CN111675960A - 一种聚氨酯木器漆及制备方法和应用 - Google Patents

一种聚氨酯木器漆及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯木器漆，包括按照重量比1：1：0.2混合的主剂、固化剂、稀释剂，其中主剂由包括醇酸树脂、滑石粉、硅微粉、砂面粉、防沉剂、消泡剂、润湿剂、乙酸丁酯制备得到，主成膜物质选用了具优异柔韧性的蓖麻油醇酸树脂和吸油量低抗渗透性好的硅微粉，固化剂选用甲苯二异氰酸酯加成物及三聚体混合物，主剂、固化剂、稀释剂相互配合，涂膜具有附着力好、不易鼓泡、不易开裂，不易塌陷性能；其涂膜中蓖麻油树脂渗透性能好，协同砂面粉填充导管，有效的构建填充性，形成致密支撑面涂层的底涂层。

Description

一种聚氨酯木器漆及制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料组合物技术领域，涉及一种高入孔的聚氨酯木器漆及制备方法和应用。
背景技术
随着家具行业的蓬勃发展，对木器家具使用油漆涂装的环境保护要求越来越高，实木或木皮导管封闭涂装，尽量减少油性漆用量，达到填充导管，而又不影响通透性能。一般油漆产品在细窄导管喷涂时，因润湿渗透性能不足，入孔性差，填充不了导管，形成针眼和气泡。并且被疏松板材吸收大部分漆液，形成不了一层连续致密封闭涂层，致使上层底漆涂层不能完全支撑面涂层，出现显露导管、针眼，顺着导管塌陷等弊病，影响工时进度及家具表面效果。
发明内容
本发明提供了一种聚氨酯木器漆及制备方法和应用，该木器漆适宜作为实木或木皮材质家具的涂装漆，涂膜具有填充性好，附着力好，不易鼓泡，不易开裂，不易塌陷性能，很好地克服了现有技术存在的缺陷和不足。
本发明提供了一种聚氨酯木器漆，包括主剂、固化剂、稀释剂，所述主剂是由包括如下重量份的原料组成：50-70份醇酸树脂、2-3份防沉剂、0.2-0.5份消泡剂、0.1-0.3份润湿剂、4-6份砂面粉、10-20份硅微粉、5-15份滑石粉、5-10份乙酸丁酯
进一步地，所述醇酸树脂选自植物油脂肪酸改性醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂中的一种或两种，优选地，所述醇酸树脂的羟值为60-120，所述防沉剂选自聚酰胺蜡、聚乙烯蜡中的一种或两种，所述消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液，和/或，所述润湿剂为聚醚改性有机硅，所述硅微粉为微细硅微粉，所述滑石粉为微细滑石粉。
进一步地，，所述主剂是由包括如下重量份的原料组成：60-70份醇酸树脂、2-3份防沉剂、0.2-0.5份消泡剂、0.1-0.3份润湿剂、4-6份砂面粉、15-20份硅微粉、10-15份滑石粉、5-10份乙酸丁酯，优选地，所述主剂的重量份为100份。
进一步地，，所述主剂、固化剂、稀释剂的重量比为1：1：0.2。
进一步地，，所述润湿剂还包括聚氧乙烯硅氧烷，所述聚氧乙烯硅氧烷由5-10重量份聚氧乙烯单体、20-50重量份有机硅单体聚合而成，所述聚氧乙烯单体选自乙二醇、二乙二醇中的一种或多种，所述有机硅单体选自甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷、氟硅单体中的一种或多种。
更进一步地，，所述聚氧乙烯硅氧烷的制备方法如下：
步骤1：将5-10重量份聚氧乙烯单体与5-10重量份有机硅单体混合，并加入10-20倍重量份的缚酸剂，加入5-20倍重量份的二甲苯，并回流反应12-40小时；
步骤2：将步骤1所得混合物进行抽滤，除去固体，并旋干，加入剩余有机硅单体，在40-80摄氏度下反应24-72小时；
步骤3：取等重量的水对步骤2所得混合物进行水洗，干燥，得到聚氧乙烯硅氧烷。
进一步地，，所述固化剂由包括25-35份乙酸丁酯，40-60份甲苯二异氰酸酯加成物，10-30份甲苯二异氰酸酯三聚体混合而成；优选地，按100重量份计，由包括15-25份乙酸丁酯，40-60份甲苯二异氰酸酯加成物，20-35份甲苯二异氰酸酯三聚体混合而成；进一步优选地，甲苯二异氰酸酯加成物的NCO为12-14％，甲苯二异氰酸酯三聚体的NCO为7-9％。
进一步地，，所述稀释剂由50-80份乙酸丁酯，20-50份丙二醇甲醚醋酸酯组成，优选地，按100重量份计，所述稀释剂由60-80份乙酸丁酯，20-40份丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明还公开一种上述聚氨酯木器漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将醇酸树脂和40-60％重量的乙酸丁酯分散均匀，然后加入防沉剂，分散至细度≤40um，再加入滑石粉、硅微粉和砂面粉，分散至细度≤90um；最后加入消泡剂、润湿剂和剩余乙酸丁酯，分散均匀，即得主剂；
(2)将乙酸丁酯和甲苯二异氰酸酯加成物及三聚体分散均匀得固化剂；
(3)将乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯分散均匀得稀释剂；
(4)将主剂、固化剂、稀释剂各自独立包装，即得。
本发明还公开一种上述聚氨酯木器漆在封闭涂装中填充导管的应用，将主剂和固化剂按比例混合均匀后，加入稀释剂混匀，以8-12m2/kg对木质材质工件进行喷涂，于5-40℃自然干燥4-12h。
其中，所述醇酸树脂选自植物油脂肪酸改性醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂中的一种或两种，优选地，所述醇酸树脂的羟值为60-120。醇酸树脂为普通市售产品，可采用撒比斯的REXIN129，REXIN1234。优选地，所述滑石粉为微细滑石粉，为普通市售产品，可采用佛山市顺南海区绅鹏装饰材料有限公司的蓝蝶牌滑石粉。优选地，所述硅微粉为微细硅微粉，为普通市售产品，可采用江苏联瑞化工有限公司的硅微粉CS1005型号。优选地，所述砂面粉，为普通市售产品，可采用天诗公司的砂面粉。所述防沉剂、消泡剂、润湿剂为本领域常规助剂，普通市售产品均可作为选择。本发明优选采用聚酰胺蜡、聚乙烯蜡中的一种或两种作为聚氨酯木器漆的防沉剂，具体可采用帝斯巴隆的聚酰胺蜡6900-HV，聚乙烯蜡4200-10。本发明优选采用不含有机硅的破泡聚合物溶液作为聚氨酯木器漆的消泡剂，具体可采用三化助剂的AC270；本发明优选采用聚醚改性有机硅作为聚氨酯木器漆的润湿剂，具体可采用迪高的TegoKL245。
本发明相比现有技术，通过采用主剂、固化剂、稀释剂相互配合，应用于实木或者木皮材质工件时，能够很好克服其他涂料涂装在导管表面形成的涂层容易鼓泡、塌陷、渗透等问题。同时，本发明的聚氨酯木器漆主成膜物质选用了具优异润湿性的蓖麻油醇酸树脂和入孔好的砂面粉，固化剂选用甲苯二异氰酸酯加成物和三聚体混合物，蓖麻油醇酸树脂使涂膜具有优异的柔韧性，漆液与导管有很好的渗透咬合，能够增强涂层与底材的附着力。此外，本发明采用蓖麻油树酯渗透性能好，协同砂面粉入导管性，有效的形成了漆液入孔性，渗透形成致密支撑面涂层的底涂层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
本发明实施例的聚氨酯木器漆，由按照重量比1：1：0.2混合的主剂、固化剂、稀释剂，所述主剂是由如下组分制备得到的：30份蓖麻油醇酸树脂、90份脂肪酸醇酸树脂、1.2份预活化聚酰胺蜡、3份氧化聚乙烯蜡、1份消泡剂、0.6份润湿剂、12份砂面粉、30份硅微粉、24份滑石粉、8.2份乙酸丁酯。
其中，蓖麻油醇酸树脂羟值为90，采用撒比斯公司蓖麻油改性醇酸树脂REXIN1234；脂肪酸醇酸树脂羟值为60，采用撒比斯公司植物油改性脂肪酸醇酸树脂REXIN129。
滑石粉为微细滑石粉，采用佛山市顺南海区绅鹏装饰材料有限公司的蓝蝶牌滑石粉；
硅微粉为微细硅微粉，采用江苏联瑞化工有限公司产品CS1005型号；
砂面粉选用天诗公司产品；
防沉剂选用帝斯巴隆的聚酰胺蜡6900-HV，氧化聚乙烯蜡4200-10；
消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液，选用三化助剂的AC270；
润湿剂为聚醚改性有机硅，选用迪高的TegoKL245。
固化剂为乙酸丁酯70kg，甲苯二异氰酸酯加成物80kg，甲苯二异氰酸酯三聚体50kg。
其中，甲苯二异氰酸酯加成物为Bayer公司的L-75，加成物中NCO含量为13.3％，甲苯二异氰酸酯三聚体为Bayer公司的IL1351，三聚体中NCO含量为8％。
稀释剂为乙酸丁酯160kg，丙二醇甲醚醋酸酯40kg。
本发明实施例聚氨酯木器漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将两种醇酸树脂30kg及90kg投入到分散缸中，开机低速600转/分钟到中速800转/分钟搅拌均匀3分钟；
(2)在低速600转/分钟搅拌下加入防沉剂1.2kg及3kg，高速1200转/分钟分散5分钟至细度≤40um；
(3)在低速600转/分钟搅拌下依次投入滑石粉24kg、硅微粉30kg、砂面粉12kg，高速1200转/分钟分散15-20分钟至细度≤90um；
(4)在低速600转/分钟搅拌下依次加入消泡剂1kg、润湿剂0.6kg、乙酸丁酯8.2kg，中速800转/分钟分散5分钟至均匀，过滤，即得主剂；
(5)将乙酸丁酯和甲苯二异氰酸酯加成物及甲苯二异氰酸酯三聚体投料于200立升搅拌机中，以300-400r/min搅拌均匀制得清透固化剂组分；
(6)将乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯投料于200立升溶剂缸中，以300-400r/min搅拌均匀制得水清透明稀释剂组分；
(7)将主剂、固化剂、稀释剂各自独立包装即得。
实施例2
本发明实施例的聚氨酯木器漆，由按照重量比1：1：0.2混合的主剂、固化剂、稀释剂，所述主剂是由如下组分制备得到的：40份蓖麻油醇酸树脂、90份脂肪酸醇酸树脂、1.2份预活化聚酰胺蜡、3份氧化聚乙烯蜡、1份消泡剂、0.6份润湿剂、12份砂面粉、25份硅微粉、19份滑石粉、8.2份乙酸丁酯。
其中，蓖麻油醇酸树脂羟值为90，采用撒比斯公司蓖麻油改性醇酸树脂REXIN1234；脂肪酸醇酸树脂羟值为60，采用撒比斯公司植物油改性脂肪酸醇酸树脂REXIN129。
滑石粉为微细滑石粉，采用佛山市顺南海区绅鹏装饰材料有限公司的蓝蝶牌滑石粉；
硅微粉为微细硅微粉，采用江苏联瑞化工有限公司产品CS1005型号；
砂面粉选用天诗公司产品；
防沉剂选用帝斯巴隆的聚酰胺蜡6900-HV，氧化聚乙烯蜡4200-10；
消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液，选用三化助剂的AC270；
润湿剂为聚醚改性有机硅，选用迪高的TegoKL245。
固化剂为乙酸丁酯70kg，甲苯二异氰酸酯加成物70kg，甲苯二异氰酸酯三聚体60kg。
甲苯二异氰酸酯加成物为Bayer公司的L-75，加成物中NCO含量为13.3％，甲苯二异氰酸酯三聚体为Bayer公司的IL1351，三聚体中NCO含量为8％。
稀释剂为乙酸丁酯120kg，丙二醇甲醚醋酸酯80kg。
本发明实施例聚氨酯木器漆的制备方法，同实施例1。
实施例3
本发明实施例的聚氨酯木器漆，由按照重量比1：1：0.2混合的主剂、固化剂、稀释剂，所述主剂是由如下组分制备得到的：40份蓖麻油醇酸树脂、90份脂肪酸醇酸树脂、1.2份预活化聚酰胺蜡、3份氧化聚乙烯蜡、1份消泡剂、0.6份润湿剂、12份砂面粉、25份硅微粉、19份滑石粉、8.2份乙酸丁酯。
其中，蓖麻油醇酸树脂羟值为90，采用撒比斯公司蓖麻油改性醇酸树脂REXIN1234；脂肪酸醇酸树脂羟值为60，采用撒比斯公司植物油改性脂肪酸醇酸树脂REXIN129。
滑石粉为微细滑石粉，采用佛山市顺南海区绅鹏装饰材料有限公司的蓝蝶牌滑石粉；
硅微粉为微细硅微粉，采用江苏联瑞化工有限公司产品CS1005型号；
砂面粉选用天诗公司产品；
防沉剂选用帝斯巴隆的聚酰胺蜡6900-HV，氧化聚乙烯蜡4200-10；
消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液，选用三化助剂的AC270；
润湿剂为聚氧乙烯硅氧烷。
固化剂为乙酸丁酯70kg，甲苯二异氰酸酯加成物70kg，甲苯二异氰酸酯三聚体60kg。
甲苯二异氰酸酯加成物为Bayer公司的L-75，加成物中NCO含量为13.3％，甲苯二异氰酸酯三聚体为Bayer公司的IL1351，三聚体中NCO含量为8％。
稀释剂为乙酸丁酯120kg，丙二醇甲醚醋酸酯80kg。
其中，聚氧乙烯硅氧烷由10重量份二乙二醇、50重量份乙烯基三氯硅烷聚合而成，制备方法如下：
步骤1：将10重量份聚氧乙烯单体与10重量份有机硅单体混合，并加入20倍重量份的三乙胺，加入5倍重量份的二甲苯，并回流反应40小时；
步骤2：将步骤1所得混合物进行抽滤，除去固体，并旋干，加入剩余有机硅单体，在80摄氏度下反应72小时；
步骤3：取等重量的水对步骤2所得混合物进行水洗，干燥，得到聚氧乙烯硅氧烷。
本发明实施例的聚氧乙烯硅氧烷的制备方法如下：
步骤1：将5-10重量份聚氧乙烯单体与5-10重量份有机硅单体混合，并加入10-20倍重量份的缚酸剂，加入5-20倍重量份的二甲苯，并回流反应12-40小时；
步骤2：将步骤1所得混合物进行抽滤，除去固体，并旋干，加入剩余有机硅单体，在40-80摄氏度下反应24-72小时；
步骤3：取等重量的水对步骤2所得混合物进行水洗，干燥，得到聚氧乙烯硅氧烷。
本发明实施例聚氨酯木器漆的制备方法，同实施例1。
按照主剂、固化剂、稀释剂重量配比为1：1：0.2的比例，分别称取实施例1和实施例2的各组分，先将主剂和固化剂混匀，再加入稀释剂混匀，采用无气喷涂进行施工，每遍施工涂覆面积为10m2/kg，干燥条件为：干燥温度25℃，干燥时间8小时，干燥方法为自然干燥；制得PU透明底漆涂膜。采用相关标准方法进行检测，结果如下：
Figure BDA0002596644510000051
Figure BDA0002596644510000061
其中，抗菌性的测试方法如下：
步骤1：取1g淀粉加入1mL水中加热至淀粉糊化，将糊化后的淀粉在3×3cm尺寸的实施例1-3及对比例涂层表面均匀涂抹，用纸擦去淀粉；
步骤2：取黄曲霉菌丝0.01g于1mL水中，并搅拌均匀，均匀涂抹在步骤1所得涂层上；
步骤3：将实施例1-3及对比例涂层表面放置于30-40摄氏度、80％湿度的环境下培养5天，观察涂层表面的菌丝生长情况。
由上表的测试结果可见，本发明实施例3通过采用聚氧乙烯硅氧烷作为润湿剂，在未明显降低涂料性能的同时，通过在硅氧烷中加入乙二醇结构，提高了抗菌性，减缓真菌，特别是黄曲霉菌的生长速度，降低清洁难度。
设计A、B组作为对照例，以A、B组与本发明实施例1、2相比，未添加硅微粉，将本发明实施例1-2及A、B组进行施工，并涂膜评估综合性能实验对比，具体如下表所示：
Figure BDA0002596644510000062
Figure BDA0002596644510000071
经过检测，漆膜的柔韧性能在12mm以内，且厚涂200微米时，在-30℃至50℃冷热循环下不开裂不塌陷，说明本发明的聚氨酯木器漆具有良好的附着力、柔韧性、不易开裂塌陷性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯木器漆，其特征在于，所述聚氨酯木器漆包括主剂、固化剂、稀释剂，所述主剂是由包括如下重量份的原料组成：50-70份醇酸树脂、2-3份防沉剂、0.2-0.5份消泡剂、0.1-0.3份润湿剂、4-6份砂面粉、10-20份硅微粉、5-15份滑石粉、5-10份乙酸丁酯。
2.根据权利要求1所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述醇酸树脂选自植物油脂肪酸改性醇酸树脂、蓖麻油改性醇酸树脂中的一种或两种，优选地，所述醇酸树脂的羟值为60-120，所述防沉剂选自聚酰胺蜡、聚乙烯蜡中的一种或两种，所述消泡剂为不含有机硅的破泡聚合物溶液，和/或，所述润湿剂为聚醚改性有机硅，所述硅微粉为微细硅微粉，所述滑石粉为微细滑石粉。
3.根据权利要求1所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述主剂是由包括如下重量份的原料组成：60-70份醇酸树脂、2-3份防沉剂、0.2-0.5份消泡剂、0.1-0.3份润湿剂、4-6份砂面粉、15-20份硅微粉、10-15份滑石粉、5-10份乙酸丁酯，优选地，所述主剂的重量份为100份。
4.根据权利要求1所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述主剂、固化剂、稀释剂的重量比为1：1：0.2。
5.根据权利要求1所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述润湿剂还包括聚氧乙烯硅氧烷，所述聚氧乙烯硅氧烷由5-10重量份聚氧乙烯单体、20-50重量份有机硅单体聚合而成，所述聚氧乙烯单体选自乙二醇、二乙二醇中的一种或多种，所述有机硅单体选自甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷、氟硅单体中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述聚氧乙烯硅氧烷的制备方法如下：
步骤1：将5-10重量份聚氧乙烯单体与5-10重量份有机硅单体混合，并加入10-20倍重量份的缚酸剂，加入5-20倍重量份的二甲苯，并回流反应12-40小时；
步骤2：将步骤1所得混合物进行抽滤，除去固体，并旋干，加入剩余有机硅单体，在40-80摄氏度下反应24-72小时；
步骤3：取等重量的水对步骤2所得混合物进行水洗，干燥，得到聚氧乙烯硅氧烷。
7.根据权利要求1所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述固化剂由包括25-35份乙酸丁酯，40-60份甲苯二异氰酸酯加成物，10-30份甲苯二异氰酸酯三聚体混合而成；优选地，按100重量份计，由包括15-25份乙酸丁酯，40-60份甲苯二异氰酸酯加成物，20-35份甲苯二异氰酸酯三聚体混合而成；进一步优选地，甲苯二异氰酸酯加成物的NCO为12-14％，甲苯二异氰酸酯三聚体的NCO为7-9％。
8.根据权利要求1所述聚氨酯木器漆，其特征在于，所述稀释剂由50-80份乙酸丁酯，20-50份丙二醇甲醚醋酸酯组成，优选地，按100重量份计，所述稀释剂由60-80份乙酸丁酯，20-40份丙二醇甲醚醋酸酯。
9.一种权利要求1-8任一项所述聚氨酯木器漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将醇酸树脂和40-60％重量的乙酸丁酯分散均匀，然后加入防沉剂，分散至细度≤40um，再加入滑石粉、硅微粉和砂面粉，分散至细度≤90um；最后加入消泡剂、润湿剂和剩余乙酸丁酯，分散均匀，即得主剂；
(2)将乙酸丁酯和甲苯二异氰酸酯加成物及三聚体分散均匀得固化剂；
(3)将乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯分散均匀得稀释剂；
(4)将主剂、固化剂、稀释剂各自独立包装，即得。
10.一种权利要求1-8任一项所述聚氨酯木器漆在封闭涂装中填充导管的应用，其特征在于：将主剂和固化剂按比例混合均匀后，加入稀释剂混匀，以8-12m2/kg对木质材质工件进行喷涂，于5-40℃自然干燥4-12h。
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