CN109181517A - 一种微波吸收快速干燥水性木器涂料及其制备方法、涂装方法 - Google Patents

一种微波吸收快速干燥水性木器涂料及其制备方法、涂装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，包含以重量百分比计的：去离子水25‑35%、水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯30‑40%、水性含氟丙烯酸酯5‑10%、水性有机硅树脂3‑6%、亲水性纳米氧化锌5‑10%、水性纳米铁氧体0.5‑1%、分散剂1‑3%、流平剂1‑3%、成膜助剂5‑10%；将搅拌得到的水性木器涂料进行涂装，涂装时用微波烘5‑10min，即完成烘干和固化成膜。本发明涂料针对微波烘干设备开发适合微波的专用新型水性涂料，基础组份和工艺简单，微波既能实现涂料的干燥又能使其固化，省去了UV照射固化步骤，并且干燥‑固化速率大大提升，节省了成本和能源消耗，得到的漆膜耐磨、耐水、耐醇、高透明，具有广阔的应用前景。

Description

一种微波吸收快速干燥水性木器涂料及其制备方法、涂装 方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，尤其是一种微波吸收快速干燥水性木器涂料及其制备方法、涂装方法。
背景技术
水性木器涂料涂装于木器之上，经过干燥、固化的步骤成膜，从而得到木器所需的高级质感。以自交联丙烯酸树脂为基础的水性涂料因为其优异的成膜性质、透明度和耐用性得到广泛采用，而在常规的这类涂料中加入一些组分，可增强其耐光、耐腐蚀性能和提高机械性能，或者对丙烯酸树脂进行，可形成各种不同的的高性能水性木器涂料。得到的涂料经过有序的烘干、固化步骤可形成兼具质感和性能的膜层。
然而在现有技术中，烘干、固化是分开进行的，目前水性木器涂料面临以下问题：(1)、水性的涂料含水量高，必须经过干燥，选用有机介质则产生更大的污染；(2)、固化过程与烘干过程相互影响，尤其是烘干工艺耗时长，对固化膜的质量产生不利影响；(3)、目前的组分配方难以达到水性前提下，成膜工艺的简单和成膜质量高之间的平衡。
中国专利CN107353805A公开了一种水性UV木器涂料，其使用改性的丙烯酸酯改善性能，并利用纳米铁氧体吸收微波的特性，在涂装中采用微波均匀蒸发水分，达到快干的效果，最后用UV固化。该专利在加热烘干上取得了很好的效果。然而，由于还需要UV照射固化，此为该专利采用的丙烯酸酯必须经过的步骤，而UV固化中也牵涉到影响固化性能的各种技术问题，如耐光性、成膜均匀性等等。
本发明采取了另外一种思路，开发了新的一种水性木器涂料。其主要成分依旧是丙烯酸酯，然而通过不同的改性得到不同体系，从而在烘干工艺中不仅得到快干的效果，还能自身成膜，不需要经过UV照射的步骤，且成膜质量好，使用寿命长。
发明内容
发明目的：本发明提供一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容：一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，包含以下重量百分比的组分：
作为优选，所述水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯为自交联水性聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液，或者氨基树脂改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，或者聚氨酯改性丙烯酸酯的水分散液。以上复合乳液具有综合性能好，水分散液均已华程度和透明度更好，总之聚氨酯改性的丙烯酸酯具有良好的力学性能，具备高强力和高耐水性。
作为优选，所述水性含氟丙烯酸酯为聚氨酯-氟化丙烯酸酯复合乳液、水性含氟丙烯酸酯核壳乳液、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯的水分散液中的一种。以上含氟丙烯酸酯改善了涂料固化膜的表面性能，赋予了涂料固化膜的高耐老化性、耐水性和耐醇性。
作为优选，所述亲水性纳米氧化锌为纳米氧化锌的水分散液，固含量在25～50％。纳米氧化锌的水分散液分散性好，混合到涂料中性能好，提高了涂料的固含量和漆膜的耐磨性和高硬度与高透明性。
作为优选，所述水性纳米铁氧体为，纳米锂铁氧体、纳米锌铁氧体、尖晶石型软磁铁氧体纳米材料、纳米镍锌铁氧体、纳米镍铜铁氧体中的一种的水分散液。添加纳米铁氧分散体能极大地增加了涂料的微波电磁辐射吸收能力，提高了干燥效率，实现了涂料的快速干燥，而夹杂锌、镍、铜，或者限定其尖晶石结构的铁氧体材料使其微波吸收能力强大而持久。
作为优选，所述成膜助剂包含以下重量百分比的组份：丙二醇苯醚10～15％、醇酯十二15～20％、羟乙基纤维素5～8％、海藻多糖复合胶2～5％、HDI固化剂3.5～6％、纳米二氧化硅0.5-1％，余量为亲水性溶剂。
一种微波吸收快速干燥水性木器涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按照所述重量份百分比，将去离子水、水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯、水性含氟丙烯酸酯、水性有机硅树脂加入搅拌釜中混合，以900～1150rpm的速率搅拌1.5～3h；
(2)、往(1)中树脂体系加入所述重量百分比的亲水性纳米氧化锌、水性纳米铁氧体的分散体，以750～1000rpm继续搅拌1～2h；
(3)、预先配制好成膜助剂，往(2)中的体系加入所述重量百分比的分散剂、流平剂、成膜助剂，以750～1000rpm继续搅拌1～2h，得到水性木器涂料。
一种微波吸收快速干燥水性木器涂料的涂装方法，将搅拌得到的水性木器涂料进行涂装，涂装时用微波烘5-10min，即完成烘干和固化成膜。本次涂装中微波不仅起到烘干作用，还起到固化涂料的作用。
进一步，涂装用微波烘干时，所用微波的频率为2450MHz±50Hz。微波频率为工业标准值，该高频使加热速率较高。
本发明的有益效果在于：本发明的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，配方简易高效，工艺简要而效果卓越。采用的含氟丙烯酸树脂和有机硅树脂改善了涂料固化膜的表面性能，赋予了涂料固化膜的高耐老化性、耐水性和耐醇性；亲水性纳米氧化锌提高了涂料的固含量和漆膜的耐磨性和高硬度与高透明性；添加纳米铁氧分散体能极大地增加了涂料的微波电磁辐射吸收能力，提高了干燥效率，实现了涂料的快速干燥，与微波烘干设备搭配使用事半功倍。相较传统热风干燥方式，烘干要耗时30-60min，使用微波加热设备在本发明上，仅需5-10min，即可达到快速干燥目的，大大缩减人工成本，降低能源损耗。本发明涂料针对微波烘干设备开发适合微波的专用新型水性涂料，基础组份和工艺简单，微波既能实现涂料的干燥又能使其固化，省去了UV照射固化步骤，并且干燥-固化速率大大提升，节省了成本和能源消耗，得到的漆膜耐磨、耐水、耐醇、高透明，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单的介绍。
一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，包括表1中的实施例1～5所涉及的重量份组分。
表1实施例的组分(单位：重量百分比)
其中，所述水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯，在实施例1、4为自交联水性聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液，实施例3为氨基树脂改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，实施例2、5为聚氨酯改性丙烯酸酯的水分散液；所述水性含氟丙烯酸酯，在实施例3为聚氨酯-氟化丙烯酸酯复合乳液，实施例2、4水性含氟丙烯酸酯核壳乳液，实施例3、5为含氟丙烯酸酯改性聚氨酯的水分散液。
所述亲水性纳米氧化锌为纳米氧化锌的水分散液，固含量在25～50％；所述水性纳米铁氧体为，纳米锂铁氧体、纳米锌铁氧体、尖晶石型软磁铁氧体纳米材料、纳米镍锌铁氧体、纳米镍铜铁氧体中的任一种的水分散液。
基本性能测试结果见表2，依据GB/T 1723-1993，GB/T5209-1985，GB/T6753.2-1986，GB/T 4893-1992，GB1731-1993，GB/T1733-1993、GB/T 23987-2009、GB/T1766-1995，HG/T 2454-2006中的方法测定。
表2实施例的基本性能指标
以上实施例仅用以说明本发明的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本发明的保护范围，仍应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，其特征在于，包含以下重量百分比的组分：
去离子水 25-35%
水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯 30-40%
水性含氟丙烯酸酯 5-10%
水性有机硅树脂 3-6%
亲水性纳米氧化锌 5-10%
水性纳米铁氧体 0.5-1%
分散剂 1-3%
流平剂 1-3%
成膜助剂 5-10%。
2.如权利要求1所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，其特征在于，所述水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯为自交联水性聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液，或者氨基树脂改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，或者聚氨酯改性丙烯酸酯的水分散液。
3.如权利要求1所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，其特征在于，所述水性含氟丙烯酸酯为聚氨酯-氟化丙烯酸酯复合乳液、水性含氟丙烯酸酯核壳乳液、含氟丙烯酸酯改性聚氨酯的水分散液中的一种。
4.如权利要求1所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，其特征在于，所述亲水性纳米氧化锌为纳米氧化锌的水分散液，固含量在25~50%。
5.如权利要求1所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，其特征在于，所述水性纳米铁氧体为，纳米锂铁氧体、纳米锌铁氧体、尖晶石型软磁铁氧体纳米材料、纳米镍锌铁氧体、纳米镍铜铁氧体中的一种的水分散液。
6.如权利要求1所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料，其特征在于，所述成膜助剂包含以下重量百分比的组份：丙二醇苯醚10~15%、醇酯十二15~20%、羟乙基纤维素5~8%、海藻多糖复合胶2~5%、HDI固化剂3.5~6%、纳米二氧化硅0.5-1%，余量为亲水性溶剂。
7.如权利要求1~6任一项所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、按照所述重量份百分比，将去离子水、水性自交联聚氨酯改性丙烯酸酯、水性含氟丙烯酸酯、水性有机硅树脂加入搅拌釜中混合，以900~1150rpm的速率搅拌1.5~3h；
（2）、往（1）中树脂体系加入所述重量百分比的亲水性纳米氧化锌、水性纳米铁氧体的分散体，以750~1000rpm继续搅拌1~2h；
（3）、预先配制好成膜助剂，往（2）中的体系加入所述重量百分比的分散剂、流平剂、成膜助剂，以750~1000rpm继续搅拌1~2h，得到水性木器涂料。
8.如权利要求7所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料的涂装方法，其特征在于，将搅拌得到的水性木器涂料进行涂装，涂装时用微波烘5-10min，即完成烘干和固化成膜。
9.如权利要求8所述的一种微波吸收快速干燥水性木器涂料的涂装方法，其特征在于，涂装用微波烘干时，所用微波的频率为2450MHz±50Hz。
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