所述第五次分散时间为5分钟，所述第五次分散的分散速度为600～800转/分钟；
步骤f，再在料筒中加入玻璃粉，然后通过高速分散机进行第六次分散，所述第六次分散时间为20分钟，所述第六次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤g，再在料筒中加入聚硅氧烷，然后通过高速分散机进行第七次分散，所述第七次分散时间5分钟，所述第七次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤h，再在料筒中逐步加入流平剂、聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂调节粘度，得到混合物，保证混合物粘度为100S～110S；
步骤i，将混合物通过滤网进行过滤，得到成品。
在一些实施方式中，步骤i中混合物通过300目滤网进行过滤。使用该滤网，能保证最后获得的成品流动性符合需要。
本具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆及其制作方法的有益效果：玻璃粉可以提高清漆成膜后的抗划伤性，硅溶胶可以使清漆成膜后硬度提高，增强漆膜表面的耐磨性，聚四氟乙烯蜡粉加入清漆中，不仅使清漆具有极低的摩擦系数，还可使其获得良好的抗划伤性与耐磨性。步骤a～i，通过逐步加入原料，保证相应原料的依次反应，同时每步都通过高速分散机进行分散，且通过实验获得各个步骤的最佳的分散的速度和时间，由此保证了最终各个原料充分、均匀地混合，而步骤h的设置是为了保证成品的粘度符合需求，而步骤i是为了隔绝混合物中结块的部分，保证其流动性。按照上述重量份及步骤所制得的水性木器清漆，耐磨性强、硬度高、具有优异的抗刮划伤性能，使用本水性木器清漆，可以在家具表面形成硬度高、耐磨、抗划伤的漆膜，增加对家具表面的保护，延长家具的使用时间。
具体实施方式
本发明中的水性聚酯型聚氨酯树脂选择佛山市顺德区三升贸易有限公司供应的PU-3486水性聚酯型聚氨酯树脂，水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂选择佛山市顺德区三升贸易有限公司供应的PU-3408水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂，消泡剂选择广东中联邦精细化工有限公司供应的B-313有机硅消泡剂，基材润湿剂选择天津赛菲化学科技发展有限公司供应的炔二醇基材润湿剂，二丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚均选择深圳市叱利化工有限公司供应的二丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚，二乙二醇丁醚选择广州市汇翔化工有限公司供应的二乙二醇丁醚，防霉剂选择广州东歌化工科技有限公司供应的KF-96卡松类防霉剂，润湿剂选择重庆艾克米科技有限公司供应的Surfadol 2502炔二醇润湿剂，聚四氟乙烯蜡粉选择南京天诗新材料科技有限公司供应的PTFE-0102聚四氟乙烯蜡粉，硅溶胶选择浙江宇达化工有限公司供应的ZS硅溶胶，玻璃粉选择佛山市优合化工科技有限公司供应的BH-01玻璃粉，聚硅氧烷选择广州迈途锐化工有限公司供应的DC-51聚硅氧烷，流平剂选择安徽嘉智信诺化工股份有限公司供应的WE-D5457聚醚改性有机硅流平剂，聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂均选择广东中联邦精细化工有限公司供应的聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂。
以下实施例中所使用的原料均为上述来源的原料，高速分散机和300目滤网均选择市售的。
实施例1
对各原料进行称取，使得各原料的重量份如下：水性聚酯型聚氨酯树脂20份、水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂35份、消泡剂0.3份、基材润湿剂0.5份、二丙二醇丁醚2份、二丙二醇甲醚2份、二乙二醇丁醚2份、防霉剂0.5份、润湿剂0.3份、聚四氟乙烯蜡粉1份、硅溶胶5份、玻璃粉3份、聚硅氧烷0.1份，流平剂0.2份、聚氨酯增粘剂0.2份、丙烯酸增粘剂0.3份、去离子水10份。
一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆的制作方法，包括以下步骤：
步骤a，在料筒中依次加入去离子水、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、防霉剂和润湿剂，然后通过高速分散机进行第一次分散，所述第一次分散的时间为10分钟，所述第一次分散的分散速度为800转/分钟；
步骤b，再在料筒中依次加入消泡剂、水性聚酯型聚氨酯树脂和水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂，然后通过高速分散机进行第二次分散，所述第二次分散的时间为20分钟，所述第二次分散的分散速度为800转/分钟；
步骤c，再在料筒中加入基材润湿剂，然后通过高速分散机进行第三次分散，所述第三次分散时间为5分钟，所述第三次分散的分散速度为500转/每分钟；
步骤d，再在料筒中加入聚四氟乙烯蜡粉，然后通过高速分散机进行第四次分散，所述第四次分散时间为20分钟，所述第四次分散的分散速度为600转/分钟；
步骤e，再在料筒中加入硅溶胶，然后通过高速分散机进行第五次分散，所述第五次分散时间为5分钟，所述第五次分散的分散速度为600转/分钟；
步骤f，再在料筒中加入玻璃粉，然后通过高速分散机进行第六次分散，所述第六次分散时间为20分钟，所述第六次分散的分散速度为800转/分钟；
步骤g，再在料筒中加入聚硅氧烷，然后通过高速分散机进行第七次分散，所述第七次分散时间5分钟，所述第七次分散的分散速度为800转/分钟；
步骤h，再在料筒中逐步加入流平剂、聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂调节粘度，得到混合物，使用涂-4粘度计测定，保证混合物粘度为100S；
步骤i，将混合物通过滤网进行过滤，得到成品。
在步骤d中，可以包括在第四次分散后，用细度计进行细度测试，当细度测试测得细度小于30μm，则进行步骤e，如果细度测试测得细度大于30μm，则进行第二次额外分散，第二次额外分散时高速分散机的分散速度为800转/分钟，分散时间为5分钟，第二次额外分散后再次进行细度测试，如果结果依然大于30μm则再次进行第一次额外分散，重复这上述步骤，直至测得细度小于30μm。
在步骤f中，可以包括在第六次分散后，用细度计进行细度测试，当细度测试测得细度小于30μm，则进行步骤e，如果细度测试测得细度大于30μm，则进行第二次额外分散，第二次额外分散时高速分散机的分散速度为800转/分钟，分散时间为5分钟，第二次额外分散后再次进行细度测试，如果结果依然大于30μm则再次进行第一次额外分散，重复这上述步骤，直至测得细度小于30μm。
实施例2
对各原料进行称取，使得各原料的重量份如下：水性聚酯型聚氨酯树脂30份、水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂45份、消泡剂0.7份、基材润湿剂1份、二丙二醇丁醚3份、二丙二醇甲醚4份、二乙二醇丁醚3份、防霉剂1份、润湿剂0.6份、聚四氟乙烯蜡粉4份、硅溶胶10份、玻璃粉8份、聚硅氧烷0.5份，流平剂0.5份、聚氨酯增粘剂0.5份、丙烯酸增粘剂0.8份、去离子水20份。
一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆的制作方法，包括以下步骤：
步骤a，在料筒中依次加入去离子水、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、防霉剂和润湿剂，然后通过高速分散机进行第一次分散，所述第一次分散的时间为30分钟，所述第一次分散的分散速度为1000转/分钟；
步骤b，再在料筒中依次加入消泡剂、水性聚酯型聚氨酯树脂和水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂，然后通过高速分散机进行第二次分散，所述第二次分散的时间为20分钟，所述第二次分散的分散速度为1000转/分钟；
步骤c，再在料筒中加入基材润湿剂，然后通过高速分散机进行第三次分散，所述第三次分散时间为5分钟，所述第三次分散的分散速度为800转/每分钟；
步骤d，再在料筒中加入聚四氟乙烯蜡粉，然后通过高速分散机进行第四次分散，所述第四次分散时间为20分钟，所述第四次分散的分散速度为800转/分钟；
步骤e，再在料筒中加入硅溶胶，然后通过高速分散机进行第五次分散，所述第五次分散时间为5分钟，所述第五次分散的分散速度为800转/分钟；
步骤f，再在料筒中加入玻璃粉，然后通过高速分散机进行第六次分散，所述第六次分散时间为20分钟，所述第六次分散的分散速度为1000转/分钟；
步骤g，再在料筒中加入聚硅氧烷，然后通过高速分散机进行第七次分散，所述第七次分散时间5分钟，所述第七次分散的分散速度为1000转/分钟；
步骤h，再在料筒中逐步加入流平剂、聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂调节粘度，得到混合物，使用涂-4粘度计测定，保证混合物粘度为110S；
步骤i，将混合物通过滤网进行过滤，得到成品。
在步骤d中，可以包括在第四次分散后，用细度计进行细度测试，当细度测试测得细度小于30μm，则进行步骤e，如果细度测试测得细度大于30μm，则进行第二次额外分散，第二次额外分散时高速分散机的分散速度为1000转/分钟，分散时间为5分钟，第二次额外分散后再次进行细度测试，如果结果依然大于30μm则再次进行第一次额外分散，重复这上述步骤，直至测得细度小于30μm。
在步骤f中，可以包括在第六次分散后，用细度计进行细度测试，当细度测试测得细度小于30μm，则进行步骤e，如果细度测试测得细度大于30μm，则进行第二次额外分散，第二次额外分散时高速分散机的分散速度为800～1000转/分钟，分散时间为5分钟，第二次额外分散后再次进行细度测试，如果结果依然大于30μm则再次进行第一次额外分散，重复这上述步骤，直至测得细度小于30μm。
实施例3
对各原料进行称取，使得各原料的重量份如下：水性聚酯型聚氨酯树脂25份、水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂40份、消泡剂0.5份、基材润湿剂0.75份、二丙二醇丁醚2.5份、二丙二醇甲醚3份、二乙二醇丁醚2.5份、防霉剂0.75份、润湿剂0.45份、聚四氟乙烯蜡粉2.5份、硅溶胶7.5份、玻璃粉5.5份、聚硅氧烷0.3份，流平剂0.35份、聚氨酯增粘剂0.35份、丙烯酸增粘剂0.55份、去离子水15份。
一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆的制作方法，包括以下步骤：
步骤a，在料筒中依次加入去离子水、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、防霉剂和润湿剂，然后通过高速分散机进行第一次分散，所述第一次分散的时间为20分钟，所述第一次分散的分散速度为900转/分钟；
步骤b，再在料筒中依次加入消泡剂、水性聚酯型聚氨酯树脂和水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂，然后通过高速分散机进行第二次分散，所述第二次分散的时间为20分钟，所述第二次分散的分散速度为900转/分钟；
步骤c，再在料筒中加入基材润湿剂，然后通过高速分散机进行第三次分散，所述第三次分散时间为5分钟，所述第三次分散的分散速度为650转/每分钟；
步骤d，再在料筒中加入聚四氟乙烯蜡粉，然后通过高速分散机进行第四次分散，所述第四次分散时间为20分钟，所述第四次分散的分散速度为700转/分钟；
步骤e，再在料筒中加入硅溶胶，然后通过高速分散机进行第五次分散，所述第五次分散时间为5分钟，所述第五次分散的分散速度为700转/分钟；
步骤f，再在料筒中加入玻璃粉，然后通过高速分散机进行第六次分散，所述第六次分散时间为20分钟，所述第六次分散的分散速度为700转/分钟；
步骤g，再在料筒中加入聚硅氧烷，然后通过高速分散机进行第七次分散，所述第七次分散时间5分钟，所述第七次分散的分散速度为900转/分钟；
步骤h，再在料筒中逐步加入流平剂、聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂调节粘度，得到混合物，使用涂-4粘度计测定，保证混合物粘度为105S；
步骤i，将混合物通过滤网进行过滤，得到成品。
在步骤d中，可以包括在第四次分散后，用细度计进行细度测试，当细度测试测得细度小于30μm，则进行步骤e，如果细度测试测得细度大于30μm，则进行第二次额外分散，第二次额外分散时高速分散机的分散速度为900转/分钟，分散时间为5分钟，第二次额外分散后再次进行细度测试，如果结果依然大于30μm则再次进行第一次额外分散，重复这上述步骤，直至测得细度小于30μm。
在步骤f中，可以包括在第六次分散后，用细度计进行细度测试，当细度测试测得细度小于30μm，则进行步骤e，如果细度测试测得细度大于30μm，则进行第二次额外分散，第二次额外分散时高速分散机的分散速度为900转/分钟，分散时间为5分钟，第二次额外分散后再次进行细度测试，如果结果依然大于30μm则再次进行第一次额外分散，重复这上述步骤，直至测得细度小于30μm。
对实施例1、实施例2和实施例3的成品依照下列相应检测项目的检测方法进行产品性能测试：
容器中状态——搅拌均匀后无硬块
细度——小于30微米
干燥时间表干——小于30分钟
干燥时间实干——小于120分钟
储存稳定性——无异常；
耐冻融性——不变质；
涂膜外观——正常；
附着力——1级；
耐水24小时——无异常；
耐湿热——无异常；
耐干热——无异常；
耐碳酸——通过；
耐乙酸——通过；
耐黄变——使用168小时后色差小于3.0；
耐污性——通过；
铅笔硬度——2H；
摆杆硬度——180；
抗划伤——无划伤、无印痕。
以上产品性能测试中使用“硬度为2H”的铅笔和“硬度为180”的摆杆对产品进行硬度测试，测试的结果为无划伤、无印痕，说明本发明的水性木器清漆具有高硬度高抗划伤的性能，使用本水性木器清漆，可以在家具表面形成硬度高、耐磨、抗划伤的漆膜，增加对家具表面的保护，延长家具的使用时间。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，包括以下重量份的原料：
水性聚酯型聚氨酯树脂20份～30份、水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂35份～45份、消泡剂0.3份～0.7份、基材润湿剂0.5份～1份、二丙二醇丁醚2份～3份、二丙二醇甲醚2份～4份、二乙二醇丁醚2份～3份、防霉剂0.5份～1份、润湿剂0.3份～0.6份、聚四氟乙烯蜡粉1份～4份、硅溶胶5份～10份、玻璃粉3份～8份、聚硅氧烷0.1份～0.5份，流平剂0.2份～0.5份、聚氨酯增粘剂0.2份～0.5份、丙烯酸增粘剂0.3份～0.8份、去离子水10份～20份。
2.根据权利要求1所述的一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，所述基材润湿剂为炔二醇基材润湿剂。
3.根据权利要求1所述的一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，所述流平剂为聚醚改性有机硅流平剂。
5.根据权利要求1所述的一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，所述润湿剂为炔二醇润湿剂，所述防霉剂为卡松类防霉剂。
6.根据权利要求1所述的一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆，其中，所述玻璃粉的细度为3000目～5000目。
7.一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆的制作方法，其中，包括以下步骤：
步骤a，在料筒中依次加入去离子水、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、防霉剂和润湿剂，然后通过高速分散机进行第一次分散，所述第一次分散的时间为10分钟～30分钟，所述第一次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤b，再在料筒中依次加入消泡剂、水性聚酯型聚氨酯树脂和水性聚碳酸酯型聚氨酯树脂，然后通过高速分散机进行第二次分散，所述第二次分散的时间为20分钟，所述第二次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤c，再在料筒中加入基材润湿剂，然后通过高速分散机进行第三次分散，所述第三次分散时间为5分钟，所述第三次分散的分散速度为500～800转/每分钟；
步骤d，再在料筒中加入聚四氟乙烯蜡粉，然后通过高速分散机进行第四次分散，所述第四次分散时间为20分钟，所述第四次分散的分散速度为600～800转/分钟；
步骤e，再在料筒中加入硅溶胶，然后通过高速分散机进行第五次分散，所述第五次分散时间为5分钟，所述第五次分散的分散速度为600～800转/分钟；
步骤f，再在料筒中加入玻璃粉，然后通过高速分散机进行第六次分散，所述第六次分散时间为20分钟，所述第六次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤g，再在料筒中加入聚硅氧烷，然后通过高速分散机进行第七次分散，所述第七次分散时间5分钟，所述第七次分散的分散速度为800～1000转/分钟；
步骤h，再在料筒中逐步加入流平剂、聚氨酯增粘剂和丙烯酸增粘剂调节粘度，得到混合物，保证混合物粘度为100S～110S；
步骤i，将混合物通过滤网进行过滤，得到成品。
8.根据权利要求7所述的一种具有高硬度高抗划伤的水性木器清漆的制作方法，其中，所述步骤i中混合物通过300目滤网进行过滤。
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