CN110256883A - 一种水性uv木器高光清面漆及制备方法与实施工艺 - Google Patents

一种水性uv木器高光清面漆及制备方法与实施工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性UV木器高光清面漆及制备方法与实施工艺。所述水性UV木器清面漆以重量份计，其配方包含如下原料组分：UV聚氨酯分散体85～90份；功能性单体1.0～2.0份；润湿剂0.1～0.5份；成膜助剂2.0～4.0份；增稠流变剂0.5～1.0份；引发剂3.5～4.5份；水余量。由于本发明所述水性UV木器高光清面漆具有光泽高、丰满度好、高硬度、耐化性好、固化速度快、抗粘连、抗刮伤、无痱子暗泡缺陷等优点，对比现有市场上的单/双组份水性高光木器漆具有更优异的涂膜效果。

Description

一种水性UV木器高光清面漆及制备方法与实施工艺
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种水性UV木器高光清面漆及制备方法与实施工艺。
背景技术
随着人们环保意识的日益增强，溶剂型涂料的使用范围逐步受到限制，而水性木器涂料具有不污染环境、低VOC排放、毒性小、不燃不爆无火灾隐患等优点而越来越受到人们的关注和重视。
近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水性的提高，低污染的环保型涂料已经成为人们关注的焦点，且随着溶剂型涂料消费税的开征、国家相关标准的要求及水性木器涂料树脂合成技术的逐步进步，水性木器漆在儿童家具等领域已经取代溶剂型木器涂料作为木制品家具的保护涂层。因使用水做溶剂具有施工简便的优点，水性木器漆在工业木器涂料市场应用也越来越广泛。但由于单组份水性高光木器涂料的耐磨性差、硬度低、抗粘连性差、抗刮伤性差，尤其是光泽丰满度不高(普通水性涂料的光泽度值一般为91-92，很难突破95)和双组份水性高光木器涂料的活化期限制、打包时间长、高光容易起痱子暗泡等问题制约着水性木器涂料在家具工业上的应用发展，尤其是在对工业化流水线生产快速打包装、耐磨、硬度、抗刮伤、光泽丰满度方面具有高要求的办公、橱柜、木门以及展柜家具上的应用。
因此需要解决传统单/双组份水性高光木器漆光泽低丰满度差、硬度低、且容易起痱子暗泡等漆病问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种具有高光泽、低能量快速固化的水性UV木器高光清面漆，该水性UV木器清面漆具有硬度高，高光度却无起痱子、暗泡的漆病。
本发明的技术目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种水性UV木器高光清面漆，以重量份计，其配方包含如下原料组分：
优选地，以重量份计，本发明所述水性UV木器高光清面漆的配方还包含如下原料组分：
优选地，本发明所述水性UV聚氨酯分散体要求高硬度、高光泽透明、高物性，其最低成膜温度为0℃，固含量为35.0±1％；优选地，所述水性UV聚氨酯分散体可选自台湾超鸿UV-13聚氨酯分散体。
优选地，本发明所述引发剂包括1.0～3.0份引发剂A、0.5～1.0份引发剂B和0.1～0.5份引发剂C；优选地，所述引发剂A为酮类夺氢型的液态光引发剂(液态冷光源引发剂)，不含苯、硫。具有不迁移、表干好的特性；优选地，所述引发剂A可选自广传电子GC-409或TPOL；优选地，所述引发剂B为低气味、低刺激液态光引发剂；优选地，所述引发剂B可选自广传电子184L；优选地，所述引发剂C用于不饱和树脂曝光后的自由聚合，其主要成分为双乙酰肼氧化物的分散体；优选地，所述引发剂C可选自IGM的Omnrad 819DW。
优选地，本发明所述功能单体为双-季戊四醇六丙烯酸酯；
优选地，所述润湿剂具有高效能降低涂料表面张力，提高底材润湿性，防缩孔性，良好的重涂性以及促进流动作用，为聚醚硅氧烷共聚物；优选地，所述润湿剂可选自迪高化学Tego-4100或埃夫科纳AFCONA-3588；
优选地，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚，将一种亲水和一种亲油的两种成膜助剂混合所得的成膜助剂对成膜效果、储存稳定性比较好，优选地，混合质量比为1:1。所选用的成膜助剂有助于成膜物在低温下成膜并且不残留，可选用市售工业级的产品。
优选地，所述增稠流变剂为聚氨酯缔合型增稠流变助剂；优选地，所述增稠流变剂选自明凌PUR40和PUR60复配或陶氏化学R-8W和R-2020复配；；优选地，所述增稠流变剂的复配重量比为(1:1.5)：1。
优选地，所述手感剂为改性石蜡乳液；优选地，所述手感剂可选自毕克化学BYK-539或麦可门95535。
优选地，本发明所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚合物乳液，含气相二氧化硅，相容性好，消泡性好，不影响光泽。优选地，所述消泡剂可选自迪高化学TEGO-825；
优选地，本发明所述脱泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液，含白烟，特别适用于水性体系，可防止微泡和大泡，脱泡效能高，相容性好。优选地，所述脱泡剂可选自迪高化学TEGO-902W；
优选地，本发明所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物，具有改善涂料的流动性，改善耐刮擦性，优异的防缩孔效果和抗粘连性，提供光滑的手感；优选地，所述流平剂选自迪高化学Tego-450或毕克化学BYK-333；
优选地，所述防冻剂选自丙二醇，能防止在-5～0℃温度条件下储存冻坏成膜物，并可调节干燥过程中成膜助剂的挥发平衡，有助于防止痱子、橘皮等漆病的发生，可采用市售工业级产品。
所述防腐杀菌剂用于抑制细菌和真菌在生产和储存过程中含水有机产品中的滋生，不含甲醛或甲醛释放物，可选自陶氏342。
本发明的另一技术目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种制备上述水性UV木器高光清面漆的方法，包括以下步骤：
S1、按配方量准备各原料组分，待用；
S2、将水性UV聚氨酯分散体加入分散釜中，搅拌状态下加入功能性单体，混匀；
S3、依次加入润湿剂、消泡剂、成膜助剂，添加完毕后混匀；
S4、加入脱泡剂、流平剂、引发剂、防冻剂、防腐杀菌剂、增稠流变剂、手感剂、水，充分搅拌至粘度稳定、过滤后出料。
优选地，本发明步骤S2中搅拌转速为500～600r/min，搅拌5～10分钟；优选地，步骤S3中搅拌的转速为900～1000r/min，搅拌时间为10～15min；优选地，步骤S4中搅拌转速为700～800r/min，搅拌时间为10～15min，过滤的滤布要求为200目。
本发明的另一技术目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种水性UV木器高光清面漆的施工工艺，包括如下步骤：
1)、将板材砂光平整、除尘、除油；
2)、将权利要求8所制得的UV木器清面漆用水稀释，开稀至粘度为40～45秒，然后喷涂板材的表面，涂布量80～100g/㎡、烘干、辐射固化。
优选地，步骤2)中烘干温度为45±5℃，烘干时间为90～120min；优选地，步骤2)中辐射强度为UVA 300～350mJ/cm2，UVV900-1100mJ/cm2，辐射固化时间为10～20s。
本发明的有益效果：
主要利用水性UV聚氨酯分散体(高硬度、高光泽透明、高物性、丰满度好，相容性好、抗粘连性好)和双-季戊四醇六丙烯酸酯(官能度高、反应活性高、高光泽、高硬度)的优点，通过高速分散互穿嵌入水性UV聚氨酯分散体中，对水性UV聚氨酯分散体进行改性，并且利用UV型树脂快速固化、高硬度、高耐性、粒径排布均匀的优点，并且引入LED冷光固化降低固化所需的能量和减少固化时产生的热量，不因固化过热导致板材变形，有效解决传统单/双组份水性高光木器漆硬度低、光泽低丰满度差、打包时间长、并且容易起痱子暗泡等漆病问题的缺点。
由于其光泽高丰满度好、高硬度、耐化性好、固化速度快、抗粘连、抗刮伤、无痱子暗泡缺陷等特点，对比现有市场上的单/双组份水性高光木器漆具有更优异的涂膜效果。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
一、实施例1～5的水性UV木器高光清面漆的配方及施工方法
1、实施例1～5的配方
实施例1～5的原料组分及重量份(单位：kg)如表1所示：
表1实施例1～5的配方
其中，主要利用配方中的水性UV聚氨酯分散体高硬度、高光泽透明、高物性、丰满度好，相容性好、抗粘连性好，双-季戊四醇六丙烯酸酯具有官能度高、反应活性高、高光泽、高硬度的特点，通过高速分散互穿嵌入水性UV聚氨酯分散体中对水性UV聚氨酯分散体进行改性，作为在该涂料体系中的主要成膜物质。
涂料在生产施工过程中均会产生气泡，气泡的存在会导致涂膜产生缺陷，需要消泡剂来改善，消泡剂可以提供良好的消泡效果，防止涂膜缺陷的发生，本发明所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚合物乳液，相容性好，消泡性好，不影响光泽。
在涂料配方中添加适量的流平剂，可以提髙涂料流平性能，本发明中流平剂采用聚醚硅氧烷共聚物。
光引发剂能吸收紫外线能量，产生游离基，再引发涂层低聚物及单体，实现聚合、交联，使体系交联成膜，为了降低因固化过程中过热导致板材变形，本发明采用引发剂GC-409、引发剂184L、引发剂819DW复配来达到降低固化能量、提高交联固化强度的目的，在涂料施工过程中为了防止流挂，本发明采用中低剪切力增稠流变助剂。
2、实施例1～5的制备方法
实施例1～5所述水性UV木器高光清面漆的制备方法，包括如下步骤：
S1.按配方量投入水性UV聚氨酯分散体到分散釜中，在转速600r/min搅拌状态下加入水性功能性单体，搅拌5～10min；
S2.搅拌过程中依次加入水性润湿剂、水性消泡剂、成膜助剂，添加完毕后以转速1000r/min分散10～15min；
S3.在转速为800r/min搅拌状态下依次加入水性脱泡剂、水性流平剂、水性引发剂A、水性引发剂B、水性引发剂C、防冻剂、防腐杀菌剂、水性增稠流变剂、水性手感剂、水，充分搅拌10～15min至粘度稳定(每隔10分钟检测粘度变化，前后2次粘度基本一致为稳定)；
S4.过滤出料、包装。
3、实施例1～5的施工工艺
实施例1～5所述水性UV木器高光清面漆的施工工艺，包括如下步骤：
S1，将做好UV底漆的板材仔细砂光平整，不留亮点，然后除尘，除油；
S2，将实施例1～5所制备得到的水性UV木器高光清面漆加入重量份的10％清水(高光清面漆：水质量比＝100:10)稀释，开稀至粘度为40～45秒，然后在常压下用手工或自动喷涂机从不同角度对板材表面进行喷涂，涂布量控制每平方涂布量80～100克，然后用45℃烘干90～120分钟；
S3，将烘干后喷涂有所述水性UV木器高光清面漆的板材，用三维UV固化机进行三维全方位辐射固化10～20秒，水性UV木器清面漆在板材表面固化形成透明光亮的涂膜。
其中，所述UV底漆为常规辊涂或喷涂UV透明底漆。所述粘度40～45秒是在25℃用涂-2杯测量的粘度数据。所述UV光固化机辐射强度为UVA 300～350mJ/cm2，UVV900-1100mJ/cm2。
二、实施例1～5的高透明度深层可自锁型透明底漆的性能测试
实施例1～5所述配方通过上述制备方法所制得水性UV木器高光清面漆再通过上述施工工艺所得到的透明涂膜，其性能检测如见表2结果所示(理化性能测试按照GB/T23999-2009标准方法测试)：
表2涂膜物性测试结果
从表2可以看出，实施例1～5所制得的水性UV木器高光清面漆施工后的涂膜具有良好的板面效果，高硬度，涂膜光亮油润(丰满度)，光泽高(普通水性漆的光泽度值一般为91-92，95可以说是很难突破的值，而本发明实施例1-5的光泽度均为96.6以上)，附着力好，抗刮伤，抗粘连，耐污染等特点。
对比实验
将本发明实施例3所述水性UV木器高光清面漆与现有市场的水性单组份(对照例1)及水性双组份亮光清漆产品(对照例2)的产品基本信息进行对比，对比结果如表3所示：
表3产品基本信息对比结果
将上述三种清漆按产品各自规定比例进行调配稀释进行喷板测试，固化养护7天后根据国家标准方法GB/T23999-2009的测试结果如表4所示：
表4喷板测试结果
从表3的数据可以看出，该发明产品(实施例3)对比单组份和双组份清漆产品，其固含量高(36.8％)，更有利于木质家具在同样的施工工艺过程中获得较厚的涂膜，满足消费者对丰满度的要求。
从表4的数据可以看出，该发明产品(实施例3)对比单组份(对照例1)和双组份(对照例2)产品测试可知：发明产品的干燥速度特别快，经过脱水后过UV灯固化，下线后即可包装(单/双组分无法比拟)，硬度高，光泽高(98)、丰满度好，附着力好，无暗泡痱子问题，其它耐化性方面如耐水性、耐醇性等特别好，整体性能优于单/双组份水性木器亮光产品，超过国家标准方法中A类产品的标准要求。
本发明选择双-季戊四醇六丙烯酸酯，通过高速分散互穿嵌入水性UV聚氨酯分散体中，对水性UV聚氨酯分散体进行改性，作为在该涂料体系中的主要成膜物质；并且利用Hg灯光源能量高固化效果好，LED光源能耗低、发热量小的优点进行复配使用，有效解决了传统单/双组份水性木器涂料硬度低、光泽低丰满度差、涂膜易起痱子暗泡影响装饰效果，并且耐性较差、干燥速度慢、打包装时间长以及传统单一Hg光源固化发热大易导致板材变形开裂的问题，具有非常优异的涂膜效果和广阔的应用范围。
该发明生产工艺简单、经济合理，不需要增添和改变原有生产设备，适宜工业化大生产。
本发明产品具有硬度高、光泽高丰满度好、快干快速包装、涂膜不起暗泡痱子、抗刮伤、耐水性好、耐醇性优异及抗粘连和适合自动化涂装等特点，可满足对木门、橱柜、展柜等家具使用的要求高的客户。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水性UV木器高光清面漆，其特征在于，以重量份计，其配方包含如下原料组分：
2.根据权利要求1所述水性UV木器高光清面漆，其特征在于，以重量份计，其配方还包含如下原料组分：
3.根据权利要求1或2所述的水性UV木器高光清面漆，其特征在于，所述水性UV聚氨酯分散体的最低成膜温度为0℃，固含量为35.0±1％；优选地，所述水性UV聚氨酯分散体选自台湾超鸿UV-13聚氨酯分散体。
4.根据权利要求1或2所述的水性UV木器高光清面漆，其特征在于，所述引发剂包括1.0～3.0份引发剂A、0.5～1.0份引发剂B和0.1～0.5份引发剂C；优选地，所述引发剂A为酮类夺氢型的液态光引发剂；优选地，所述引发剂A选自广传电子GC-409或TPOL；优选地，所述引发剂B为液态光引发剂；优选地，所述引发剂B选自广传电子184L；优选地，所述引发剂C为主要成分为双乙酰肼氧化物的分散体；优选地，所述引发剂C选自IGM的Omnrad 819DW。
5.根据权利要求1或2所述的水性UV木器高光清面漆，其特征在于，所述功能单体为双-季戊四醇六丙烯酸酯；优选地，所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；优选地，所述润湿剂选自迪高化学Tego-4100或埃夫科纳AFCONA-3588；优选地，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚；优选地，所述增稠流变剂为聚氨酯缔合型增稠流变助剂；优选地，所述增稠流变剂选自明凌PUR40和PUR60复配或陶氏化学R-8W和R-2020复配；优选地，所述增稠流变剂的复配重量比为(1:1.5)：1。
6.根据权利要求2所述的水性UV木器高光清面漆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚合物乳液；优选地，所述消泡剂选自迪高化学TEGO-825；所述脱泡剂选自聚醚硅氧烷共聚物乳液；优选地，所述脱泡剂选自迪高化学TEGO-902W；优选地，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物；优选地，所述流平剂选自迪高化学Tego-450或毕克化学BYK-333；优选地，所述手感剂为改性石蜡乳液；优选地，所述手感剂选自毕克化学BYK-539或麦可门95535；优选地，所述防冻剂选自丙二醇；所述防腐杀菌剂选自陶氏342。
7.一种制备如权利要求1～6中任意一项所述的水性UV木器高光清面漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按配方量准备各原料组分，待用；
S2、将UV聚氨酯分散体加入分散釜中，搅拌状态下加入功能性单体，混匀；
S3、依次加入润湿剂、消泡剂、成膜助剂，添加完毕后混匀；
S4、加入脱泡剂、流平剂、引发剂、防冻剂、防腐杀菌剂、增稠流变剂、手感剂、水，充分搅拌至粘度稳定、过滤后出料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2中搅拌转速为500～600r/min，搅拌5-10分钟；优选地，步骤S3中搅拌的转速为900～1000r/min，搅拌时间为10-15min；优选地，步骤S4中搅拌转速为700～800r/min，搅拌时间为10-15min，过滤的粒径要求为200目。
9.一种水性UV木器高光清面漆的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)、将板材砂光平整、除尘、除油；
2)、将权利要求8所制得的UV木器清面漆用水稀释，开稀至粘度为40～45秒，然后喷涂板材的表面，涂布量80～100g/㎡、烘干、辐射固化。
10.如权利要求9所述的施工工艺，其特征在于，步骤2)中烘干温度为45±5℃，烘干时间为90～120min；优选地，步骤2)中辐射强度为UVA 300～350mJ/cm2，UVV900-1100mJ/cm2，辐射固化时间为10～20s。
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