CN110358440A - 一种零voc水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法 - Google Patents

一种零voc水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法。所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，其特征在于，以重量份计，其原料包括：聚氨酯丙烯酸酯树脂50～80份；成膜助剂2～4份；增稠剂1～3份；颜填料5～20份；流平剂1～2份；消泡剂0.2～1份；去离子水10～30份。本发明耐溶剂性高，附着力强。

Description

一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法，属于环保涂料技术领域。
背景技术
水性木器漆是以基础树脂作为成膜物质，由增稠剂、润湿剂、流平剂等组成的一种环保型涂料。其中水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆兼具水性丙烯酸树脂木器漆耐候性好、硬度高、成本低和水性聚氨酯树脂木器漆环保无污染、成膜性好、涂膜光泽度高等优点而被广泛地应用于木门、餐桌、地板以及高档家具的涂装。
传统的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂具有高固含量高粘度的特点。为了提升其固含量，在制备过程中体系粘度会急剧地增加需要加入挥发性有机溶剂来降低体系的粘度(如专利号为CN 201710166505的专利在聚合过程中加入了丙酮)，从而使部分溶剂残留在树脂中不能完全去除。在家庭装潢中，家具与人的接触十分密切，涂覆了传统木器漆的家具通常会散发有害物质，长期使用会损害身体健康，随着人们环保意识的加强，零VOC的木器涂料越来越受推崇。公开号为CN109096900A的专利公开了一种零VOC挥发的水性木器涂料，但此涂料的附着力和耐候性较差与传统的油性漆相比具有一定差距，在很大程度上限制了其在木制家具领域的应用。因此通过水性聚氨酯丙烯酸酯树脂合成附着力等级高，耐候性强的环保型木器漆是现在研究的一个重要方向。
基于上述背景，迫切需要开发出一种附着力强，耐有机溶剂的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆。
发明内容
本发明目的是提供一种零VOC的水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，其特征在于，以重量份计，其原料包括：
聚氨酯丙烯酸酯树脂50～80份；
成膜助剂2～4份；
增稠剂1～3份；
颜填料5～20份；
流平剂1～2份；
消泡剂0.2～1份；
去离子水10～30份；
其中，所述的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备步骤包括：
步骤1：将聚酯多元醇或聚醚多元醇20～45重量份在温度90～140℃下真空脱水80～160min；降温至50～85℃后，在惰性气体或氮气保护下滴加二异氰酸酯30～55重量份和催化剂0.5-6重量份，保温反应60～90min，在40～80℃下加入亲水扩链剂1～10重量份，保温反应60～90min，得到亲水性聚氨酯；
步骤2：将丙烯酸类单体5～30重量份滴入步骤1所得的亲水性聚氨酯中，滴加完毕后在40～80℃下保温反应15～30min，随后降温至30～75℃加入中和剂1～10重量份反应20～40min，保持温度不变继续加入催化剂0.5-6重量份和引发剂1～5重量份，反应30～50min，之后在30～75℃加入中和剂1～10重量份中和25-35min制得水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体；
步骤3：将去离子水在1000～3000rpm的转速下加入到步骤2所制的水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中进行乳化，乳化时间为15～30min，得到聚氨酯丙烯酸酯树脂。
优选地，所述的聚酯多元醇或聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚乙烯醇(PEG)、聚己二酸己二醇、聚四氢呋喃二醇(PTMG)和蓖麻油中的一种或两种以上。
优选地，所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或两种以上。
优选地，所述的亲水扩链剂为三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、二乙氨基乙醇和二羟甲基丁酸中的一种。
优选地，所述的中和剂为二乙基乙醇胺、氨水、三乙胺(TEA)和环氧氯丙烷中的一种或两种以上。
优选地，所述的催化剂为丙烯酸异辛酯、二月桂酸二丁基锡、6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的一种或两种以上。
优选地，所述的引发剂为安息香乙醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷(TPO)、偶氮二异丁腈和1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或两种以上。
本发明还提供了上述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，包括：按照物料配比称取聚氨酯丙烯酸酯树脂于分散机中，调节分散机转速为200～600rpm搅拌分散10～30min后，依次加入颜填料、流平剂、去离子水和成膜助剂混合，将转速调至转速为1200～2000rpm，在25～40℃搅拌60min；降低转速在300～800rpm搅拌分散10～30min，最后加入消泡剂和增稠剂，得到零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆。
优选地，所述的成膜助剂为DPNB(二丙二醇丁醚)、DPM(二丙二醇甲醚)、PPH(丙二醇苯醚)、PAMAM(聚酰胺-胺)、EB(乙二醇丁醚)和EEP(3-乙氧基丙酸乙酯)中的一种或两种。
优选地，所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸钠和聚丙烯酸酯共聚树脂中的任意一种或两种以上的组合。
优选地，所述的颜填料为钛白粉、铬黄、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的任意一种或两种以上的组合。
优选地，所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、丙烯酸树脂、聚醚聚酯改性有机硅氧烷中的任意一种或两种以上的组合。
优选地，所述的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的任意一种或两种组合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明以水为分散介质，安全环保，后处理方便、产品纯净、且成本低，适用于工业化生产，在制备过程中不引入VOC物质并且所制备的树脂具有低粘度、高固含量的特性，在制备木器漆的过程中无需添加有机溶剂来分散所加入的填料，从而实现了零VOC的目的，解决了传统的水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆需要添加含有VOC的有机溶剂的环保问题。
2、本发明首先制备聚氨酯丙烯酸酯树脂，基于自制的聚氨酯丙烯酸酯树脂作为基体树脂制备木器漆。本发明采用纳米级水性聚氨酯丙烯酸酯树脂制备出高性能的木器漆，解决了传统木器漆耐溶剂性和附着力等性能差的问题。
3、本发明采用聚氨酯丙烯酸酯树脂作为膜材料。采用树枝状大分子作为成膜助剂，具有高官能度、球形对称三维结构以及分子间和分子内不发生链缠结等结构特点，它的低粘度、高活性、表面基团可控及化学性质稳定等特性，使其很容易成为膜，赋予了水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的优异的耐溶剂性和稳定性。
4、本发明的水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，采用动态光散射(DLS)测量水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的粒径以及粒径分布，采用马尔文公司的Zetasizer NanoZS90的粒度仪测得粒径为20～50nm；采用接触角测量仪(DSA100，DataphysicsCo.，Germany)测其CA(水接触角)达到100°～130°；按照GB/T9286-98，测试附着力达到2～3级；采用GB/T 9274-1988进行测定其耐化学品性，涂层无明显变化；使用Lambda 750分光光度计(PerkinElmer Co.,USA)仪采用镜面光泽度测定法，其光泽值在80～95。所得的薄膜力学性能强，耐水性和耐化学品性优良。
5、本发明的制作过程简单，可广泛地应用于玩具、餐桌、地板以及家具的涂装。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的各实施例中所用的原料除下述特殊说明外，其它均购自上海国药集团化学试剂有限公司；聚酰胺-胺(G2)，HPLC纯度为≥95％，购自威海晨源分子新材料有限公司；水性聚氨酯丙烯酸酯树脂为自制，其制备原料异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯购自拜耳公司；PTMG-2000、PTMG-3000购自日本三菱公司；二月桂酸二丁基锡、过硫酸铵引发剂购自巴斯夫公司。
实施例1
步骤(1)：水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备
将34重量份的PTMG-2000置于装有机械搅拌器、温度计、冷凝管、滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，在温度110℃的油浴锅中真空脱水90min；降温至75℃后，在氮气保护下缓慢滴加40重量份的异氟尔酮二异氰酸酯和0.5重量份的二月桂酸二丁基锡，低速搅拌下保温反应60min；升温至80℃后，分三次缓慢滴加6重量份2,2-二羟甲基丙酸，均速搅拌保温反应90min，直到达到通过二正丁胺滴定测定的预聚物的理论NCO值，得到亲水型聚氨酯。
降温到60℃，将12重量份的甲基丙烯酸羟乙酯滴入所制的亲水性聚氨酯中，滴加完毕后在60℃下保温反应30min，直到系统的NCO基团不能通过FT-IR测定，随后降温至40℃加入2重量份的三乙胺反应30min，保持温度不变继续加入0.5重量份的二月桂酸二丁基锡、和1重量份的安息香乙醚，反应40min，之后在40℃加入4重量份的三乙胺中和30min制得水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
将去离子水在1500rpm的转速下加入到水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中进行乳化，乳化时间为30min，制备出固含量为30％零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA乳液)。
步骤(2)：制备零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，以重量份计，其原料包括：
用天平准确称量PUA乳液置于分散机中，调节分散机转速为600rpm搅拌分散20min，依次加入钛白粉、聚甲基苯基硅氧烷、去离子水、聚酰胺-胺和二丙二醇甲醚混合，将转速调至转速为2000rpm，在25℃搅拌60min；降低转速至600rpm，搅拌分散20min，最后加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和羟丙基甲基纤维素，调整黏度并消泡10min左右；过滤，出料得零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆。
该实施例制备的涂料，采用动态光散射(DLS)测量水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的粒径以及粒径分布，采用马尔文公司的Zetasizer Nano ZS90的粒度仪测得粒径为35nm；采用接触角测量仪(DSA100，Dataphysics Co.，Germany)测其CA(水接触角)达到115°；采用GB/T 9274-1988进行测定其耐化学品性，试液为50％(体积分数)的乙醇溶液，试验时间为1h，试验1h后涂膜表面无明显变化；使用Lambda 750分光光度计(PerkinElmer Co.,USA)仪采用镜面光泽度测定法，其光泽值在90；其力学性能也很突出：按照GB/T 9286-98，测试附着力达到3级。所得的薄膜的耐水性，耐化学品性和力学性能优良。
实施例2
一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法，其特征在于其制备所用的原料按重量份数计算，其组成及含量如下：
步骤(1)：水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备
将35重量份的PTMG-2000置于装有机械搅拌器、温度计、冷凝管、滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，在温度110℃的油浴锅中真空脱水90min；降温至75℃后，在氮气保护下缓慢滴加40重量份的异氟尔酮二异氰酸酯和0.5重量份的二月桂酸二丁基锡，低速搅拌下保温反应60min；升温至80℃后，分三次缓慢滴加6重量份2,2-二羟甲基丙酸，均速搅拌保温反应90min，直到达到通过二正丁胺滴定测定的预聚物的理论NCO值，得到亲水型聚氨酯。
降温到60℃，将11重量份的甲基丙烯酸羟乙酯滴入所制的亲水性聚氨酯中，滴加完毕后在60℃下保温反应30min，直到系统的NCO基团不能通过FT-IR测定，随后降温至40℃加入4重量份的三乙胺反应30min，保持温度不变继续加入0.5重量份的二月桂酸二丁基锡、和1重量份的安息香乙醚反应40min，之后在40℃加入2重量份的三乙胺中和30min制得水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
将去离子水在1500rpm的转速下加入到水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中进行乳化，乳化时间为30min，制备出固含量为30％的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA乳液)。
步骤(2)：制备零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，以重量份计，其原料包括：
用天平准确称量PUA乳液置于分散机中，调节分散机转速为600rpm搅拌分散20min，依次加入钛白粉、聚甲基苯基硅氧烷、去离子水、聚酰胺-胺混合，将转速调至转速为2000rpm，在25℃搅拌60min；降低转速至600rpm，搅拌分散20min，最后加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和羟丙基甲基纤维素，调整黏度并消泡10min左右；过滤，出料得零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆。
该实施例制备的涂料，采用动态光散射(DLS)测量水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的粒径以及粒径分布，采用马尔文公司的Zetasizer Nano ZS90的粒度仪测得粒径为50nm；采用接触角测量仪(DSA100，Dataphysics Co.，Germany)测其CA(水接触角)达到105°；采用GB/T 9274-1988进行测定其耐化学品性，试液为50重量份(体积分数)的乙醇溶液，试验时间为1h，试验1h后涂膜表面无明显变化；使用Lambda 750分光光度计(PerkinElmer Co.,USA)仪采用镜面光泽度测定法，其光泽值在88；其力学性能也很突出：按照GB/T9286-98，测试附着力达到3级。所得的薄膜的耐水性，耐化学品性和力学性能优良。
实施例3
一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆及其制备方法，其特征在于其制备所用的原料按重量份数计算，其组成及含量如下：
步骤(1)：水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备
将30重量份的PTMG-2000置于装有机械搅拌器、温度计、冷凝管、滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，在温度110℃的油浴锅中真空脱水90min；降温至75℃后，在氮气保护下缓慢滴加40重量份的异氟尔酮二异氰酸酯和0.5重量份的二月桂酸二丁基锡，低速搅拌下保温反应60min；升温至80℃后，分三次缓慢滴加7重量份2,2-二羟甲基丙酸，均速搅拌保温反应90min，直到达到通过二正丁胺滴定测定的预聚物的理论NCO值，得到亲水型聚氨酯。
降温到60℃，将14重量份的甲基丙烯酸羟乙酯滴入所制的亲水性聚氨酯中，滴加完毕后在60℃下保温反应30min，直到系统的NCO基团不能通过FT-IR测定，随后降温至40℃加入5重量份的三乙胺反应30min，保持温度不变继续加入0.5重量份的二月桂酸二丁基锡、和1重量份的安息香乙醚反应40min，之后在40℃加入2重量份的三乙胺中和30min制得水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
将去离子水在1500rpm的转速下加入到水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中进行乳化，乳化时间为30min，制备出固含量为30％的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA乳液)。
步骤(2)：制备零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，以重量份计，其原料包括：
用天平准确称量PUA乳液置于分散机中，调节分散机转速为600rpm搅拌分散20min，依次加入钛白粉、聚甲基苯基硅氧烷、去离子水、聚酰胺-胺混合，将转速调至转速为2000rpm，在25℃搅拌60min；降低转速至600rpm，搅拌分散20min，最后加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和羟丙基甲基纤维素，调整黏度并消泡10min左右；过滤，出料得零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆。
该实施例制备的涂料，采用动态光散射(DLS)测量水性聚氨酯丙烯酸酯分散体的粒径以及粒径分布，采用马尔文公司的Zetasizer Nano ZS90的粒度仪测得粒径为48nm；采用接触角测量仪(DSA100，Dataphysics Co.，Germany)测其CA(水接触角)达到103°；采用GB/T 9274-1988进行测定其耐化学品性，试液为50重量份(体积分数)的乙醇溶液，试验时间为1h，试验1h后涂膜表面无明显变化；使用Lambda 750分光光度计(PerkinElmer Co.,USA)仪采用镜面光泽度测定法，其光泽值在86；其力学性能也很突出：按照GB/T 9286-98，测试附着力达到3级。所得的薄膜的耐水性，耐化学品性和力学性能优良。

Claims (8)

1.一种零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，其特征在于，以重量份计，其原料包括：
聚氨酯丙烯酸酯树脂50～80份；
成膜助剂2～4份；
增稠剂1～3份；
颜填料5～20份；
流平剂1～2份；
消泡剂0.2～1份；
去离子水10～30份；
其中，所述的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备步骤包括：
步骤1：将聚酯多元醇或聚醚多元醇20～45重量份在温度90～140℃下真空脱水80～160min；降温至50～85℃后，在惰性气体或氮气保护下滴加二异氰酸酯30～55重量份和催化剂0.5-6重量份，保温反应60～90min，在40～80℃下加入亲水扩链剂1～10重量份，保温反应60～90min，得到亲水性聚氨酯；
步骤2：将丙烯酸类单体5～30重量份滴入步骤1所得的亲水性聚氨酯中，滴加完毕后在40～80℃下保温反应15～30min，随后降温至30～75℃加入中和剂1～10重量份反应20～40min，保持温度不变继续加入催化剂0.5-6重量份和引发剂1～5重量份，反应30～50min，之后在30～75℃加入中和剂1～10重量份中和25-35min制得水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体；
步骤3：将去离子水在1000～3000rpm的转速下加入到步骤2所制的水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体中进行乳化，乳化时间为15～30min，得到聚氨酯丙烯酸酯树脂。
2.如权利要求1所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆，其特征在于，所述的聚酯多元醇或聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚乙烯醇、聚己二酸己二醇、聚四氢呋喃二醇和蓖麻油中的一种或两种以上；所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或两种以上；所述的亲水扩链剂为三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、二乙氨基乙醇和二羟甲基丁酸中的一种；所述的中和剂为二乙基乙醇胺、氨水、三乙胺和环氧氯丙烷中的一种或两种以上；所述的催化剂为丙烯酸异辛酯、二月桂酸二丁基锡、6-己二醇二丙烯酸酯的一种或两种以上；所述的引发剂为安息香乙醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、偶氮二异丁腈和1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或两种以上。
3.权利要求1或2所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，包括：按照物料配比称取聚氨酯丙烯酸酯树脂于分散机中，调节分散机转速为200～600rpm搅拌分散10～30min后，依次加入颜填料、流平剂、去离子水和成膜助剂混合，将转速调至转速为1200～2000rpm，在25～40℃搅拌60min；降低转速在300～800rpm搅拌分散10～30min，最后加入消泡剂和增稠剂，得到零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆。
4.如权利要求3所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，所述的成膜助剂为DPNB、DPM、PPH、PAMAM、EB和EEP中的一种或两种。
5.如权利要求3所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，所述的增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸钠和聚丙烯酸酯共聚树脂中的任意一种或两种以上的组合。
6.如权利要求3所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，所述的颜填料为钛白粉、铬黄、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡中的任意一种或两种以上的组合。
7.如权利要求3所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、丙烯酸树脂、聚醚聚酯改性有机硅氧烷中的任意一种或两种以上的组合。
8.如权利要求3所述的零VOC水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆的制备方法，其特征在于，所述的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的任意一种或两种组合。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111548663A (zh) * 2020-06-01 2020-08-18 长沙三思新材料科技有限公司 一种膨胀型阻燃涂料的制备方法
CN111925496A (zh) * 2020-07-02 2020-11-13 嘉宝莉化工集团股份有限公司 一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用
CN112898855A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 常州乐丽得新材料有限公司 一种极低voc水性绿色环保木器涂料及其制备方法
CN113583561A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 上海应用技术大学 一种纯水性纳米反射隔热涂料及其制备方法
CN115895429A (zh) * 2021-12-10 2023-04-04 江苏科祥防腐材料有限公司 道路改色用水性有色材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106009989A (zh) * 2016-06-03 2016-10-12 上海展辰涂料有限公司 一种水性木器漆附着力增强底、面漆的发明
CN106497380A (zh) * 2016-12-07 2017-03-15 上海展辰涂料有限公司 一种水性木器淋涂用面漆
CN109749046A (zh) * 2019-01-31 2019-05-14 上海应用技术大学 一种纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106009989A (zh) * 2016-06-03 2016-10-12 上海展辰涂料有限公司 一种水性木器漆附着力增强底、面漆的发明
CN106497380A (zh) * 2016-12-07 2017-03-15 上海展辰涂料有限公司 一种水性木器淋涂用面漆
CN109749046A (zh) * 2019-01-31 2019-05-14 上海应用技术大学 一种纯水性聚氨酯丙烯酸酯乳液及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
崔玉花等: "聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的研究进展 ", 《济南大学学报(自然科学版)》 *
王国建: "《高分子现代合成方法与技术》", 31 July 2013, 同济大学出版社 *
王学川等: "PAMAM树枝状大分子在水性聚氨酯合成中的应用研究 ", 《功能材料》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112898855A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 常州乐丽得新材料有限公司 一种极低voc水性绿色环保木器涂料及其制备方法
CN111548663A (zh) * 2020-06-01 2020-08-18 长沙三思新材料科技有限公司 一种膨胀型阻燃涂料的制备方法
CN111925496A (zh) * 2020-07-02 2020-11-13 嘉宝莉化工集团股份有限公司 一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用
CN111925496B (zh) * 2020-07-02 2021-09-21 嘉宝莉化工集团股份有限公司 一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用
WO2022000844A1 (zh) * 2020-07-02 2022-01-06 嘉宝莉化工集团股份有限公司 一种生物基自增稠树脂及其制备方法和应用
CN113583561A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 上海应用技术大学 一种纯水性纳米反射隔热涂料及其制备方法
CN113583561B (zh) * 2021-06-30 2022-12-16 上海应用技术大学 一种纯水性纳米反射隔热涂料及其制备方法
CN115895429A (zh) * 2021-12-10 2023-04-04 江苏科祥防腐材料有限公司 道路改色用水性有色材料及其制备方法

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