CN112521817A

CN112521817A - 单组份哑光清面漆及其制备方法

Info

Publication number: CN112521817A
Application number: CN202011472091.0A
Authority: CN
Inventors: 梁斓
Original assignee: Guangdong Modern Coatings Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Modern Coatings Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2040-12-11
Also published as: CN112521817B

Abstract

本发明提供了一种单组份哑光清面漆及其制备方法，其中单组份哑光清面漆的制备原料包括水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂、有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂和水，且于制备中，有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂先通过水性分散剂分散于水中再加入水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液。水性丙烯酸聚氨酯分散体由于含有丙烯酸基团，因而可以很好的相容于丙烯酸乳液中，故可弥补丙烯酸乳液不耐酒精的缺陷。有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂在聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂的作用下可均匀的分散于水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液的乳液体系中，因而形成的漆膜具有较高的耐水、耐酒精性能，及均匀的板面哑光效果。

Description

单组份哑光清面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种单组份哑光清面漆及其制备方法。

背景技术

面漆，又称末道漆，是在多层涂装中最后涂装的一层涂料，应具有良好的耐外界条件的作用，又必须具有必要的色相和装饰性，且对底涂层也具有保护作用。

近几年以来，我国的涂料工业方兴未艾，涂料总产量也跃居世界的前列，形成了一个与此相关的产业群体，积极推动着传统涂装领域的技术革命和发展，在这期间，高光泽的高光涂料以其色泽鲜艳、明亮等优点深受消费者的喜爱，并在相当长的时间内一统着涂料市场。但是随着人们生活水平的不断提高，一方面消费者感觉到了水性哑光清面表面效果和触摸感优于亮光清漆；另一方面消费者的审美观念越来越倾向于休闲、时尚和个性化，因此哑光清面漆的需求逐渐增加。

哑光清面漆是与亮光面漆相比光泽有所降低的漆，可分为一分至全哑不等的各种哑度的漆，其以清漆为主，加入适量的消光剂和辅助材料调和而成，由于消光剂的用量不同，漆膜光泽度亦不同。

目前比较常见的哑光清面漆是单组份体系和双组份体系，其中，双组份聚氨酯哑光清面漆是由含羟基组分和含异氰酸酯组分以及稀释剂组成。双组份聚氨酯哑光清面漆具有常温成膜性能、耐磨性、耐水耐酒精等耐化学性能，以及优异的硬度和丰满度，广泛应用于木器涂装，但是双组份体系普遍价格昂贵和在调漆过程给操作者带来了诸多不便。而且，双组份哑光清面漆中需要加入固化剂，这样就导致了施工者必须要水漆的活化期内(一般4h左右)把水漆用完，不然会导致浪费的现象，给家具涂装施工带来一定的局限性。而单组份哑光清面漆体系，往往不具备耐水耐酒精性能，从而导致漆膜永久性发白发蒙，严重影响整体板面效果。

因而，开发一种既具有较佳的哑光效果，又具有较佳的耐水、耐酒精性能的单组份面漆是目前的难题。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种单组份哑光清面漆及其制备方法，此哑光清面漆的光泽度为20～60°，具有较好的板面哑光效果，耐水、耐酒精不易发白，且为单组份体系便于施工操作。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种单组份哑光清面漆，制备原料包括水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂、有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂和水，且于制备中，所述有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂先通过所述水性分散剂分散于所述水中再加入所述水性丙烯酸聚氨酯分散体和所述丙烯酸乳液。

丙烯酸乳液作为主体树脂，其干燥后能形成密集性比较高的漆膜，具有良好的耐水性能，而聚氨酯具有良好的耐水、耐酒精性能，其附着力优异，透明度好，光泽度高。本发明通过选择一种特殊的聚氨酯(水性丙烯酸聚氨酯分散体)，由于含有丙烯酸基团，因而可以很好的相容于丙烯酸乳液中，故通过水性丙烯酸聚氨酯分散体可弥补丙烯酸乳液不耐酒精的缺陷，从而使形成的漆膜即可耐水又可耐酒精。消光剂选用有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂，其通过水性分散剂先分散于水中再于聚硅氧烷类润湿剂的作用下可改善铺展性能，因而可均匀的分散于水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液的乳液体系中，而且有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂同时兼备有机硅和丙烯酸的性能，因而与水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液和聚硅氧烷类润湿剂的相容性皆较好，因而可克服传统加入消光剂而致面漆的耐水耐酒精性能变差的问题。成膜助剂有利于快速形成漆膜，增稠剂能够显著提高流变性能，从而可进一步提高涂料的储存稳定性以及施工性能。消泡剂的加入可克服由于消光剂在制作面漆过程中，会产生大量的气泡，从而导致成膜助剂、增稠剂等加入后和乳液不能充分混合，影响面漆的整体性能的问题。综上，本发明通过选择一种特殊的消光剂在聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂的作用下可均匀的分散于水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液的乳液体系中，再结合其他的助剂构成的面漆形成的漆膜具有较高的耐水、耐酒精性能，及均匀的板面哑光效果。

本发明的第二方面提供了一种单组份哑光清面漆的制备方法，包括：在分散条件下采用所述水性分散剂将所述有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于水中得半成品，再把该半成品和所述水性丙烯酸聚氨酯分散体、所述丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂一起搅拌均匀，再加入消泡剂、成膜助剂和聚氨酯增稠剂搅拌，从而制得耐水耐酒精的单组份哑光清面漆。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但不构成对本发明的任何限制。

本发明第一方面提供了一种单组份哑光清面漆，制备原料包括水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂、有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂和水，且于制备中，有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂先通过水性分散剂分散于水中再加入水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液。

进一步的，单组份哑光清面漆以重量百分数计，制备原料中水性丙烯酸聚氨酯分散体的含量为10～20％，具体但不限于为10％、12％、14％、16％、17％、19％、20％。丙烯酸乳液的含量为60～70％，具体但不限于为60％、62％、64％、66％、67％、69％、70％。聚硅氧烷类润湿剂的含量为0.3～2％，具体但不限于为0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1.0％、1.3％、1.5％、1.7％、2.0％，水性分散剂的含量为1～5％，具体但不限于为1％、2％、3％、4％、5％，有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂的含量为1～10％，具体但不限于为1％、2％、3％、4％、5％、7％、9％、10％，消泡剂的含量为0.2～1％，具体但不限于为0.2％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1.0％，成膜助剂的含量为4～8％，具体但不限于为4％、5％、6％、7％、8％，增稠剂的含量为0.2～1.5％，具体但不限于为0.2％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1.0％、1.3％、1.5％，水的含量为10～15％，具体但不限于为10％、12％、14％、15％。进一步的，水性丙烯酸聚氨酯分散体为脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体，其不仅具有良好的耐水、耐酒精性能，而且具有极好的透明性、光泽、硬度和附着力，可作为面漆使用而保护内层漆。

进一步的，聚硅氧烷类润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂，其具有低表面张力，优异的润湿铺展性能，而且还具有消泡效果，可以抑制消光剂在制作水性漆过程中产生的大量气泡。

进一步的，水性分散剂为聚丙烯酸盐分散剂或聚羧酸盐分散剂。

进一步的，消泡剂为氟改性消泡剂，且为氟改性有机硅化合物，其消泡快、抑泡时间长、分散性好。

进一步的，成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇乙醚。

进一步的，增稠剂为聚氨酯增稠剂。

进一步的，有机硅改性丙烯酸酯聚合物为将有机硅单体引入丙烯酸酯聚合物的主链或侧链上制备而得，其可以通过物理改性法(有机硅作为助剂与丙烯酸乳液共混、有机硅聚合物乳液与丙烯酸酯聚合物乳液共混)和化学改性法(缩聚法、加成聚合法(自由基共聚加成、硅氢加成)、核壳乳液聚合、乳液互穿聚合物网络法)进行改性，作为消泡剂优选采用核壳乳液聚合和乳液互穿聚合物网络法而制备。

本发明第二方面提供了一种单组份哑光清面漆的制备方法，包括：于分散条件下采用水性分散剂将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于水中得半成品，再把所述半成品和水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂一起搅拌均匀，再加入消泡剂、成膜助剂和增稠剂搅拌可得。进一步的，采用水性分散剂并于800～1000r/min的转速下将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于水中。

下面将结合实施例对本发明的单组份哑光清面漆及其制备方法进行详细的说明，其涉及的原料除了有机硅改性丙烯酸酯聚合物(通过乳液互穿聚合物网络法而改性)，皆可通过普通市售而获得。

实施例1

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括10％的脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、65％的丙烯酸乳液、0.5％的聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、0.5％氟改性有机硅化合物消泡剂、1％的聚丙烯酸钠、2％的有机硅改性丙烯酸酯聚合物、14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚和二丙二醇甲醚混合物(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

其制备方法为：于900r/min的转速下采用聚丙烯酸钠将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于去离子水中，再依次加入脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂并搅拌均匀，然后加入氟改性有机硅化合物消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚和聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

实施例2

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括5％的脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、70％的丙烯酸乳液、0.5％的聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、0.5％氟改性有机硅化合物消泡剂、1％的聚丙烯酸钠、2％的有机硅改性丙烯酸酯聚合物和14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚和二丙二醇甲醚混合物(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

其制备方法为：于1000r/min的转速下采用聚丙烯酸钠将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于去离子水中，再依次加入脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂并搅拌均匀，然后加入氟改性有机硅化合物消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚和聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

实施例3

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括10％的脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、65％的丙烯酸乳液、0.5％的聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、0.5％氟改性有机硅化合物消泡剂、1％的聚羧酸钠、2％的有机硅改性丙烯酸酯聚合物、14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

其制备方法为：于900r/min的转速下采用聚羧酸钠将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于去离子水中，再依次加入脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂并搅拌均匀，然后加入氟改性有机硅化合物消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚和聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

实施例4

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括10％的脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、65％的丙烯酸乳液、0.5％的聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、0.5％聚醚类消泡剂、1％的聚丙烯酸钠、2％的有机硅改性丙烯酸酯聚合物、14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚和二丙二醇甲醚混合物(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

组份哑光清面漆其制备方法为：于900r/min的转速下采用聚丙烯酸钠将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于去离子水中，再依次加入脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂并搅拌均匀，然后加入聚醚类消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚和聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

对比例1

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括10％的水性聚氨酯分散体、65％的丙烯酸乳液、0.5％的聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、0.5％氟改性有机硅化合物消泡剂、1％的聚丙烯酸钠、2％的有机硅改性丙烯酸酯聚合物、14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚和二丙二醇甲醚混合物(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

其制备方法为：于900r/min的转速下采用聚丙烯酸钠将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于去离子水中，再依次加入水性聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂并搅拌均匀，然后加入氟改性有机硅化合物消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚混合物和聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

对比例2

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括10％的脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、65％的丙烯酸乳液、0.5％的聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、0.5％氟改性消泡剂、1％的聚丙烯酸钠、2％的气相二氧化硅消光剂、14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚和二丙二醇甲醚混合物(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

其制备方法为：于900r/min的转速下采用聚丙烯酸钠将气相二氧化硅消光剂分散于去离子水中，再依次加入脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂并搅拌均匀，然后加入氟改性有机硅化合物消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

对比例3

单组份哑光清面漆，以重量百分数计，制备原料包括10％的脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、65％的丙烯酸乳液、1％氟改性有机硅化合物消泡剂、1％的聚丙烯酸钠、2％的有机硅改性丙烯酸酯聚合物、14％的去离子水、6％的二丙二醇乙醚和二丙二醇甲醚混合物(重量比为1:1)和1％的聚氨酯增稠剂。

其制备方法为：于900r/min的转速下采用聚丙烯酸钠将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于去离子水中，再依次加入脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、苯乙烯丙烯酸乳液并搅拌均匀，然后加入氟改性消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚和聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

对比例4

其制备方法为：于900r/min的转速下将脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂、聚丙烯酸钠、有机硅改性丙烯酸酯聚合物分散于去离子水中并搅拌均匀，然后加入氟改性消泡剂、二丙二醇乙醚、二丙二醇甲醚和的聚氨酯增稠剂，再搅拌均匀。

将实施例1～4和对比例1～4的单组份哑光清面漆喷涂于同一木质板材上，并于40℃下干燥成漆膜，并按照下述操作进行耐水性、耐酒精性和光泽度测试，其结果如表1所示。

耐水性和耐酒精性：将喷涂单组份哑光清面漆的木质板材分别用去离子水和70％的酒精进行浸泡一定时间，观察表面是否发白，以及发白后是否能过返回来。

光泽度：利用光泽度仪测试漆膜的光泽度。

表1各实施例的耐水性、耐酒精性和光泽度测试结果

由表1的结果可知，采用制备原料包括水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂、有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂，以及消泡剂、成膜助剂、增稠剂的单组份哑光清面漆，其耐水和耐酒精性能较佳，且仅具有20～60°的光泽度，具有较好的哑光板面效果。而对比例1采用普通的水性聚氨酯分散体，不能和丙烯酸乳液进行相容，故组成的面漆中各组份相容性较差，耐水和耐酒精性能不佳。对比例2中采用普通的消光剂气相二氧化硅，其无法均匀的分散于水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液的乳液体系中，故同样的，其耐水和耐酒精性能皆不佳。对比例3中无聚硅氧烷类润湿剂，故不能改善消光剂的铺展性能，故同样削弱了其耐水和耐酒精性能。而对比例4中，有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂不先分散于水中，而是和其他组份一并混合，即使在聚硅氧烷类润湿剂的作用下，也难以将有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂均匀的分散于水性丙烯酸聚氨酯分散体和丙烯酸乳液的乳液体系中。

对比实施例1和4可知，选用氟改性有机硅化合物作为消泡剂时，面漆各方面的性能最佳。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改及变换对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理相一致的最宽的范围。

Claims

1.单组份哑光清面漆，其特征在于，制备原料包括水性丙烯酸聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂、水性分散剂、有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂和水，且于制备中，所述有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂先通过所述水性分散剂分散于所述水中再加入所述水性丙烯酸聚氨酯分散体和所述丙烯酸乳液。

2.根据权利要求1所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，以重量百分数计，制备原料中所述水性丙烯酸聚氨酯分散体的含量为10～20％，所述丙烯酸乳液的含量为60～70％，所述聚硅氧烷类润湿剂的含量为0.3～2％，所述水性分散剂的含量为1～5％，所述有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂的含量为1～10％，所述消泡剂的含量为0.2～1％，所述成膜助剂的含量为4～8％，所述增稠剂的含量为0.2～1.5％，所述水的含量为10～15％。

3.根据权利要求1或2所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述水性丙烯酸聚氨酯分散体为脂肪族自交联水性丙烯酸聚氨酯分散体。

4.根据权利要求1或2所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述聚硅氧烷类润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂。

5.根据权利要求1或2所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述水性分散剂为聚丙烯酸盐分散剂或聚羧酸盐分散剂。

6.根据权利要求1或2所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述消泡剂为氟改性消泡剂。

7.根据权利要求6所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述消泡剂为氟改性有机硅化合物。

8.根据权利要求1或2所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇乙醚。

9.根据权利要求1或2所述的单组份哑光清面漆，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。

10.根据权利要求1～9任一所述的单组份哑光清面漆的制备方法，其特征在于，包括：于分散条件下采用所述水性分散剂将所述有机硅改性丙烯酸酯聚合物消光剂分散于水中得半成品，再把所述半成品和所述水性丙烯酸聚氨酯分散体、所述丙烯酸乳液、聚硅氧烷类润湿剂一起搅拌均匀，再加入所述消泡剂、所述成膜助剂和所述增稠剂搅拌可得。