CN111690314A - 一种水性双组分哑光清面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种染色木皮专用的耐黄变高性能的水性双组分哑光清面漆，通过对乳液、固化剂、光稳定剂和助溶剂以及其他助剂的选择，并优化原料的比例，使其适用于见光易变色的染色木皮底材的涂装，对底材起到保护作用，使染色木皮具有较强的耐光照变色性，同时漆膜耐化性强，防潮耐水性突出，并且不鼓泡、脱层，具有高附着力和较长的活化期。

Description

一种水性双组分哑光清面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及木器涂料生产的技术领域，尤其是涉及一种染色木皮专用的耐黄变高性能的水性双组分哑光清面漆及其制备方法。

背景技术

在我国的家居行业中，天然木皮、科技木皮以及染色木皮被广泛应用于家具、装饰工程中。其中，染色木皮具有天然木皮的纹路，又补全了天然木皮的部分缺陷，更是获得了市场上的青睐。

目前的水性染色木皮专用涂料主要以清漆为主，因为透明涂料更能显示出染色木皮本身特有的木皮纹理和鲜艳色彩。但是，由于染色木皮上的色彩是经过染色等特殊工艺处理而成的，这类底材遇见阳光极易发生变色。

市面上常用的产品多为将水性单组分面漆涂装到染色木皮上，由于单组分面漆是通过水分挥发干燥的物理成膜的方式进行成膜，漆膜致密性不足，遇到潮湿天气时，水汽易附着在漆膜上并渗透到漆膜底部出现发白和脱层的问题，同时受单组分产品成膜树脂性能的限制以及光稳定助剂筛选的影响，涂层遇光照，底材的防变色性能较差。

另外，市面上采用的水性双组分面漆产品，虽然提升了以往单组分产品的耐色变、防潮耐水性差的问题，但由于配方上的缺陷，使得产品的可使用时间(活化期)短，大多不足1h(35℃条件下)。

因此，如何提供一种染色木皮用的高性能面漆，提升面漆的耐色变等性能是本领域的技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种染色木皮专用的耐黄变高性能的水性双组分哑光清面漆，通过对乳液、固化剂、光稳定剂和助溶剂以及其他助剂的选择，并优化原料的比例，使其适用于见光易变色的染色木皮底材的涂装，对底材起到保护作用，使染色木皮具有较强的耐光照变色性，同时漆膜耐化性强，防潮耐水性突出，并且不鼓泡、脱层，具有高附着力和较长的活化期。本发明还提供了上述水性双组分哑光清面漆的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水性双组分哑光清面漆，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：10～20；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述HDI类型水性固化剂的型号包括XP2655、0S-9018和818的一种或几种。

进一步地，一种水性双组分哑光清面漆，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：10；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

进一步地，一种水性双组分哑光清面漆，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：20；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

进一步地，一种水性双组分哑光清面漆，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：15；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

本发明对于组分和原料的选择具体如下：

1.乳液的选择。

水性漆的成膜物主要是乳液，乳液性能决定产品的主要性能，本申请选择低羟丙烯酸乳液，并配合固化剂，比如拜耳XP2655，作为固定的乙组份，并在原料中加入高羟丙烯酸乳液，低羟丙烯酸乳液和高羟丙烯酸乳液结合可以较大程度的提升面漆产品的耐水性和附着力等综合性能。本申请还优选出最佳的低羟丙烯酸乳液和高羟丙烯酸乳液的混合比例。

2.固化剂的选择。

固化剂中的-NCO基团可以与羟基乳液中的-OH基团进行反应生成聚氨酯，因此不同固化剂的性能对漆膜性能起到不同的作用，对防变色性和活化期都有明显的影响。目前市面上的固化剂主要以HDI类型为主，使用前都是先用溶剂进行稀释，方便与主漆搅拌均匀，而稀释溶剂对活化期影响较大，常用的有PMA、PGDA、BGA、EDGA等，通过优化，高沸点慢干类的溶剂对活化期的影响较小，可使用时间越长。而且，发明人还发现IPDI类型的固化剂反应活性相比HDI较低，因此加入一定量的IPDI固化剂，可以有效的提升产品的活化期。

3.光稳定剂的选择。

由于染色木皮是采用染料对天然木皮进行染色而成，染料的不稳定性导致其见光极易发生变色反应，因此需要在涂膜中加入适当的光稳定剂。本发明中主要采用紫外光吸收剂(UVA)与受阻胺光稳定剂(HALS)搭配使用的方法，两者在涂层共同作用产生协同效应，可以在激发态CH*(甲基吸收能量后变成激发态表述方式)形成前吸收紫外光以及捕捉自由基，增强对涂料和底材的保护效果。经过实验测试评估添加不同的光稳定剂组合，筛选出防变色性能最好的搭配以及比例。

4.助溶剂的选择。

在本发明的水性双组分体系中，主要是通过主漆与固化剂的反应交联固化成膜，助溶剂协同对体系的成膜作用。通过在体系中添加不同的助溶剂可以调节挥发速率，改善漆膜出现针眼、暗泡等弊病。但一些助溶剂对体系的活化期有较大的影响。经过实验和评估发现，高沸点且与水相容性好的助溶剂可以有效提升活化期，比如EDG、BDG。

5.其他助剂的选择。

在其他助剂方面，本发明添加了不同类型的流变助剂，以提升产品的可施工性和防流挂性能，同时本发明还筛选添加了对体系透明度、耐水性和活化期影响小的消光粉。

通过对上述组分的优选，本发明提供的染色木皮专用的耐色变高性能水性双组份哑光清面漆，适用于见光易变色的染色木皮底材的涂装，对底材起到保护作用，使染色木皮具有较强的耐光照变色性，同时漆膜耐化性强，防潮耐水性突出，不鼓泡、脱层，还具有高附着力和较长的活化期。

本发明还提供了上述水性双组分哑光清面漆的制备方法，其采用上述的各组分的重量份数，并按以下步骤进行制备：

(1)甲组分的制备：将水性低羟基丙烯酸乳液加入到分散缸中，以500r/min的速度搅拌，然后依次加入浓缩液型有机硅消泡剂、水乳化型有机硅消泡剂、水性润湿分散剂和有机硅润湿流平剂，将转速调整至1000r/min，搅拌分散5分钟；

取一干净的容器，将成膜助剂DPNB、成膜助剂EDG和去离子水预混合后，在1000r/min的分散速度下以2-3kg/min的流速加入到分散缸中，之后将转速调整至500r/min，依次加入气相二氧化硅消光粉和流变型无机膨润土浆，再将转速调整到1300r/min，高速分散20-30min，QC进行中控检测，拉板无缩孔；

将转速调整到800r/min，依次将水性高羟基丙烯酸乳液、缔合型聚氨酯增稠剂、有机硅流平剂、紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂和蜡乳液投入到分散缸中，搅拌20-30min，至刮板无缩孔，得甲组分；

(2)乙组分的制备：先取一干净的容器，将高沸点慢干型开稀溶剂和脱水剂充分混合后，备用；将HDI类型水性固化剂和IPDI类型水性固化剂，加入到分散缸中，以500r/min的速度搅拌均匀，并加入高沸点慢干型开稀溶剂和脱水剂的混合物，搅拌5min，得乙组分；在包装罐中充入氮气，并将混合好的乙组分装入罐中，密封待用；

(3)按照混合比例，将甲组分和乙组分混合，即得水性双组分哑光清面漆。

上述水性双组分哑光清面漆的制备方法，操作简单，对设备的要求不高，通过控制搅拌的速度和组分的加入次序，其制备得到的水性双组分哑光清面漆粘度为53-58KU，固含为37±2％，光泽为30±3°，pH为8.2；施工方式为手工隔膜泵喷涂，涂布量为110-130g/m²，干燥为常温流平30min，35-40℃烘烤12-16h。该水性双组分哑光清面漆在光泽度、粘度、细度、pH、固含和流挂值方面均有优异的表现，符合染色木皮的应用要求。

基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：

(1)本发明提供的水性双组分哑光清面漆，通过水性高羟基丙烯酸乳液和低羟基丙烯酸乳液的复配，不仅提升了高羟基丙烯酸乳液含量，也使产品明显提高了漆膜的耐水性、硬度、附着力，并改善产品的耐黄变性。

(2)本发明通过将HDI类型水性固化剂，比如XP2655，与IPDI类型水性固化剂的复配，兼顾了HDI固化剂的耐性和IPDI固化剂的低反应活性，同时引入高沸点慢干溶剂EDG，可有效提升产品活化期。

(3)本发明通过添加特定的紫外光吸收剂和受阻胺光稳定剂，在涂层中可以很好地起到协同作用，共同作用吸收、反应多种光线，最大程度的降低了染色木皮的变色。

(4)基于本发明的水性双组分哑光清面漆制成的配方产品，涂装到染色木皮上更好的防变色性，有效降低了终端家具成品的黄变和遇潮发白、鼓泡以及脱落的风险。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。本发明给出了的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

一种水性双组分哑光清面漆，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：10～20；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

其中，配方中各组分的作用如下：

水性低羟基丙烯酸乳液具有干燥性好、硬度提升快、附着力好、活化期好的特点。

浓缩液型有机硅消泡剂和水乳化型有机硅消泡剂搭配使用起到消泡和抑泡、快速破泡的作用，有提高产品的施工性和改善漆膜外观的作用。

水性润湿分散剂可以有效的润湿和分散体系中的消光粉，使粉料更均匀的分布在体系中，使漆膜光泽更加均匀。

有机硅润湿流平剂和有机硅流平剂主要降低体系的表面张力，可以在涂层表面很好的润湿和铺展，具有改善漆膜外观的作用。

成膜助剂主要降低成膜物的MFFT，使之成膜效率更高，漆膜更致密，同时可以延长体系活化期。

去离子水主要用来混合在成膜物质中，在制漆过程中更方便将成膜助剂混合物加入到体系中。

气相二氧化硅消光粉对体系具有消光作用，对透明度影响小。

缔合型聚氨酯增稠剂搭配流变型无机膨润土，主要提供体系一定的触变性和流动性，具有防流挂和提高产品施工性的作用。

水性高羟基丙烯酸乳液具有耐水性、耐化性好、硬度高、附着力好的特点，同时具有一定的耐黄变性能。

紫外光吸收剂和受阻胺光稳定剂的搭配使用使涂层可以更好的吸收紫外光以及捕捉自由基，具有耐黄变、阻止基材受光变色的作用。

蜡乳液主要用来提供体系抗粘连耐磨的作用和改善手感的作用。

在实际生产过程中，按照以下组分重量份数和比例，制备甲组分和乙组分：

(1)甲组分的原料(组分)按重量份数，其配比如下：

以上甲组分-配比A、甲组分-配比B、甲组分-配比C和甲组分-配比D的制备方法如下：

按照重量份数，取水性低羟基丙烯酸乳液加入到分散缸中，以500r/min的速度搅拌，然后依次加入浓缩液型有机硅消泡剂、水乳化型有机硅消泡剂、水性润湿分散剂和有机硅润湿流平剂，将转速调整至1000r/min，搅拌分散5分钟；

取一干净的容器，将成膜助剂DPNB、成膜助剂EDG和去离子水预混合后，在1000r/min的分散速度下以2-3kg/min的流速加入到分散缸中，之后将转速调整至500r/min，依次加入气相二氧化硅消光粉和流变型无机膨润土浆，再将转速调整到1300r/min，高速分散20-30min，QC进行中控检测，拉板无缩孔；

将转速调整到800r/min，依次将水性高羟基丙烯酸乳液、缔合型聚氨酯增稠剂、有机硅流平剂、紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂和蜡乳液投入到分散缸中，搅拌20-30min，至刮板无缩孔。这样，得到甲组分-配比A、甲组分-配比B、甲组分-配比C和甲组分-配比D。

(2)乙组分的原料(组分)按重量份数，其配比如下：

以上乙组分-配比A、乙组分-配比B和乙组分-配比C的制备方法如下：

先取一干净的容器，将高沸点慢干型开稀溶剂和脱水剂充分混合后，备用；将HDI类型水性固化剂和IPDI类型水性固化剂，加入到分散缸中，以500r/min的速度搅拌均匀，并加入高沸点慢干型开稀溶剂和脱水剂的混合物，搅拌5min，得乙组分；在包装罐中充入氮气，并将混合好的乙组分装入罐中，密封待用，即得乙组分-配比A、乙组分-配比B和乙组分-配比C

分别对上述不同配比的甲组分和乙组分进行混合，交叉复配，并测试混合后的水性双组分哑光清面漆的性能。

实施例1

将甲组分-配比A和乙组分-配比A，按100:10的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例2

将甲组分-配比A和乙组分-配比B，按100:20的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例3

将甲组分-配比A和乙组分-配比C，按100:15的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例4

将甲组分-配比B和乙组分-配比A，按100:10的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例5

将甲组分-配比B和乙组分-配比B，按100:20的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例6

将甲组分-配比B和乙组分-配比C，按100:15的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例7

将甲组分-配比C和乙组分-配比A，按100:10的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例8

将甲组分-配比C和乙组分-配比B，按100:20的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例9

将甲组分-配比C和乙组分-配比C，按100:15的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例10

将甲组分-配比D和乙组分-配比A，按100:10的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例11

将甲组分-配比D和乙组分-配比B，按100:20的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

实施例12

将甲组分-配比D和乙组分-配比C，按100:15的比例混合在一起，即得实施例1的水性双组分哑光清面漆。

将实施例1～实施例12的水性双组分哑光清面漆进行性能测试，测试条件为待干温度：室温(20-25℃)，待干30min，40℃烘烤16h；底材：科技木染色木皮。测试结果见表1。

表1将实施例1～实施例12的水性双组分哑光清面漆的性能测试结果

*耐水性评分0-5，5分表示最好，0分表示最差。

从表1可以看出，实施例1-实施例12的水性双组分哑光清面漆在在光泽度、粘度、细度、pH、固含和流挂值方面均有优异的表现，符合染色木皮的应用要求。同时，由表1可得知，随着受阻胺光稳定剂添加量的增加，耐黄变性能(太阳光照防变色性)逐渐增强，但对应的活化期则缩短，添加量在1.5％时，活化期和耐黄变的综合性能达到最优；因此，选用实施例7(甲组分-配比C和乙组分-配比B按100:100的比例混合)的固化剂搭配主漆，产品在耐水性方面最好，耐水不发白。

以上内容仅仅为本发明的结构所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种水性双组分哑光清面漆，其特征在于，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：10～20；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的水性双组分哑光清面漆，其特征在于，所述HDI类型水性固化剂的型号包括XP2655、0S-9018和818的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的水性双组分哑光清面漆，其特征在于，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：10；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

4.根据权利要求1所述的水性双组分哑光清面漆，其特征在于，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：20；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

5.根据权利要求1所述的水性双组分哑光清面漆，其特征在于，由甲组分和乙组分组成，所述甲组分与乙组分的比例为100：15；

所述甲组分按重量份数，包括以下组分：

所述乙组分按重量份数，包括以下组分：

6.一种水性双组分哑光清面漆的制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述的重量份数，按以下步骤进行制备：

(1)甲组分的制备：将水性低羟基丙烯酸乳液加入到分散缸中，以500r/min的速度搅拌，然后依次加入浓缩液型有机硅消泡剂、水乳化型有机硅消泡剂、水性润湿分散剂和有机硅润湿流平剂，将转速调整至1000r/min，搅拌分散5分钟；取一干净的容器，将成膜助剂DPNB、成膜助剂EDG和去离子水预混合后，在1000r/min的分散速度下以2-3kg/min的流速加入到分散缸中，之后将转速调整至500r/min，依次加入气相二氧化硅消光粉和流变型无机膨润土浆，再将转速调整到1300r/min，高速分散20-30min，QC进行中控检测，拉板无缩孔；

将转速调整到800r/min，依次将水性高羟基丙烯酸乳液、缔合型聚氨酯增稠剂、有机硅流平剂、紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂和蜡乳液投入到分散缸中，搅拌20-30min，至刮板无缩孔，得甲组分；

(2)乙组分的制备：先取一干净的容器，将高沸点慢干型开稀溶剂和脱水剂充分混合后，备用；将HDI类型水性固化剂和IPDI类型水性固化剂，加入到分散缸中，以500r/min的速度搅拌均匀，并加入高沸点慢干型开稀溶剂和脱水剂的混合物，搅拌5min，得乙组分；在包装罐中充入氮气，并将混合好的乙组分装入罐中，密封待用；

(3)按照混合比例，将甲组分和乙组分混合，即得水性双组分哑光清面漆。