CN109354944B - 一种无机改性水性木器哑光清漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机改性水性木器哑光清漆及其制备方法，所述无机改性水性木器哑光清漆包括组份A和组份B，其中，组份A和组份B的质量比为10:1～5:1，组份B为水溶性异氰酸酯固化剂，组份A包括如下按质量百分比计算的组份：水性羟基丙烯酸分散体10%‑30%；硅溶胶30%‑65%；增稠剂0.6%‑1.4%；消泡剂0.1%‑0.5%；pH值调节剂0.5%‑1.0%；成膜助剂2%‑6%；流平剂0.3%‑1%；水10%‑35%。本发明所述的水性木器哑光清漆耐高温性能、耐磨抗刮伤性优异，耐水性好，硬度高，且无需添加消光剂即可实现低光泽。

Description

一种无机改性水性木器哑光清漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及木器涂料技术领域，具体地，本发明涉及一种无机改性水性木器哑光清漆及其制备方法。
背景技术
水性木器漆主要以水为介质，VOC含量低，气味轻，施工安全等优点逐渐被人们所接受。但是水性木器漆跟溶剂型木器漆相比性能上还有很大的提升空间，特别是硬度，抗划伤性，丰满度，干燥速率等方面。
目前市面上水性木器漆主要经过以下几代产品的更新：第一代，以水性丙烯酸为主要成膜物质的水性木器漆；第二代，以单组份水性聚氨酯为主要成膜物质的水性木器漆；第三代，主要指水性丙烯酸和水性聚氨酯通过物理共混或者通过化学键结合方式为主要成膜物质的水性木器漆；第四代，主要指双组分水性聚氨酯木器漆(其中一个组分包含羟基官能团，另一个组分是指具有水溶性的水性异氰酸酯固化剂)。
以水性丙烯酸为主要成膜物质的第一代水性木器漆成本低，但其耐水差，抗热回黏性差；以水性聚氨酯为主要成膜物质的第二代水性木器漆硬度高、丰满度好、光泽高、耐水性好，但其成本高、干燥速率慢；第三代水性木器漆是木器市面上应用较多的一类木器漆，但其硬度一般难以满足高硬度要求。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种无机改性水性木器哑光清漆，其耐高温性能、抗刮伤性优异，耐水性好，硬度高，且无需添加消光剂即可实现低光泽。
本发明的另一目的在于提供所述无机改性水性木器哑光清漆的制备方法。
其技术方案如下：
一种无机改性水性木器哑光清漆，包括组份A和组份B，其中，组份A和组份B的质量比为10:1～5:1，组份B为水溶性异氰酸酯固化剂，组份A包括如下按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0001814201430000021
本发明将硅溶胶引入到羟基组分A中，通过pH值调节剂保持体系的pH值在8-9之间，保持组份A的稳定性，防止硅溶胶发生凝胶；通过物理共混的方式将组份B水溶性异氰酸固化剂与组份A混合，在常温条件下组份A和组份B发生反应，组份B把硅溶胶和A组份中的羟基组分连接起来，其中B组分起到架桥剂的作用，可以有效地把硅溶胶接枝到大分子的羟基组份中，形成的漆膜具有很好的综合性能，附着力好，不需要添加消光剂即可实现较低光泽度，硬度高，而且耐高温性能优异、耐磨抗刮伤性优异。
在其中一个实施例中，组份A包括如下按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0001814201430000022
发明人通过实验发现，无机改性水性木器哑光清漆的性能跟硅溶胶的量有较大关系，硅溶胶含量越高，硬度越高，耐高温性能越优异，耐磨抗刮伤性也更优异，但硅溶胶含量若太高，则漆膜容易出现裂纹(漆膜不开裂)，附着力也会下降，且其耐燃烧性能变差。
在其中一个实施例中，所述水性羟基丙烯酸分散体为科思创的2521和/或allnex6299。
在其中一个实施例中，所述水溶性异氰酸酯固化剂为科思创BAYHYDUR304、科思创水性固化剂2655、厦门聚优贸易有限公司水性固化剂5500中的一种或者多种。
在其中一个实施例中，所述成膜助剂包括1-3％的二丙二醇甲醚和1-3％的二丙二醇丁醚。
所述无机改性水性木器哑光清漆的制备方法，包括如下步骤：
S1、向反应仪器或分散仪器中加入去离子水、消泡剂、占组份A总量0.2％-0.6％的增稠剂，搅拌速度维持在400-500r/min，分散5min-10min；
S2、向反应仪器或分散仪器中加入水性羟基丙烯酸分散体搅拌10-20min，搅拌速度维持在400-500r/min；
S3、向反应仪器或分散仪器加硅溶胶，搅拌速度维持在400-500r/min，分散10-15min；
S4、加入成膜助剂、流平剂分散5-10min；
S5、再加入占组份A总量0.4％-0.8％的增稠剂，过滤包装即得到组份A；
S6、将组份A与组份B按质量比为10:1～5:1复配，搅拌均匀，即得所述无机改性水性木器哑光清漆。
在其中一个实施例中，步骤S1为：向分散缸中加入去离子水，然后依次加入消泡剂、占组份A总量0.2％-0.6％的增稠剂，搅拌速度维持在400-500r/min，分散5min-10min。
在其中一个实施例中，步骤S4为：依次向分散缸中加入成膜助剂、流平剂分散5-10min。
在其中一个实施例中，步骤S6所述组份A与组份B的质量比为8:1～5:1。实验发现，当组份A与组份B的质量比为8:1～5:1，所述的无机改性水性木器哑光清漆的光泽度能够低于10。
本发明的有益效果在于：本发明所述的无机改性水性木器哑光清漆将硅溶胶引入到羟基组分A中，并以组份B水溶性异氰酸固化剂为“桥梁”把硅溶胶和A组份中的羟基组分连接起来，有效地把硅溶胶接枝到了大分子的羟基组份中，形成的漆膜具有很好的综合性能；本发明所述的无机改性水性木器哑光清漆与木器的附着力能够达到0级，硬度可达1H及其以上；本发明所述的无机改性水性木器哑光清漆不需要加入消光剂光泽即可实现低光泽；本发明所述的无机改性水性木器哑光清漆性能上接近溶剂型木器漆，同时具有很好的耐高温性，能有效阻止被装饰物的燃烧；本发明所述的机改性水性木器哑光清漆在常温条件下即可制备得到，工艺简单。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种无机改性水性木器哑光清漆，包括组份A和组份B，其中，组份A和组份B的质量比为5:1，组份B为水溶性异氰酸酯固化剂科思创BAYHYDUR304，组份A由如下按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0001814201430000041
所述无机改性水性木器哑光清漆的制备过程如下：
S1、向分散缸中加入去离子水，然后依次加入消泡剂、占组份A总量0.5％的增稠剂，搅拌速度维持在400-500r/min，分散5min-10min；
S2、向分散缸中加入水性羟基丙烯酸分散体(科思创2521)搅拌10-20min，搅拌速度维持在400-500r/min；
S3、向分散缸中加硅溶胶，搅拌速度维持在400-500r/min，分散10-15min；
S4、依次向分散缸中加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、流平剂分散5-10min；
S5、再加入占组份A总量0.5％的增稠剂，过滤包装即得到组份A；
S6、将组份A与组份B按质量比为5:1复配，搅拌均匀，即得所述无机改性水性木器哑光清漆。
实施例2
一种无机改性水性木器哑光清漆，包括组份A和组份B，其中，组份A和组份B的质量比为5:1，组份B为水溶性异氰酸酯固化剂科思创BAYHYDUR304，组份A由如下按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0001814201430000051
所述无机改性水性木器哑光清漆的制备过程如下：
S1、向分散缸中加入去离子水，然后依次加入消泡剂、占组份A总量0.3％的增稠剂，搅拌速度维持在400-500r/min，分散5min-10min；
S2、向分散缸中加入水性羟基丙烯酸分散体(科思创2521)搅拌10-20min，搅拌速度维持在400-500r/min；
S3、向分散缸中加硅溶胶，搅拌速度维持在400-500r/min，分散10-15min；
S4、依次向分散缸中加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、流平剂分散5-10min；
S5、再加入占组份A总量0.4％的增稠剂，过滤包装即得到组份A；
S6、将组份A与组份B按质量比为5:1复配，搅拌均匀，即得所述无机改性水性木器哑光清漆。
实施例3
一种无机改性水性木器哑光清漆，包括组份A和组份B，其中，组份A和组份B的质量比为5:1，组份B为水溶性异氰酸酯固化剂科思创BAYHYDUR304，组份A由如下按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0001814201430000061
所述无机改性水性木器哑光清漆的制备过程如下：
S1、向分散缸中加入去离子水，然后依次加入消泡剂、占组份A总量0.6％的增稠剂，搅拌速度维持在400-500r/min，分散5min-10min；
S2、向分散缸中加入水性羟基丙烯酸分散体(科思创2521)搅拌10-20min，搅拌速度维持在400-500r/min；
S3、向分散缸中加硅溶胶，搅拌速度维持在400-500r/min，分散10-15min；
S4、依次向分散缸中加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、流平剂分散5-10min；
S5、再加入占组份A总量0.8％的增稠剂，过滤包装即得到组份A；
S6、将组份A与组份B按质量比为5:1复配，搅拌均匀，即得所述无机改性水性木器哑光清漆。
实施例4
一种无机改性水性木器哑光清漆，包括组份A和组份B，其中，组份A和组份B的质量比为5:1，组份B为水溶性异氰酸酯固化剂拜耳BAYHYDUR 304，组份A由如下按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0001814201430000071
所述无机改性水性木器哑光清漆的制备过程如下：
S1、向分散缸中加入去离子水，然后依次加入消泡剂、占组份A总量0.2％的增稠剂，搅拌速度维持在400-500r/min，分散5min-10min；
S2、向分散缸中加入水性羟基丙烯酸分散体(科思创2521)搅拌10-20min，搅拌速度维持在400-500r/min；
S3、向分散缸中加硅溶胶，搅拌速度维持在400-500r/min，分散10-15min；
S4、依次向分散缸中加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、流平剂分散5-10min；
S5、再加入占组份A总量0.4％的增稠剂，过滤包装即得到组份A；
S6、将组份A与组份B按质量比为5:1复配，搅拌均匀，即得所述无机改性水性木器哑光清漆。
实施例5
一种无机改性水性木器哑光清漆，其组份与制备过程与实施例1相似，区别在于，本实施例中组份A和组份比的质量比为6：1。
实施例6
一种无机改性水性木器哑光清漆，其组份与制备过程与实施例1相似，区别在于，本实施例中组份A和组份比的质量比为10：1。
实施例7
一种无机改性水性木器哑光清漆，其组份与制备过程与实施例1相似，区别在于：本实施例所用的水性羟基丙烯酸分散体为allnex 6299，所用的水溶性异氰酸酯固化剂为科思创水性固化剂2655。
实施例8
一种无机改性水性木器哑光清漆，其组份与制备过程与实施例1相似，区别在于：本实施例所用的水溶性异氰酸酯固化剂为厦门聚优化学品有限公司5500，组份A和组份B的质量比为8:1。
对实施例1-8制备的无机改性水性木器哑光清漆进行性能测试，测试方法如下：
(1)铅笔硬度测试
QHQ-A铅笔硬度计测定涂膜硬度：将仪器平放在试片上，用刀片削铅笔，使笔芯凸出部分约2-5mm，垂直握住铅笔，石墨朝下对着砂纸把石墨芯磨平；再将铅笔插入仪器，使笔芯与试验片接触后并且固定锁紧。用拇指与食指抓在两个轮子中心；将仪器往后往前推约1-2厘米即可移开仪器，观察是否有写划痕。铅笔的硬度由两个相近硬度等级确定，较软的一种铅笔产生一个写痕迹，另一个硬度等级将在涂层上产生一个明显的划痕，从而确定涂膜的硬度。
(2)附着力测试
将乳液用100μm的制膜器在玻璃板上制备均匀连续的膜，然后放入到烤箱中80℃烘烤1个小时，然后取出来冷却至室温，用百格法测试漆膜的附着力。
(3)耐水性测试
用100μm的制膜器在玻璃板上制备均匀连续的漆膜，放入到烤箱中50℃烘烤8h，然后取出来冷却到室温，然后将玻璃板放入到水中侵泡，每隔一段时间观察漆膜是否有发白、起泡现象，持续观察48h。
(4)光泽测试
用100μm的制膜器在黑白卡纸上制备均匀连续的漆膜，等待漆膜实干后，用光泽计(60度)测试漆膜的光泽。
(5)耐高温性测试
样板的制作：在规格为A4的基板上批刮木器腻子，腻子干后打磨平整，喷涂第一遍水性木器封闭底漆，底漆实干后进行打磨，喷涂有色的木器漆，实干后用细砂纸轻微打磨，最后喷两遍无机改性的水性木器哑光清漆。
耐高温性能测试：样板制作好后，放入到烤箱中50℃烘烤8h，冷却到室温，然后用普通打火机对漆膜面进行测试，每隔一定时间观察漆膜是否会燃烧，是否有滴落物。
(6)抗刮伤性测试
在制备好的木器漆漆膜上用硬毛刷根部刻划，漆膜被刻划的位置没有明显痕迹，平整光滑如新即为合格。
实施例1-8所制备的无机改性水性木器哑光清漆性能测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001814201430000091
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种无机改性水性木器哑光清漆，其特征在于，包括组分A和组分B，其中，组分A和组分B的质量比为10:1～5:1，组分B为水溶性异氰酸酯固化剂，组分A由如下按质量百分比计算的组分组成：
水性羟基丙烯酸分散体10％-30％；
硅溶胶30％-65％；
增稠剂0.6％-1.4％；
消泡剂0.1％-0.5％；
pH值调节剂0.5％-1.0％；
成膜助剂2％-6％；
流平剂0.3％-1％；
水10％-35％；
所述组分A中各组分用量之和为100％；
所述成膜助剂包括1-3％的二丙二醇甲醚和1-3％的二丙二醇丁醚。
2.根据权利要求1所述的无机改性水性木器哑光清漆，其特征在于，组分A由如下按质量百分比计算的组分组成：
水性羟基丙烯酸分散体10％-20％；
硅溶胶30％-55％；
增稠剂0.2％-0.6％；
消泡剂0.1％-0.5％；
pH值调节剂0.5％-1.0％；
成膜助剂2％-6％；
流平剂0.3％-1％；
增稠剂0.4％-1％；
水15％-30％；
所述组分A中各组分用量之和为100％。
3.根据权利要求1所述的无机改性水性木器哑光清漆，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸分散体为allnex 6299。
4.根据权利要求1所述的无机改性水性木器哑光清漆，其特征在于，所述水溶性异氰酸酯固化剂为科思创BAYHYDUR 304、科思创水性固化剂2655中的一种或者两种。
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