CN109354994B - 一种uv led水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法，所述涂料按重量份计算，包括：水性脂肪族聚氨酯分散体70～90份，水性分散剂0.1～0.5份，水性湿润剂0.1～0.5份，水性气相二氧化硅0.1～0.5份，消光粉1～5份，水性蜡乳液1～5份，水性聚四氟乙烯蜡0.5～3份，水性光引发剂3～8份，水性消泡剂0.1～1份，水性流平剂0.1～1份，增稠剂0.5～3份，杀菌剂0.05～0.5份，罐内防腐剂0.05～0.5份，去离子水3～10份；所述涂料不含有VOC等有害物质，固化速度快，固化耗能少；所述制备方法操作简单，容易实施。

Description

一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及UV LED水性涂料及其制备技术领域，特别涉及一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法。

背景技术

传统的UV水性紫外光固化涂料是指水性紫外光固化树脂UV涂料，即利用紫外线作为固化能源，在常温下快速交联成膜的水性树脂UV涂料。

但是水性紫外光固化树脂UV涂料能耗高，在固化过程中会产生大量的臭氧，对环境污染大，危害人的身体健康。

UV LED（紫外发光二极管）是一个冷光源，在红外光谱范围内没有输出，不需要使用复杂的冷却设备，如冷却辊和遮光布，能用于热敏感的基材，电-光转换效率高，对环境友好，对人体不产生危害。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法，旨在解决现有技术中的水性紫外光固化涂料固化能耗高，在固化过程中产生对人体和环境有害的臭氧。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 70～90份，

水性分散剂 0.1～0.5份，

水性湿润剂 0.1～0.5份，

水性气相二氧化硅 0.1～0.5份，

消光粉 1～5份，

水性蜡乳液 1～5份，

水性聚四氟乙烯蜡 0.5～3份，

水性光引发剂 3～8份，

助剂 1.5～6份，

去离子水 3～10份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料中，所述助剂按重量份计算，包括：

水性消泡剂 0.1～1份，

水性流平剂 0.1～1份，

增稠剂 0.5～3份，

杀菌剂 0.05～0.5份，

罐内防腐剂 0.05～0.5份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料中，所述水性分散剂、水性湿润剂和水性气相二氧化硅的重量比为1∶1∶1。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料中，所述水性蜡乳液为非离子型的水性蜡乳液。

所述UV LED水性紫外光固化红木家具涂料中，所述消光粉为二氧化硅消光粉。

所述UV LED水性紫外光固化红木家具涂料中，所述水性光引发剂为（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品。

所述UV LED水性紫外光固化红木家具涂料中，所述增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂。

所述UV LED水性紫外光固化红木家具涂料中，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。

一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括以下步骤：

S001.按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～900rpm的转速分散10～15min；

S002.再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

S003.取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

S004.取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700～900rpm的转速分散10～15min,得成品涂料。

有益效果：

本发明提供了一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法，所述涂料在395nm的UV LED下固化，固化速度快，能节约50%～75%的电力，固化过程中不产生臭氧，所述涂料中不含油性溶剂，不产生VOC，环保无毒，漆膜涂层硬度为中华铅笔硬度2H，附着力达0级，光泽度均匀，漆膜细腻，手感光滑；所述制备方法操作简单，容易实施。

附图说明

图1为本发明提供的所述水性光引发剂在不同质量百分浓度下的紫外吸收光谱图。

具体实施方式

本发明提供一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 70～90份，

水性分散剂 0.1～0.5份，

水性湿润剂 0.1～0.5份，

水性气相二氧化硅 0.1～0.5份，

消光粉 1～5份，

水性蜡乳液 1～5份，

水性聚四氟乙烯蜡 0.5～3份，

水性光引发剂 3～8份，

助剂 1.5～6份，

去离子水 3～10份。

具体地，所述助剂按重量份计算，包括：

水性消泡剂 0.1～1份，

水性流平剂 0.1～1份，

增稠剂 0.5～3份，

杀菌剂 0.05～0.5份，

罐内防腐剂 0.05～0.5份。

在上述涂料中，水性脂肪族聚氨酯分散体是主要的成膜物质，具有优秀的物理和化学耐性，对多种底材均具有良好的附着力，应用于红木家具中能够延长红木家具的保养周期。

优选地，所述水性分散剂、水性湿润剂和水性气相二氧化硅的重量比为1∶1∶1。所述水性分散剂采用BYK 190，是含颜料亲和基团的嵌段共聚物，在所述涂料中主要使水性气相二氧化硅、消光粉更好地分散，稳定涂料的粘度，提高其储藏稳定性。所述湿润剂为TEGOWet 270，TEGO Wet 270是酸性的聚合物的烷醇胺盐，使所述涂料均匀的润湿，对底材具有良好的湿润性，并且具有优异的抗缩孔性能，提高所述涂料的流平性。所述水性气相二氧化硅优选毕克化学的WR 8520，能够调节所述涂料在生产、储存和施工时的流变性，防止消光粉沉淀，改善施工时漆膜的流动性和厚度。所述涂料中水性分散剂、水性湿润剂和水性气相二氧化硅采用上述比例，涂料中各成分的分散效果最好，所述涂料的附着力和流平性、施工性能达到最佳的状态。

优选地，所述水性蜡乳液为非离子型的水性蜡乳液，一种实施方式中，所述水性蜡乳液采用毕克化学的AQUACER 513非离子型氯化HOPE蜡，具有超细的颗粒度，能很好低分散在所述涂料中，改善漆膜的抗刮性，增强漆膜的手感。

一种实施方式中，所述水性聚四氟乙烯蜡采用毕克化学的CERAFLOUR 996 PTFE蜡，改善漆膜的抗刮性，增强漆膜的手感。

所述消光粉为二氧化硅消光粉，具有极高的透明度和消光效果，能够很好地调整所述涂料的光泽度。

优选地，所述水性光引发剂为（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品， 对二甲氨基苯甲酸异辛酯可以中和（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦，是高效的光引发剂，在393nm处有吸收峰，接近涂料的固化波长，而且复配光引发剂的光解产物为三甲基苯甲酰自由基和二苯基膦酰自由基，都是引发活性很高的自由基，并且利于紫外光透过，稳定性优良，提高涂层的表干效果。请参照图1，图1为所述水性光引发剂通过树脂稀释后，在不同质量百分浓度下的紫外吸收光谱图，如图所示，所述水性光引发剂在395nm附近有强烈的吸收。

优选地，所述增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂；一种实施方式中，所述增稠剂采用罗门哈斯的RM-8W，在涂料中提供极佳的流动和流平性、均匀的成膜性能，改善涂料在施工过程中出现的流挂现象。

优选地，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，能够阻碍涂料微生物和细菌的新陈代谢，阻断光合作用；所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，是一种高效的杀菌剂，对抑制微生物的生长有很好的作用，可以抑制涂料中微生物的生长和遗传，破坏细胞壁和细胞膜。

优选地，所述消泡剂为TEGO Airex 904W，所述流平剂为TEGO Glide410。TEGOAirex 904W不含溶剂，具有优异的防缩孔性，可以防止所述涂料在搅拌和施工中形成气泡和针孔；TEGO Glide410效能高，能够控制及改善所述涂料施工时表面的流动性和流平性，减少涂膜出现缩孔，还可以防止颜料浮色发花，调整涂膜的爽滑性及抗刮性。

所述涂料按照上述的成分和配比协同作用，固化速度快，在395nm的UV LED光源的照射下，固化速度为25m/min，固化能量低，比一般的紫外光固化涂料节省50%-75%的电力，施涂后形成的涂膜的硬度达中华铅笔硬度2H，附着力0级，手感好，蜡成分在红木家具表面形成亮丽而润泽的保护层，配合名贵天然的红木，更显红木家具的优点。

一种UV LED水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括以下步骤：

首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～900rpm的转速分散10～15min；

再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700～900rpm的转速分散10～15min,得成品涂料。

上述涂料的制备过程中的分散时间和分散速度是由所述涂料的成分决定的，在所述涂料的特定配比下，上述分散时间和分散速度刚好能够将所属涂料分散均匀，所述涂料的粘度为30℃/65±2KU，细度≤20μm，并且相应的理化性能也满足需求。

将通过上述方法制备的涂料成品涂布在不同木材的红木家具上，在395nm的UVLED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度2H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度均匀，表面细腻，手感光滑，附着力优异。

实施例 1

一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 90份，

水性分散剂 0.5份，

水性湿润剂 0.5份，

水性气相二氧化硅 0.5份，

消光粉 5份，

水性蜡乳液 2份，

水性聚四氟乙烯蜡 2份，

水性光引发剂 8份，

水性消泡剂 0.8份，

水性流平剂 0.5份，

增稠剂 2份，

杀菌剂 0.05份，

罐内防腐剂 0.5份，

去离子水 5份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以750rpm的转速分散15min；

再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1500rpm的转速分散12min；

取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1200rpm的转速分散10min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以900rpm的转速分散10min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂布在花梨木家具上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度2H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度均匀，表面细腻，手感光滑，附着力优异。

实施例 2

一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 70份，

水性分散剂 0.1份，

水性湿润剂 0.1份，

水性气相二氧化硅 0.1份，

消光粉 3份，

水性蜡乳液 1份，

水性聚四氟乙烯蜡 3份，

水性光引发剂 3份，

水性消泡剂 1份，

水性流平剂 0.7份，

增稠剂 3份，

杀菌剂 0.5份，

罐内防腐剂 0.3份，

去离子水 3份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700rpm的转速分散15min；

再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1400rpm的转速分散10min；

取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1500rpm的转速分散15min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700rpm的转速分散15min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂布在紫檀木家具上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度2H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度均匀，表面细腻，手感光滑，附着力优异。

实施例 3

一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 75份，

水性分散剂 0.2份，

水性湿润剂 0.2份，

水性气相二氧化硅 0.2份，

消光粉 1份，

水性蜡乳液 5份，

水性聚四氟乙烯蜡 0.5份，

水性光引发剂 5份，

水性消泡剂 0.1份，

水性流平剂 0.1份，

增稠剂 0.5份，

杀菌剂 0.2份，

罐内防腐剂 0.05份，

去离子水 10份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以900rpm的转速分散10min；

再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1300rpm的转速分散13min；

取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1400rpm的转速分散10min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以850rpm的转速分散15min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂布在酸枝木家具上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度2H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度均匀，表面细腻，手感光滑，附着力优异。

实施例 4

一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 85份，

水性分散剂 0.4份，

水性湿润剂 0.4份，

水性气相二氧化硅 0.4份，

消光粉 4份，

水性蜡乳液 4份，

水性聚四氟乙烯蜡 1.5份，

水性光引发剂 7份，

水性消泡剂 0.5份，

水性流平剂 1份，

增稠剂 1.5份，

杀菌剂 0.3份，

罐内防腐剂 0.3份，

去离子水 8份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以900rpm的转速分散10min；

再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1200rpm的转速分散15min；

取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1500rpm的转速分散12min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散12min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂布在紫檀木家具上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度2H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度均匀，表面细腻，手感光滑，附着力优异。

实施例 5

一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 80份，

水性分散剂 0.3份，

水性湿润剂 0.3份，

水性气相二氧化硅 0.3份，

消光粉 2份，

水性蜡乳液 3份，

水性聚四氟乙烯蜡 1份，

水性光引发剂 6份，

水性消泡剂 0.3份，

水性流平剂 0.3份，

增稠剂 1份，

杀菌剂 0.1份，

罐内防腐剂 0.1份，

去离子水 6份。

所述UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以800rpm的转速分散15min；

再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1500rpm的转速分散10min；

取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1300rpm的转速分散15min；

取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散15min,得成品涂料。

将通过上述方法制备的涂料成品涂布在花梨木家具上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为25m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度2H，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度均匀，表面细腻，手感光滑，附着力优异。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，其特征在于，按重量份计算，包括：

水性脂肪族聚氨酯分散体 70～90份，

水性分散剂 0.1～0.5份，

水性湿润剂 0.1～0.5份，

水性气相二氧化硅 0.1～0.5份，

消光粉 1～5份，

水性蜡乳液 1～5份，

水性聚四氟乙烯蜡 0.5～3份，

水性光引发剂 3～8份，

水性消泡剂 0.1～1份，

水性流平剂 0.1～1份，

增稠剂 0.5～3份，

杀菌剂 0.05～0.5份，

罐内防腐剂 0.05～0.5份，

去离子水 3～10份；

所述水性光引发剂为（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品。

2.根据权利要求1所述的UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，其特征在于，所述水性分散剂、水性湿润剂和水性气相二氧化硅的重量比为1∶1∶1。

3.根据权利要求1所述的UV LED 水性紫外光固化红木家具涂料，其特征在于，所述水性蜡乳液为非离子型的水性蜡乳液。

4.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化红木家具涂料，其特征在于，所述消光粉为二氧化硅消光粉。

5.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化红木家具涂料，其特征在于，所述增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂。

6.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化红木家具涂料，其特征在于，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的UV LED水性紫外光固化红木家具涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001.按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性分散剂、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～900rpm的转速分散10～15min；

S002.再将水性气相二氧化硅、消光粉、水性蜡乳液、水性聚四氟乙烯蜡投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

S003.取样检验，当细度≤20μm时，投入水性消泡剂、水性流平剂、增稠剂，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；

S004.取样检验，把涂料涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700～900rpm的转速分散10～15min,得成品涂料。

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