CN109181514A - 木制品用涂料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种木制品用涂料及其生产方法，包括以下重量份数的原料：聚氨酯树脂80～120份，硝酸纤维素30～45份，亚麻籽油20～25份，海藻酸钠15～20份，桐油5～10份，氨基硅烷偶联剂3～8份，八角渣0.1～0.5份，邻苯二甲酸二丁酯3～5份，增稠剂1～3份，消泡剂2～3份，流平剂1～3份，制得的木制品用涂料具有优良的抗冲击性、硬度较好、附着力好、固化收缩率低。具有优异的硬度，耐油耐磨，防止龟裂，装饰效果好，产品性能优异，提高了木制涂料涂装的档次，具有很高的装饰性。防虫防腐，环保木制涂料。

Description

木制品用涂料及其生产方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种木制品用涂料及其生产方法。
背景技术
木制家具、木制办公用具及木制门窗，因其天然、环保、健康，无化学污染、流露出自然与原始之美，是现代健康生活的最好选择，符合现代都市人崇尚大自然的心理需求，木制家具反映了人和环境的和谐关系，拉近人和材料、人和自然的距离，给人一种亲切感，而深受人们的喜爱。因此，木制家具使用面极广。
随着生活质量的提升，消费者对家装的要求也越来越高，而木制品外观高档、使用舒适，是家装的一个重要部分，但是木制品表面容易滋生细菌，目前多采用药物外部喷洒来维持木制品表面的卫生，但是该方法时效较短，细菌容易再次滋生，需要经常喷洒，导致抗菌成本较高。而且木制品因其符合白蚁食物链的要求，是白蚁的最佳食物，极易诱使白蚁的侵害。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种木制品用涂料及其生产方法，具有优异的硬度，耐油耐磨，防止龟裂，防虫防腐，装饰效果好的环保木制涂料。
木制品用涂料，包括以下重量份数的原料：
聚氨酯树脂 80 ～ 120份；
硝酸纤维素 30 ～ 45 份；
亚麻籽油 20 ～ 25 份；
海藻酸钠 15 ～ 20份；
桐油 5 ～ 10 份；
氨基硅烷偶联剂 3 ～ 8 份；
八角渣 0.1 ～ 0.5 份；
邻苯二甲酸二丁酯 3 ～ 5 份；
增稠剂 1 ～ 3 份；
消泡剂 2 ～ 3 份；
流平剂 1 ～ 3 份；
阻燃剂 2 ～ 3 份。
所述聚氨酯树脂，为水固性聚氨酯；
所述亚麻籽油，为环氧亚麻籽油；
所述桐油，使用微波对桐油进行干燥，将水分完全蒸发，含水率为1%～3%；
所述的八角渣是八角果实或枝叶蒸馏出茴香油以后干燥的残渣；
所述增稠剂，为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素按照重量比例1:3:1混合；
所述消泡剂，为聚丙烯酸；
所述流平剂，为流平剂BYK-320；
所述阻燃剂为多面体倍半硅氧烷。
木制品用涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将八角渣放入搅碎机中，至300 ～500目，成八角渣粉；
（2）桐籽烘干，含水率为1%～4%，脱壳净化，粉碎至粒度为35～45目，投入萃取釜中，设置温度为40～60℃，压力为25～35MPa，进行萃取，萃取到35～45min，然后将温度调为25～35℃，压力为10～15MPa，萃取桐油，备用；
（3）酯树脂、硝酸纤维素和氨基硅烷偶联剂于45～60℃水浴加热，搅拌均匀20～45min，得到混合物A,备用；
（4）合物A与亚麻籽油和海藻酸钠混合，投入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，搅拌均匀20～50min，加入八角渣粉和邻苯二甲酸二丁酯，于45～80kHz超声40～60分钟，再依次加入桐油、增稠剂、消泡剂、流平剂和阻燃剂，搅拌并逐渐升温至80～120℃，保持0.5～1h，降温至40～45℃，于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
各原料在本发明的涂料中起到的作用：
1、聚氨酯为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物 ，英文缩写PU，水性聚氨酯是以水为分散介质，聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系，以其为原料制成本发明涂料，具有优异的高硬度，同时由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，使得本涂料具有良好的耐油性和耐磨性，还改善了耐老化性、韧性和粘合性。
2、硝酸纤维素又称纤维素硝酸酯，简称NC，俗称硝化纤维素，为纤维素与硝酸酯化反应的产物。以棉纤维为原料的硝酸纤维素称为硝化棉。硝酸纤维素是一种白色纤维状聚合物，耐水、耐稀酸、耐弱碱和各种油类。聚合度不同，其强度亦不同，但都是热塑性物质。
将硝酸纤维素加入本木制品用涂料中，使得涂料的装饰性能好，坚硬耐磨。
3、亚麻籽油，由亚麻籽制取而成，亚麻籽是亚麻的籽实，属亚麻科，别称胡麻，亚麻油涂料是环保涂料中的杰出代表产品，亚麻油涂料是纯天然环保涂料，加入本涂料中，具有很强的装饰效果，同时具有高品质、持久性和完美的渗透感、手感细腻、气味舒适且容易保养维护。
4、海藻酸钠(SA)，是从褐藻或细菌中提取出的一种由α-L- 甘露糖醛酸(M 单元)与β-D- 古罗糖醛酸(G 单元) 通过1，4- 糖苷键连接而成的线性天然高分子。具有生物降解性，快速凝胶性以及良好的生物相容性等优异性能。 海藻酸钠无毒，应用到环保涂料中，即使挥发也是对人体无害物质。
由于海藻酸钠在冷水和温水中都能溶解，形成非常粘稠的均匀的溶液。形成的真溶液具有其他类似物难于获得的柔软性、均一性及其他优良特性。所以加入本发明中具有增稠作用；
在溶液中加入铝、钡、钙、铁、锌、镍等金属盐，就会生成不溶性的藻酸盐。这些金属盐是钠、钾的磷酸盐、乙酸盐等的缓冲剂，可以抑制、延迟凝固。通常pH值为7，呈中性，可在4-10之间调整。是线状高分子电解质，可制成强韧的纤维（藻朊酸纤维）或薄膜，还使得本发明具有防止龟裂作用。
海藻酸钠不溶于水，使得本涂料粉刷之后更加稳定成型，品相更好，装修装饰效果能达到长期有效。
5、桐油，tung oil，是一种优良的带干性植物油，加入本涂料中，起到增透的作用，可透底部木纹，还有利于改色，增强表面漆膜光感效果。
6、偶联剂，是有机成膜物质和无机填料之间的桥梁，使填料更好，更快的分散在有机质中。能够提高本涂层的附着力（使有机质和涂层面的结合更紧密）提高涂层的耐久性，耐候性，坚韧性（使有机质和填充涂料的结合更紧密）涂料颜色更均匀（降低填料的分散粘度，在有机质中分散的更均匀）。
7、八角渣是八角蒸馏出茴油以后的残渣，所述的八角，是木兰科植物，拉丁名（IlliciumverumHooK．f．）属常绿乔木，是我国特产的芳香植物，主要分布在广西、广东、贵州、云南等省区。广西是我国八角的主要产区，产量占全国的85％，占世界的70％，八角树成为了当地山区重要的经济树种之一。八角和八角油是人们喜用的优良食品调料，八角油具有大茴香辛香香气，又称八角茴香，它除了用作调味辛香料外，在食品工业、酿造工业、饮料业、日用化妆品和制药行业中均有广泛的用途。八角茴香是从八角的枝叶或果实经水蒸汽蒸馏而得，根据八角树栽培技术，为使八角树挂果率高，每年均需对八角树进行修枝，修理下来的枝叶可以用来提取八角油。由于产地交通不便，农民多以土法蒸馏为主，这种方法由于设备简单、生产容易、成本低，因而得到广泛应用。但土法蒸馏效率不高，其枝叶得油率仅为0.8％左右；蒸馏以后的残渣基本都放弃了，即使目前的香料加工厂，虽然得油率超过2-3％以上，但是精馏釜底残液也未加以回收，每吨八角枝叶或果实精馏后釜底过滤后的残液还有5公斤以上。
实际上，八角茴香精馏釜底残液是一种很宝贵的资源，其中较重要的是α、β-不饱和酮，α、β-不饱和酮应用广泛，由于其碳碳双键与羰基共轭，故兼有烯烃、酮和共轭二烯烃的性质，具有良好的反应性能，如进行Michael加成反应、Diels-Alder反应等。此外其还是一种重要的有机合成中间体，被广泛应用于医药、农药、香料等领域。是合成黄酮类化合物重要的中间体，本发明人经过试验，将其应用于本涂料中，可规避木制品中的白蚁、粉蠡、天牛等害虫。
8、邻苯二甲酸二丁酯
邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate ,DBP )，属于邻苯二甲酸酯类化合物的一员。是一种有果香味的无色、无毒的透明液体，不溶于水，易溶于大多数有机溶剂，对于多种树脂具有很强的溶解能力， 邻苯二甲酸二丁酯是本发明的增塑剂，具有良好的柔软性，优良增塑剂，凝胶化能力强，良好的软化作用。稳定性、耐挠曲性、黏结性和防水性均优于其他增塑剂。
9、多面体倍半硅氧烷，是有机-无机复合材料，多面体倍半硅氧烷的结构有无规结构、梯形结构、笼形结构、部分笼形结构和桥形结构等，硅氧无机核心赋予多面体倍半硅氧烷良好的耐热性能，温度升到聚合物开始融化的温度时，多面体倍半硅氧烷的分子结构保持不变，当高温使其表面的有机分子氧化时，多面体倍半硅氧烷因对氧稳定而能固定住被氧化的有机分子，形成一层耐火层并提供结构支持。本发明选择多面体倍半硅氧烷作为阻燃剂，与普通的阻燃剂相比，多面体倍半硅氧烷显示出显著的延迟燃烧特性，并大大降低燃烧热。
与现有技术相比，本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、本发明加入聚氨酯，使得涂料具有优异的高硬度，具有良好的耐油性和耐磨性；加入的硝酸纤维素、亚麻籽油和桐油，相互作用，相互配合，生产出的涂料应用于木制品中，有着很强的装饰性能；海藻酸钠还具有增稠和防止龟裂作用；桐油起到增透的作用，可透底部木纹，还有利于改色，增强表面漆膜光感效果；偶联剂，是本发明中有机成膜物质和无机填料之间的桥梁，使填料更好，更快的分散在有机质中；本发明选择八角渣，可规避木制品中的白蚁、粉蠡、天牛等害虫；邻苯二甲酸二丁酯是本发明的增塑剂，具有良好的柔软性，优良增塑剂，凝胶化能力强，良好的软化作用。
2、本发明具有优良的抗冲击性、硬度较好、附着力好、固化收缩率低。表干时间短、高丰满度、高硬度、透明性佳、不易塌陷等特点，产品性能优异，装饰效果很好，提高了木制涂料涂装的档次，具有很高的装饰性。防虫防腐，环保木制涂料。
具体实施方式
实施例1
木制品用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯树脂80份；硝酸纤维素30份；亚麻籽油20份；海藻酸钠15份；桐油5份；氨基硅烷偶联剂3份；八角渣0.1份；邻苯二甲酸二丁酯3份；增稠剂1份；消泡剂2份；流平剂1份。
所述桐油，使用微波对桐油进行干燥，将水分完全蒸发，含水率为3%；
木制品用涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将八角渣放入搅碎机中，至300目，成八角渣粉；
（2）桐籽烘干，含水率为3%，脱壳净化，粉碎至粒度为35目，投入萃取釜中，设置温度为40℃，压力为25MPa，进行萃取，萃取到35min，然后将温度调为25℃，压力为10MPa，萃取桐油，备用；
（3）酯树脂、硝酸纤维素和氨基硅烷偶联剂于45℃水浴加热，搅拌均匀20min，得到混合物A,备用；
（4）合物A与亚麻籽油和海藻酸钠混合，投入反应釜中，580转/分钟搅拌，搅拌均匀20min，加入八角渣粉和邻苯二甲酸二丁酯，于45kHz超声40分钟，再依次加入桐油、增稠剂、消泡剂、流平剂和阻燃剂，搅拌并逐渐升温至80℃，保持0.5h，降温至40℃，于45kHz超声40分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例2
木制品用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯树脂90份；硝酸纤维素35份；亚麻籽油22份；海藻酸钠17份；桐油7份；氨基硅烷偶联剂4份；八角渣0.3份；邻苯二甲酸二丁酯4份；增稠剂2份；消泡剂3份；流平剂2份。
所述桐油，使用微波对桐油进行干燥，将水分完全蒸发，含水率为1%；
木制品用涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将八角渣放入搅碎机中，至350目，成八角渣粉；
（2）桐籽烘干，含水率为3%，脱壳净化，粉碎至粒度为40目，投入萃取釜中，设置温度为45℃，压力为30MPa，进行萃取，萃取到40min，然后将温度调为30℃，压力为12MPa，萃取桐油，备用；
（3）酯树脂、硝酸纤维素和氨基硅烷偶联剂于50℃水浴加热，搅拌均匀30min，得到混合物A,备用；
（4）合物A与亚麻籽油和海藻酸钠混合，投入反应釜中，600转/分钟搅拌，搅拌均匀30min，加入八角渣粉和邻苯二甲酸二丁酯，于50kHz超声50分钟，再依次加入桐油、增稠剂、消泡剂、流平剂和阻燃剂，搅拌并逐渐升温至100℃，保持0.5h，降温至45℃，于60kHz超声40分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例3
木制品用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯树脂100份；硝酸纤维素40份；亚麻籽油25 份；海藻酸钠18份；桐油8份；氨基硅烷偶联剂7份；八角渣0.4份；邻苯二甲酸二丁酯4份；增稠剂2份；消泡剂3份；流平剂3份。
所述桐油，使用微波对桐油进行干燥，将水分完全蒸发，含水率为2%；
木制品用涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将八角渣放入搅碎机中，至500目，成八角渣粉；
（2）桐籽烘干，含水率为3%，脱壳净化，粉碎至粒度为40目，投入萃取釜中，设置温度为50℃，压力为35MPa，进行萃取，萃取到45min，然后将温度调为35℃，压力为14MPa，萃取桐油，备用；
（3）酯树脂、硝酸纤维素和氨基硅烷偶联剂于60℃水浴加热，搅拌均匀30min，得到混合物A,备用；
（4）合物A与亚麻籽油和海藻酸钠混合，投入反应釜中，620转/分钟搅拌，搅拌均匀50min，加入八角渣粉和邻苯二甲酸二丁酯，于70kHz超声40分钟，再依次加入桐油、增稠剂、消泡剂、流平剂和阻燃剂，搅拌并逐渐升温至120℃，保持1h，降温至40℃，于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例4
木制品用涂料，包括以下重量份数的原料：聚氨酯树脂120份；硝酸纤维素45份；亚麻籽油25份；海藻酸钠20份；桐油10份；氨基硅烷偶联剂8份；八角渣0.5份；邻苯二甲酸二丁酯5份；增稠剂3份；消泡剂3份；流平剂3份。
所述桐油，使用微波对桐油进行干燥，将水分完全蒸发，含水率为3%；
木制品用涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将八角渣放入搅碎机中，至500目，成八角渣粉；
（2）桐籽烘干，含水率为3%，脱壳净化，粉碎至粒度为45目，投入萃取釜中，设置温度为60℃，压力为35MPa，进行萃取，萃取到45min，然后将温度调为35℃，压力为15MPa，萃取桐油，备用；
（3）酯树脂、硝酸纤维素和氨基硅烷偶联剂于60℃水浴加热，搅拌均匀45min，得到混合物A,备用；
（4）合物A与亚麻籽油和海藻酸钠混合，投入反应釜中，620转/分钟搅拌，搅拌均匀50min，加入八角渣粉和邻苯二甲酸二丁酯，于80kHz超声60分钟，再依次加入桐油、增稠剂、消泡剂、流平剂和阻燃剂，搅拌并逐渐升温至120℃，保持1h，降温至45℃，于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
经检测，质量技术指标如下：

Claims (9)

1.一种木制品用涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
聚氨酯树脂 80 ～ 120份；
硝酸纤维素 30 ～ 45 份；
亚麻籽油 20 ～ 25 份；
海藻酸钠 15 ～ 20 份；
桐油 5 ～ 10 份；
氨基硅烷偶联剂 3 ～ 8 份；
八角渣 0.1 ～ 0.5 份；
邻苯二甲酸二丁酯 3 ～ 5 份；
增稠剂 1 ～ 3 份；
消泡剂 2 ～ 3 份；
流平剂 1 ～ 3 份；
阻燃剂 2 ～ 3 份；
所述木制品用涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将八角渣放入搅碎机中，至300 ～500目，成八角渣粉；
（2）桐籽烘干，含水率为1%～4%，脱壳净化，粉碎至粒度为35～45目，投入萃取釜中，设置温度为40～60℃，压力为25～35MPa，进行萃取，萃取到35～45min，然后将温度调为25～35℃，压力为10～15MPa，萃取桐油，备用；
（3）酯树脂、硝酸纤维素和氨基硅烷偶联剂于45～60℃水浴加热，搅拌均匀20～45min，得到混合物A,备用；
（4）合物A与亚麻籽油和海藻酸钠混合，投入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，搅拌均匀20～50min，加入八角渣粉和邻苯二甲酸二丁酯，于45～80kHz超声40～60分钟，再依次加入桐油、增稠剂、消泡剂、流平剂和阻燃剂，搅拌并逐渐升温至80～120℃，保持0.5～1h，降温至40～45℃，于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
2.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述聚氨酯树脂，为水固性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述亚麻籽油，为环氧亚麻籽油。
4.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述桐油，使用微波对桐油进行干燥，将水分完全蒸发，含水率为1%～3%。
5.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述的八角渣是八角果实或枝叶蒸馏出茴香油以后干燥的残渣。
6.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述增稠剂，为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素按照重量比例1:3:1混合。
7.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述消泡剂，为聚丙烯酸。
8.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述流平剂，为流平剂BYK-320。
9.根据权利要求1所述的木制品用涂料，其特征在于，所述阻燃剂为多面体倍半硅氧烷。
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CN105670395A (zh) * 2016-03-22 2016-06-15 湖州国信物资有限公司 一种用于木器表面的自干型涂层材料及其制备方法
CN105949982A (zh) * 2016-06-30 2016-09-21 成都华聚杨武家具有限公司 一种抗菌驱虫家具涂料
CN107815240A (zh) * 2017-11-21 2018-03-20 广西吉宽太阳能设备有限公司 防腐家具涂料及生产方法

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