CN109337554A - 一种导电uv木器涂料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导电UV木器涂料及其制造方法，该导电UV木器涂料分为前序涂料组份和后续涂料组份，其中前序涂料组份是壳聚糖抗菌凝胶；后续涂料组份是由按重量份计含有质量分数为15％‑20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液、含有质量分数为25％‑30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液、封闭型异氰酸酯交联剂、消泡剂、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯、从山羊角中提取的以角蛋白和甾醇为主体的混合物，然后采用乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂进行饱和化封闭而获得。本与木质纤维结合力好、紫外光硬化效果好、导电性好、耐高温、耐磨、自憎水。

Description

一种导电UV木器涂料及其制造方法

技术领域

本发明涉及环保涂料领域，尤其涉及一种导电UV木器涂料及其制造方法。

背景技术

木材制品包括实木及人造板的制品，木制品上所用的涂料统称为木器涂料，它包括家具、门窗、护墙板、地板、日常生活用品、木制乐器、体育用品、文具、儿童玩具等所选用涂料，一般来说木器涂料以家具涂料为主。

导电漆就是用导电金属粉末添加于特定的树脂原料中以制成能够喷涂的的油漆涂料，干燥后形成漆膜后能起到导电的作用，从而屏蔽电磁波干扰的功能。屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

传统的油漆加工用传统的聚氨酯涂料PU溶剂型类型油漆为主，最少需要连续三次以上的喷漆，打磨，几天时间的生产周期，大量的用工需求和场地占用使的家具行业的利润急剧下降，成本不断增加，还存在着VOC较大，对环境产生不利影响，同时耐高温性能也无法恭维，而在某些特殊的极端环境中(如工厂常用的汽油存储间、酒精存储间)对环境中的静电有着极高的要求，因而应用于这些场景中的木器应具备相当抗静电的功能，但事实上目前并没有这么做，而是通过采用接地的金属容器(如铁桶)在限定区域(远离厂房)放置，使用时极不方便(取用困难)。由于完全意义上的环保导电木器涂料还未真正出现，因此目前市场上仍没有一种与木质纤维结合力好、紫外光硬化效果好、导电性好、耐高温、耐磨、自憎水的木器涂料。

因此市场上急需一种与木质纤维结合力好、紫外光硬化效果好、导电性好、耐高温、耐磨、自憎水的木器涂料。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种与木质纤维结合力好、紫外光硬化效果好、导电性好、耐高温、耐磨、自憎水的木器涂料。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种UV导电木器涂料的制造方法，包括以下步骤：

1)原材料准备

①原材料准备：按重量份准备壳聚糖抗菌凝胶5份-8份、含有质量分数为15％-20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液75份-80份、含有质量分数为25％-30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液10份-12份、封闭型异氰酸酯交联剂0.5份-1份、消泡剂0.1份-0.2份、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2份-3份、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯6份-8份、山羊角30份-35份；

②分解活化辅料准备：足量去离子水、足量噬纤维菌菌剂、足量胶原活化酶水剂；

2)抗菌憎水耐磨功能质的制造

①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持6天-8天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；

②将步骤①获得的浸润无血角质机械切碎成粒径2mm-5mm的碎粒，获得待处理角质；

③将步骤②获得的待处理角质与其重量2倍-3倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa-0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃

-125℃，保温2.5h-3h，然后滤除溶液，保留固含物，获得预制功能成份；

④重复步骤③3次-5次，将获得的预制预制功能成份混合均匀，获得粗制功能成份；

⑤将步骤④获得的粗制功能成份逐渐蒸离水份并采用陶瓷球磨机研磨至粒径10μm-15μm的微粉，该微粉即为所需抗菌憎水耐磨功能质；

3)UV涂料主体的制造

①将阶段1)中步骤①获得的含不饱合基团聚醚多元醇的水溶液、含不饱合基团聚酯多元醇的水溶液、封闭型异氰酸酯交联剂、消泡剂、溶解有石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯混合并搅拌均匀，即获得UV涂料主体原液；

②将步骤①获得的UV涂料主体原液升温至75℃-85℃，保温1h-1.5h，获得所需UV涂料主体；

4)表面强化处理

①将阶段2)获得的抗菌憎水耐磨功能质与阶段3)获得的UV涂料主体混合均匀后，与阶段1)步骤①准备的乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂混合并搅拌均匀，获得表面强化UV涂料主体，将阶段1)步骤①准备的壳聚糖抗菌凝胶与表面强化UV涂料主体按先后顺序连续刷涂在木器表面后，采用紫外线光子照射进行固化，照射时间1s-2s，即获得所需导电UV木器涂料。

采用上述方法制造的导电UV木器涂料，该导电UV木器涂料分为前序涂料组份和后续涂料组份，其中前序涂料组份是按重量份计壳聚糖抗菌凝胶5份-8份；后续涂料组份是由按重量份计含有质量分数为15％-20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液75份-80份、含有质量分数为25％-30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液10份-12份、封闭型异氰酸酯交联剂0.5份-1份、消泡剂0.1份-0.2份、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2份-3份、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯6份-8份、从山羊角30份-35份中通过焖煮分离再机械磨粉后获得的粒径10μm-15μm的角蛋白和甾醇为主体的混合物，然后采用乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2份-3份进行饱和化封闭而获得。

与现有技术相比较，由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：(1)本发明的重要功能成份——山羊角提取物主要是不溶于水、盐液、稀酸或稀碱的角蛋白和不溶于水、碱和酸的甾醇，这一方面充分利用了常规技术中没有应用的废弃物(羊角不同于鹿角和牛角，由于其内成份的原因基本无药用价值，不能如同鹿角、牛角一样入药，也由于其形状尺寸受限，无法加工为工艺品或生活用品如牛角梳等物件，因此一般也是作为废弃物直接扔弃的)，另一方面角蛋白对涂料进行填充，可明显提高涂料的抗冲击能力和成膜率，而对漆膜的抗张强度、撕裂强度和染料的吸收率不产生明显影响，而甾醇具有阻断氧化的作用，可以明显提升本发明的使用寿命和起到一定的抑菌作用，另外，这两种功能成份都是非极性液体的增粘剂，能明显提升本发明涂料的运动粘度，提升成膜效率、成膜强度和表面结合力。(2)不同于常规木器用漆，也不同于常规的UV木器涂料，本发明采用的工艺没有高温、也没有具有污染属性的化工原料和生产工艺，相反多使用来源广泛、无污染属性的废弃物或低价格材料，因此本发明是本技术领域的环保创新技术，工艺过程绿色环保且成本低廉。(3)众所周知，聚氨酯紫外光固化涂料(UV涂料)内一般都要添加结合力促进剂和成膜助剂，根据色彩需求还会添加不同的化工颜料，这些物质多数都是本身有污染属性或相关生产过程中会造成污染的，尤其当应用于木器时，由于木器本身的结构是疏孔结构，并会随着时间的流逝或温度的升温逐渐脱去水分，因此常规的木器用涂料一般都要用带胶粘剂的底其涂层，而众所周知的是，市售的常规木器用胶粘剂，无一不含有毒物质——甲醛，而本发明利用经胶原活化酶活化处理后的壳聚糖抗菌凝胶本身就具有相当出色的粘度和稳定性，兼之同为植物体，细胞结构类似，因此本发明与木器的结合力属于自然亲和地结合，胶粘效果好、结合力强，自然防止了使用甲醛的危害；这里值得一提的是，壳聚糖中含有氨基(NH²⁺)，这些氨基通过结合负电子来抑制细菌，这里面就包括发各种会腐蚀木质本体或涂料的微生物，尤其是致腐菌等。(4)本发明中作为重要功能组份的壳聚糖在其它成份反应时有少部分吸收游离的乙酰基还原聚合成了类甲壳素物质，这些甲壳素保留着极高的分子量(一般约100万左右)，这就意味着本发明中的甲壳素与天然甲壳一样，有远高于现有技术的耐溶性、耐蚀性(根据研究，分子量越高的甲壳素，其水溶性、酯溶性越差，抗酸蚀、抗碱蚀的能力越强)，另外还有重要的一点，本发明通过制取这种化学性质稳定的固态微粉而又均匀分布在涂料中，使得本发明的涂料通过这种硬质颗粒获得了更高的耐磨性和表面憎水性能。(5)本发明的主体材料是以聚醚型聚氨酯为主，聚酯型聚氨酯为辅，根据现有技术数据，聚醚型聚氨酯拉伸比大、柔韧性好，但强度不足，聚酯型聚氨酯拉伸比小、韧性差，但强度很高，加之以消泡剂和氢氧化镁，使初步获得的聚氨酯原液内的聚氨酯具有非常好的拉伸比和柔韧性，同时有一定的聚酯型聚氨酯作为支撑，强度也能基本满足使用要求，经过羟化改性后，获得一定的碱硬化效果，然后又科学地利用了乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷在常温的紫外光(其实自然阳光就足够了)下会与羟基反应进成硅烷反应物憎水封闭致密膜层，堵住绝大多数木质疏孔，这会使本发明在木器表面快速成膜硬化，并且这层涂料具有明显的憎水反应，能大大提高本发明的使用性能，紫外光硬化效果好。(6)由于本身不保合的聚氨酯支链均在紫外线的照射下与乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷反应形成了饱和链，本发明的化学稳定性相较于其它UV涂料的常规聚氨酯丙烯酸大大提高，根据实测，燃点(着火点)约为220℃，高于常规聚氨酯的180℃，耐高温性能好。(7)由于本发明的涂料主体中含有均匀化的溶解在非极性溶液中的石墨烯，为本发明带来了导电功能，自导电性能好。(8)石墨烯载体的肉豆蔻酸异丙酯本身也是一种助渗剂，能有效地提高本发明的涂料浸渗入木质基体的深度和浓度，可以明显地增加本发明与木器的结合力。作为因此本发明具有与木质纤维结合力好、紫外光硬化效果好、导电性好、耐高温、耐磨、自憎水的特性。

具体实施方式

实施例1：

一种导电UV木器涂料，该导电UV木器涂料分为前序涂料组份和后续涂料组份，其中前序涂料组份是按重量份计壳聚糖抗菌凝胶8Kg；后续涂料组份是由按重量份计含有质量分数为15％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液75Kg、含有质量分数为25％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液10Kg、封闭型异氰酸酯交联剂0.5Kg、消泡剂0.1Kg、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2Kg、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯6Kg、从山羊角30Kg中通过焖煮分离再机械磨粉后获得的粒径10μm-15μm的角蛋白和甾醇为主体的混合物，然后采用乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2Kg进行饱和化封闭而获得。

上述UV导电木器涂料的制造方法，包括以下步骤：

1)原材料准备

①原材料准备：按重量份准备壳聚糖抗菌凝胶8Kg、含有质量分数为15％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液75Kg、含有质量分数为25％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液10Kg、封闭型异氰酸酯交联剂0.5Kg、消泡剂0.1Kg、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2Kg、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯6Kg、山羊角30Kg；

②分解活化辅料准备：足量去离子水、足量噬纤维菌菌剂、足量胶原活化酶水剂；

2)抗菌憎水耐磨功能质的制造

①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持6天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；

②将步骤①获得的浸润无血角质机械切碎成粒径2mm-5mm的碎粒，获得待处理角质；

③将步骤②获得的待处理角质与其重量2倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa-0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃-125℃，保温2.5h，然后滤除溶液，保留固含物，获得预制功能成份；

④重复步骤③3次，将获得的预制预制功能成份混合均匀，获得粗制功能成份；

⑤将步骤④获得的粗制功能成份逐渐蒸离水份并采用陶瓷球磨机研磨至粒径10μm-15μm的微粉，该微粉即为所需抗菌憎水耐磨功能质；

3)UV涂料主体的制造

①将阶段1)中步骤①获得的含不饱合基团聚醚多元醇的水溶液、含不饱合基团聚酯多元醇的水溶液、封闭型异氰酸酯交联剂、消泡剂、溶解有石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯混合并搅拌均匀，即获得UV涂料主体原液；

②将步骤①获得的UV涂料主体原液升温至75℃-85℃，保温1h，获得所需UV涂料主体；

4)表面强化处理

①将阶段2)获得的抗菌憎水耐磨功能质与阶段3)获得的UV涂料主体混合均匀后，与阶段1)步骤①准备的乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂混合并搅拌均匀，获得表面强化UV涂料主体，将阶段1)步骤①准备的壳聚糖抗菌凝胶与表面强化UV涂料主体按先后顺序连续刷涂在木器表面后，采用紫外线光子照射进行固化，照射时间1s-2s，即获得所需导电UV木器涂料。

采用本实施例生产的导电UV木器涂料与杉木表面结合力27MPa，电磁屏蔽等级为B级。

实施例2

整体与实施例1一致，差异之处在于：

一种导电UV木器涂料，该导电UV木器涂料分为前序涂料组份和后续涂料组份，其中前序涂料组份是按重量份计壳聚糖抗菌凝胶5Kg；后续涂料组份是由按重量份计含有质量分数为20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液80Kg、含有质量分数为30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液12Kg、封闭型异氰酸酯交联剂1Kg、消泡剂0.2Kg、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂3Kg、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯8Kg、从山羊角35Kg中通过焖煮分离再机械磨粉后获得的粒径10μm-15μm的角蛋白和甾醇为主体的混合物，然后采用乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂3Kg进行饱和化封闭而获得。

上述UV导电木器涂料的制造方法，包括以下步骤：

1)原材料准备

①原材料准备：按重量份准备壳聚糖抗菌凝胶5Kg、含有质量分数为20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液80Kg、含有质量分数为30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液12Kg、封闭型异氰酸酯交联剂1Kg、消泡剂0.2Kg、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂3Kg、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯8Kg、山羊角35Kg；

2)抗菌憎水耐磨功能质的制造

①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持8天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；

③将步骤②获得的待处理角质与其重量3倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa-0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃-125℃，保温3h，然后滤除溶液，保留固含物，获得预制功能成份；

④重复步骤③5次，将获得的预制预制功能成份混合均匀，获得粗制功能成份；

3)UV涂料主体的制造

②将步骤①获得的UV涂料主体原液升温至75℃-85℃，保温1.5h，获得所需UV涂料主体；

采用本实施例生产的导电UV木器涂料与杉木表面结合力30MPa，电磁屏蔽等级为A级。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种UV导电木器涂料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)原材料准备

①原材料准备：按重量份准备壳聚糖抗菌凝胶5份-8份、含有质量分数为15％-20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液75份-80份、含有质量分数为25％-30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液10份-12份、封闭型异氰酸酯交联剂0.5份-1份、消泡剂0.1份-0.2份、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2份-3份、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯6份-8份、山羊角30份-35份；

②分解活化辅料准备：足量去离子水、足量噬纤维菌菌剂、足量胶原活化酶水剂；

2)抗菌憎水耐磨功能质的制造

①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持6天-8天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；

②将步骤①获得的浸润无血角质机械切碎成粒径2mm-5mm的碎粒，获得待处理角质；

③将步骤②获得的待处理角质与其重量2倍-3倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa-0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃-125℃，保温2.5h-3h，然后滤除溶液，保留固含物，获得预制功能成份；

④重复步骤③3次-5次，将获得的预制预制功能成份混合均匀，获得粗制功能成份；

⑤将步骤④获得的粗制功能成份逐渐蒸离水份并采用陶瓷球磨机研磨至粒径10μm-15μm的微粉，该微粉即为所需抗菌憎水耐磨功能质；

3)UV涂料主体的制造

①将阶段1)中步骤①获得的含不饱合基团聚醚多元醇的水溶液、含不饱合基团聚酯多元醇的水溶液、封闭型异氰酸酯交联剂、消泡剂、溶解有石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯混合并搅拌均匀，即获得UV涂料主体原液；

②将步骤①获得的UV涂料主体原液升温至75℃-85℃，保温1h-1.5h，获得所需UV涂料主体；

4)表面强化处理

①将阶段2)获得的抗菌憎水耐磨功能质与阶段3)获得的UV涂料主体混合均匀后，与阶段1)步骤①准备的乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂混合并搅拌均匀，获得表面强化UV涂料主体，将阶段1)步骤①准备的壳聚糖抗菌凝胶与表面强化UV涂料主体按先后顺序连续刷涂在木器表面后，采用紫外线光子照射进行固化，照射时间1s-2s，即获得所需导电UV木器涂料。

2.采用权利要求1所述方法制造的导电UV木器涂料，其特征在于：该导电UV木器涂料分为前序涂料组份和后续涂料组份，其中前序涂料组份是按重量份计壳聚糖抗菌凝胶5份-8份；后续涂料组份是由按重量份计含有质量分数为15％-20％不饱合基团聚醚多元醇的水溶液75份-80份、含有质量分数为25％-30％的不饱合基团聚酯多元醇的水溶液10份-12份、封闭型异氰酸酯交联剂0.5份-1份、消泡剂0.1份-0.2份、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2份-3份、溶解有质量分数为10％石墨烯的肉豆蔻酸异丙酯6份-8份、从山羊角30份-35份中通过焖煮分离再机械磨粉后获得的粒径10μm-15μm的角蛋白和甾醇为主体的混合物，然后采用乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷封闭剂2份-3份进行饱和化封闭而获得。