CN109735191A - 一种快速干燥水性木器漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防腐涂料技术领域，具体公开了一种快速干燥水性木器漆及其制备方法，水性木器漆包括以下原料：改性丙烯酸乳液、去离子水、氨中和剂、脱泡剂、润湿剂、抑泡剂、流平剂、成膜助剂、滑爽剂、疏水剂、催干剂组、消泡剂、表面处理剂、流变助剂和离子增稠剂；所述催干剂组为水溶性丙烯酸树脂和醇溶性丙烯酸树脂与丙二醇二乙酸酯或丙二醇甲醚醋酸酯在55‑68℃温控条件下的预混聚物。使用本发明方案的水性木器漆，能够有效解决现有水性木器漆在温度较低时干燥缓慢的问题。

Description

一种快速干燥水性木器漆及其制备方法

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，尤其涉及一种快速干燥水性木器漆及其制备方法。

背景技术

随着经济发展，人们生活水平的提高，对室内装修的要求也越来越高。木器漆是一种室内装修用木器涂料，主要用于涂附在木器表面，以改善木器表面的光洁度，使其更美观。木器漆是指用于木制品上的一类树脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分为水性和油性；按光泽可分为高光、半哑光、哑光。按用途可分为家具漆、地板漆等。

目前市场上的木器漆大多为油性漆，但油性漆存在污染性和对有机溶剂的需求量大等问题。与油性木器漆相比，水性木器漆具有耐高温、耐水性优良、无毒无味、无污染等特点，因此在环保问题倍受关注的今天，水性木器漆的发展和成熟是一种必然的趋势。

涂覆普通的涂料，有机溶剂、无机溶剂挥发涂料的漆膜即会干燥，由于有机溶剂、无机溶剂的表面张力小，一般只有20多，有机溶剂、无机溶剂的挥发速度较快，涂料的漆膜能够较快的干燥。但对于水性木器漆来说，水的表面张力大(通常在70多)，而且水性木器漆中水的含量较多，水的挥发速度慢，水性木器漆漆膜的干燥速度较慢，特别在冬天等温度较低的季节或是在阴冷潮湿的地方，水性木器漆涂刷在木器家具上，漆膜干燥极慢，若使漆膜自然的干燥，至少需耗时1到2天。为了使水性木器漆的漆膜加快干燥，往往需要使用烘干设备，不但消耗能源，还需额外增加人手用于木器家具的干燥加工，不但增加了成本，也极大的影响了施工的进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速干燥水性木器漆及其制备方法，以解决现有水性木器漆在温度较低时干燥缓慢的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种快速干燥水性木器漆，改性丙烯酸乳液、去离子水、氨中和剂、脱泡剂、润湿剂、抑泡剂、流平剂、成膜助剂、滑爽剂、疏水剂、催干剂组、消泡剂、表面处理剂、流变助剂和离子增稠剂；所述催干剂组为水溶性丙烯酸树脂和醇溶性丙烯酸树脂与丙二醇二乙酸酯或丙二醇甲醚醋酸酯在55-68℃温控条件下的预混聚物。

本基础方案的有益效果在于：本方案的水性木器漆中添加有催干剂组，催干剂组能使涂抹在家具表面的漆膜快速干燥成膜，不需额外借助相关的烘干设备，具体的原理如下：在木制家具上涂刷本方案的水性木器漆时，会在木制家具的表面形成一层漆膜，在水性木器漆中，水的比重较重，一般会沉积在漆膜的底部甚至会浸入到木材里，而且水性木器漆中的水表面张力较大，导致水分不容易挥发，干燥速度慢。水中含有OH^-，本发明中添加的催干剂组中带有能吸引OH^-的离子，由于催干剂组比重较轻，一般会浮在漆膜的表面，催干剂组中的离子能够吸引水中的OH^-定向移动，减小水的张力作用，使水中的OH^-连同水分子一起从漆膜的底部向漆膜的表面移动，使水分子裸露在外，加快水分的挥发，达到快速干燥的效果，在温度为25℃、湿度为75％的条件下，漆膜的表干时间在15-20分钟，实干时间在1-3小时左右。即便在冬天等温度较低的环境(5℃)，使用本方案的水性木器漆依然能够快速成膜干燥，不需借助相关的烘干设备进行干燥，有效减小能源的消耗。

进一步，还包括功能增强剂，功能增强剂为纳米二氧化硅、纳米铝中的一种或两种。

进一步，所述成膜助剂包括第一成膜助剂和第二成膜助剂；第一成膜助剂包括二丙二醇丁醚和醇酯十二；第二成膜助剂包括二丙二醇甲醚和乙二醇单丁醚。

进一步，所述润湿剂包括基材润湿剂和体系润湿剂，基材润湿剂选用非离子表面活性剂、改性聚硅氧烷溶液中的一种或两种；体系润湿剂选用聚醚硅氧烷共聚物溶液。

进一步，所述离子增稠剂为聚醚多元醇。

进一步，所述改性丙烯酸乳液为水性丙烯酸树脂和羟基丙烯酸树脂的预混物。

进一步，所述改性丙烯酸乳液75-85份、去离子水8-12份、氨中和剂0.1-0.3份、脱泡剂0.15-0.25份、基材润湿剂0.25-0.5份、体系润湿剂0.25-0.5份、抑泡剂0.2-0.3份、流平剂0.3-0.5份、第一成膜助剂2-4份、第二成膜助剂1-3份、滑爽剂0.11-0.35份、疏水剂0.3-0.8份、催干剂组0.5-3.2份、消泡剂0.2-0.45份、功能增强剂2-5份、表面处理剂1.5-3份、流变助剂0.05-0.15份、离子增稠剂0.35-1.2份。

进一步，所述改性丙烯酸乳液80份、去离子水10份、氨中和剂0.2份、脱泡剂0.18份、基材润湿剂0.35份、体系润湿剂0.3份、抑泡剂0.26份、流平剂0.4份、第一成膜助剂3份、第二成膜助剂2份、滑爽剂0.18份、疏水剂0.48份、催干剂组1.9份、消泡剂0.3份、功能增强剂4份、表面处理剂1.8份、流变助剂0.12份、离子增稠剂0.6份。

本发明还提供一种快速干燥水性木器漆的制备方法，包括以下加工步骤：

(1)准备以下质量份数的原料：改性丙烯酸乳液75-85份、去离子水8-12份、氨中和剂0.1-0.3份、脱泡剂0.15-0.25份、基材润湿剂0.25-0.5份、体系润湿剂0.25-0.5份、抑泡剂0.2-0.3份、流平剂0.3-0.5份、第一成膜助剂2-4份、第二成膜助剂1-3份、滑爽剂0.11-0.35份、疏水剂0.3-0.8份、催干剂组0.5-3.2份、消泡剂0.2-0.45份、功能增强剂2-5份、表面处理剂1.5-3份、流变助剂0.05-0.15份、离子增稠剂0.35-1.2份；

(2)取改性丙烯酸乳液总量的55-65％加入反应釜中，以500-800R/min的转速搅拌8-15min；

(3)取去离子水总量的45-55％加温至40-45℃，然后缓慢加入到搅拌状态中的反应釜中，继续以500-800R/min搅拌均匀，保持4-8min；

(4)滴加氨中和剂，将PH值控制在8-8.5；

(5)将脱泡剂、基材润湿剂、抑泡剂、流平剂、第一成膜助剂、第二成膜助剂和剩下的去离子水充分预先搅拌均匀，然后缓慢加入反应釜中；将搅拌的速度提升至950-1050R/min,保持12-18min；

(6)将搅拌的速度降低至830-870R/min，然后加入余量的改性丙烯酸乳液继续以830-870R/min的转速搅拌12-18min；再然后滴加体系润湿剂，保持4-8min；

(7)依次加入滑爽剂、疏水剂、催干剂组，将搅拌的速度降低至780-820R/min，保持8-12min；然后加入消泡剂，将搅拌的速度降低至480-520R/min，保持8-12min；

(8)将搅拌的速度提升至780-820R/min，依次加入功能增强剂、表面处理剂，保持8-12min；

(9)将搅拌的速度提升至950-1050R/min，缓慢加入流变助剂，保持8-12min；

(10)将搅拌的速度降低至850-900R/min，缓慢加入离子增稠剂，保持4-7min；再将搅拌的速度降低至450-500R/min，保持18-23min；

(11)完成步骤(10)后，冷却至常温，得到快速干燥水性木器漆。

使用本方案的方法制备水性木器漆具有以下效果：

1、本方案的水性木器漆以改性丙烯酸乳液作为载体基料，添加适当的各类助剂材料，并以一定的制程控制方法制作得到。制备过程中，对去离子水进行升温处理，与现有的制备方法相比，提高了体系的配伍温度环境，保证体系具有更好的制程的相容性和稳定性。

2、制备现有的水性木器漆时，各种原料依次添加然后混合，而制备本方案的水性木器漆，各种原料并非逐一的依次添加，而是根据需求对不同的原料进行预处理(将某几类原料进行预混)，确保预混后得到的物料不带静电、阳离子或阴离子等，预混后的物料加入到体系中，物料能够稳定存在，不会破坏体系的平衡，导致絮凝、凝固的等情形的出现，确保制得的水性木器漆的质量。

3、制备水性木器漆的过程中，搅拌的转速随加入物料的不同而发生改变，确保物料既能充分的与体系相容又不会被破坏，也避免出现破乳的现象。

4、步骤(4)中通过滴加氨中和剂控制水性木器漆体系的PH值，使水性木器漆体系呈微碱性，微碱性的环境有利于水中OH^-的存在，确保催干剂组能够充分发挥作用，确保水性木器漆能够快速成膜干燥。

具体实施方式

下面对原料选用进行说明，并通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

本实施例中制备催干剂组的水溶性丙烯酸树脂可选用鹤山市科鼎功能材料有限公司牌号为1120或1123的产品，醇溶性丙烯酸树脂可选用江门市聚力化工科技有限公司牌号为AP137的产品；

本实施例中制备改性丙烯酸乳液用到的水性丙烯酸树脂选用广东拓普合成科技股份有限公司型号为AQUALATE8142或AQUALATE8143的产品，羟基丙烯酸树脂选用江门市聚力化工科技有限公司牌号为AH04的产品；

本实施例中的基材润湿剂具体可选用迪高245的产品和迪高270的产品；体系润湿剂具体可选用BYK-333的产品；

本实施例中的离子增稠剂为聚醚多元醇类产品，聚醚多元醇类产品可选用帝斯曼公司牌号为2020NPR的产品和帝斯曼公司牌号为R08W的产品；

本实施例中的表面处理剂可选用迪高482、GSK-677、GSK-675或含氟类的功能助剂；

本实施例中的滑爽剂高分子量聚二甲基矽氧烷乳液，具体可选用TEGO482；氨中和剂可选用多功能助剂AMP-95，脱泡剂可选用迪高902W，抑泡剂可选用迪高830、流平剂可选用BYK410，疏水剂可选用高斯进6254，消泡剂可选用迪高810，流变助剂可选用BYK-420。

实施例1

本实施例公开了一种快速干燥水性木器漆，包括以下质量份数的原料：改性丙烯酸乳液80份、去离子水10份、氨中和剂0.2份、脱泡剂0.18份、基材润湿剂0.35份、体系润湿剂0.3份、抑泡剂0.26份、流平剂0.4份、第一成膜助剂3份、第二成膜助剂2份、滑爽剂0.18份、疏水剂0.48份、催干剂组1.9份、消泡剂0.3份、功能增强剂4份、表面处理剂1.8份、流变助剂0.12份、离子增稠剂0.6份。其中催干剂组为水溶性丙烯酸树脂和醇溶性丙烯酸树脂与丙二醇二乙酸酯在60℃温控条件下的预混聚物；功能增强剂包括纳米二氧化硅和纳米铝。

本实施例还公开了一种快速干燥水性木器漆的制备方法，包括以下加工步骤：

(1)准备以下质量份数的原料：改性丙烯酸乳液80份、去离子水10份、氨中和剂0.2份、脱泡剂0.18份、基材润湿剂0.35份、体系润湿剂0.3份、抑泡剂0.26份、流平剂0.4份、第一成膜助剂3份、第二成膜助剂2份、滑爽剂0.18份、疏水剂0.48份、催干剂组1.8份、消泡剂0.3份、功能增强剂4份、表面处理剂1.8份、流变助剂0.12份、离子增稠剂0.6份；

(2)取改性丙烯酸乳液总量的60％加入反应釜中，以600R/min的转速搅拌10min；

(3)取去离子水总量的50％加温至45℃，然后缓慢加入到搅拌状态中的反应釜中，继续以600R/min搅拌均匀，保持5min；

(4)滴加氨中和剂，将PH值控制在8-8.5；

(5)将脱泡剂、基材润湿剂、抑泡剂、流平剂、第一成膜助剂、第二成膜助剂和剩下的去离子水充分预先搅拌均匀，然后缓慢加入反应釜中；将搅拌的速度提升至1000R/min,保持15min；

(6)将搅拌的速度降低至850R/min，然后加入余量的改性丙烯酸乳液继续以850R/min的转速搅拌15min；再然后滴加体系润湿剂，保持5min；

(7)依次加入滑爽剂、疏水剂、催干剂组，将搅拌的速度降低至800R/min，保持10min；然后加入消泡剂，将搅拌的速度降低至500R/min，保持10min；

(8)将搅拌的速度提升至800R/min，依次加入功能增强剂、表面处理剂，保持10min；

(9)将搅拌的速度提升至1000R/min，缓慢加入流变助剂，保持10min；

(10)将搅拌的速度降低至880R/min，缓慢加入第一离子增稠剂、第二离子增稠剂，保持5min；再将搅拌的速度降低至480R/min，保持20min；

(11)完成步骤(10)后，冷却至常温，得到快速干燥水性木器漆。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于原料用量不同，本实施例的快速干燥水性木器漆包括以下质量份数的原料：改性丙烯酸乳液84份、去离子水12份、氨中和剂0.28份、脱泡剂0.22份、基材润湿剂0.45份、体系润湿剂0.46份、抑泡剂0.28份、流平剂0.49份、第一成膜助剂3.7份、第二成膜助剂2.8份、滑爽剂0.32份、疏水剂0.75份、催干剂组2.5份、消泡剂0.43份、功能增强剂4.5份、表面处理剂2.8份、流变助剂0.14份、离子增稠剂1.1份。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于原料用量不同，本实施例的快速干燥水性木器漆包括以下质量份数的原料：改性丙烯酸乳液76份、去离子水9份、氨中和剂0.12份、脱泡剂0.16份、基材润湿剂0.25份、体系润湿剂0.28份、抑泡剂0.24份、流平剂0.35份、第一成膜助剂2.5份、第二成膜助剂1.4份、滑爽剂0.12份、疏水剂0.45份、催干剂组0.6份、消泡剂0.26份、功能增强剂2.5份、表面处理剂1.8份、流变助剂0.08份、离子增稠剂0.5份。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例的快速干燥水性木器漆不加入催干剂组。

对实施例1-实施例3、对比例1中的水性木器漆进行测试，得到的数据如表1所示：

表1

(注：表1中的光泽度可调节表示的是，能够在原料中加入消光剂、哑光剂等原料调节水性木器漆的光泽度，而不破坏水性木器漆的体系，使水性木器漆发生絮凝等现象)

结论：

1、根据表1中实施例1-3的数据可知，本发明申请制备得到的水性木器漆外观呈清澈淡黄色液体，硬度符合使用要求，耐水性佳，将本产品喷涂在木质产品表面，能够快速成膜干燥。

2、将实施例1与对比例1的数据进行对比可知，对比例1中的水性木器漆漆膜的干燥速度远慢于实施例1的水性木器漆漆膜的干燥速度，由此可知，加入催干剂组可有效加快的水性木器漆漆膜的干燥速度，确保水性木器漆在低温的环境下也能快速成膜干燥。

Claims (9)

1.一种快速干燥水性木器漆，其特征在于，包括以下原料：改性丙烯酸乳液、去离子水、氨中和剂、脱泡剂、润湿剂、抑泡剂、流平剂、成膜助剂、滑爽剂、疏水剂、催干剂组、消泡剂、表面处理剂、流变助剂和离子增稠剂；所述催干剂组为水溶性丙烯酸树脂和醇溶性丙烯酸树脂与丙二醇二乙酸酯或丙二醇甲醚醋酸酯在55-68℃温控条件下的预混聚物。

2.根据权利要求1所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于：还包括功能增强剂，功能增强剂为纳米二氧化硅、纳米铝中的一种或两种。

3.根据权利要求2所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于：所述成膜助剂包括第一成膜助剂和第二成膜助剂；第一成膜助剂包括二丙二醇丁醚和醇酯十二；第二成膜助剂包括二丙二醇甲醚和乙二醇单丁醚。

4.根据权利要求3所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于：所述润湿剂包括基材润湿剂和体系润湿剂，基材润湿剂选用非离子表面活性剂、改性聚硅氧烷溶液中的一种或两种；体系润湿剂选用聚醚硅氧烷共聚物溶液。

5.根据权利要求4所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于：所述离子增稠剂为聚醚多元醇。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于：所述改性丙烯酸乳液为水性丙烯酸树脂和羟基丙烯酸树脂的预混物。

7.根据权利要求6所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于，所述改性丙烯酸乳液75-85份、去离子水8-12份、氨中和剂0.1-0.3份、脱泡剂0.15-0.25份、基材润湿剂0.25-0.5份、体系润湿剂0.25-0.5份、抑泡剂0.2-0.3份、流平剂0.3-0.5份、第一成膜助剂2-4份、第二成膜助剂1-3份、滑爽剂0.11-0.35份、疏水剂0.3-0.8份、催干剂组0.5-3.2份、消泡剂0.2-0.45份、功能增强剂2-5份、表面处理剂1.5-3份、流变助剂0.05-0.15份、离子增稠剂0.35-1.2份。

8.根据权利要求7所述的一种快速干燥水性木器漆，其特征在于，所述改性丙烯酸乳液80份、去离子水10份、氨中和剂0.2份、脱泡剂0.18份、基材润湿剂0.35份、体系润湿剂0.3份、抑泡剂0.26份、流平剂0.4份、第一成膜助剂3份、第二成膜助剂2份、滑爽剂0.18份、疏水剂0.48份、催干剂组1.9份、消泡剂0.3份、功能增强剂4份、表面处理剂1.8份、流变助剂0.12份、离子增稠剂0.6份。

9.一种快速干燥水性木器漆的制备方法，其特征在于，包括以下加工步骤：

(1)准备以下质量份数的原料：改性丙烯酸乳液75-85份、去离子水8-12份、氨中和剂0.1-0.3份、脱泡剂0.15-0.25份、基材润湿剂0.25-0.5份、体系润湿剂0.25-0.5份、抑泡剂0.2-0.3份、流平剂0.3-0.5份、第一成膜助剂2-4份、第二成膜助剂1-3份、滑爽剂0.11-0.35份、疏水剂0.3-0.8份、催干剂组0.5-3.2份、消泡剂0.2-0.45份、功能增强剂2-5份、表面处理剂1.5-3份、流变助剂0.05-0.15份、离子增稠剂0.35-1.2份；

(2)取改性丙烯酸乳液总量的55-65％加入反应釜中，以500-800R/min的转速搅拌8-15min；

(3)取去离子水总量的45-55％加温至40-45℃，然后缓慢加入到搅拌状态中的反应釜中，继续以500-800R/min搅拌均匀，保持4-8min；

(4)滴加氨中和剂，将PH值控制在8-8.5；

(5)将脱泡剂、基材润湿剂、抑泡剂、流平剂、第一成膜助剂、第二成膜助剂和剩下的去离子水充分预先搅拌均匀，然后缓慢加入反应釜中；将搅拌的速度提升至950-1050R/min,保持12-18min；

(6)将搅拌的速度降低至830-870R/min，然后加入余量的改性丙烯酸乳液继续以830-870R/min的转速搅拌12-18min；再然后滴加体系润湿剂，保持4-8min；

(7)依次加入滑爽剂、疏水剂、催干剂组，将搅拌的速度降低至780-820R/min，保持8-12min；然后加入消泡剂，将搅拌的速度降低至480-520R/min，保持8-12min；

(8)将搅拌的速度提升至780-820R/min，依次加入功能增强剂、表面处理剂，保持8-12min；

(9)将搅拌的速度提升至950-1050R/min，缓慢加入流变助剂，保持8-12min；

(10)将搅拌的速度降低至850-900R/min，缓慢加入离子增稠剂，保持4-7min；再将搅拌的速度降低至450-500R/min，保持18-23min；

(11)完成步骤(10)后，冷却至常温，得到快速干燥水性木器漆。