CN112662238A - 一种水性木器滚涂基漆及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水性木器滚涂基漆及其制备方法与应用。该水性滚涂基漆采用水性丙烯酸乳液作为主要成膜物质，同时辅之以水性蜡乳液、水性增滑剂进行物理共混改善其滑爽性以及上色速度，然后搭配成膜助剂、水性色浆以及各类其他水性助剂，经分散搅拌制得而成。本发明配方包含以下质量百分数组分：水性丙烯酸乳液50‑70、水性蜡乳液2‑10、水性增滑剂0.2‑2、成膜助剂4‑8、水性白色浆0‑30以及水10‑20。本发明有益效果是可广泛应用于小型异形件木质玩具的表面涂装，具有滚涂过程防粘性好、可调任意色、上色速度快、附着力好、施工兑水比例高以及下线抗堆叠性能优异等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水性木器涂料领域，具体涉及到一种水性木器滚涂基漆及其制备方法与应用。
背景技术
木制玩具漆经由溶剂型木器漆向低毒溶剂型木器漆进而发展至水性木器漆时代，水性木制玩具漆已大量取代了高VOCs含量的不环保的传统溶剂型木制玩具漆。水性木质玩具漆常见的施工方式包括三辊机辊涂施工、手工喷枪喷涂、静电枪喷涂以及往复机喷涂等涂装方式，这些施工方式在大件玩具或平板玩具上的涂装被实践证明是比较行之有效的方法，但是用于像积木一样的小型异形件玩具，如果采用喷涂的方式，只能选择对单个产品进行逐一的人工喷涂，这样的上漆方式效率偏低，且耗漆量非常高，有效涂覆率不及30％，造成了大量的人力物力虚耗，单位施工成本较高，也不利于施工人员的身体健康。
目前，小型异形件玩具已逐步采用立式滚筒机来进行施工，该机器根据不同的型号规格容量可半连续的对小型异形件玩具进行批量涂装。其简易的涂装过程为：水性木器漆被间歇的泵入立式滚筒机并经立式滚筒机自带的喷嘴雾化从而散布在滚筒机内腔中，滚筒机内腔中一次装填额定重量的待涂装小型异形件玩具并保持固定转速滚动，内腔中持续保持恒定的热空气以促进漆膜的干燥，当工件颜色达到涂装颜色标准即停止滚涂作业。
由于这种施工方式在喷嘴雾化及滚筒作业过程中常伴热风，这对滚涂漆自身的在干燥过程中的表面爽滑特性、重涂附着力以及柔韧性提出了极高的要求，常规的水性木制滚涂玩具漆存在手感差、无光泽、滑爽性差、滚涂过程中工件粘连等弊病，这些弊端容易导致小型异形件玩具在滚涂过程中出现工件边角掉漆、附着力较差(指甲轻轻一挂就掉漆)、上色效率低、不良率高以及下线堆叠工件产生回粘等严重质量问题，这些非常不利于滚涂方式的进一步推广。
发明内容
本发明的目的针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种水性木器滚涂基漆，采用水性苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液为主体成膜物质，辅之以水性蜡乳液、水性增滑剂进行物理共混改性，使最终制得的滚涂基料具有优异的滑爽性、手感以及上色速度。
本发明另一目的是提供所述水性木器滚涂基漆的制备方法。
本发明第三目的是提供所述水性木器滚涂基漆在玩具涂装领域中的应用。
为了实现本发明目的，本发明采取的技术方案是：一种水性木器滚涂基漆，由包括以下质量百分数组分制成：
| 序号 | 组分 | 含量/％ |
| 1 | 水性丙烯酸乳液 | 50-70 |
| 2 | 水性蜡乳液 | 2-10 |
| 3 | 水性增滑剂 | 0.2-2 |
| 4 | 成膜助剂 | 4-8 |
| 5 | 水性白色浆 | 0-30 |
| 6 | 水 | 10-20 |
进一步地，所述水性丙烯酸乳液为阴离子型水性苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液。
进一步地，所述水性丙烯酸乳液可以为帝斯曼(中国)有限公司(DSM)的
A-639、万华化学集团股份有限公司的
4316或欧宝迪树脂(深圳)有限公司的Alberdingk AS2610、嘉宝莉化工集团股份有限工公司的HG-4029中的一种或两种以上组合。
其中，嘉宝莉化工集团股份有限工公司的水性苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液HG-4029，固含量为40％，pH值为7.5，Tg约为30℃。
进一步地，所述水性蜡乳液为基于石蜡体系且软化点温度介于50～100℃的改性蜡乳液。
进一步地，所述水性蜡乳液可以为德国毕克公司(BYK)的AQUACER 539、麦可门公司(Michem)的Emulsion 743G或者德国keim-additec公司的E-360中的一种或两种以上组合。
进一步地，所述水性增滑剂为特种改性的有机硅类表面手感助剂，可以为道康宁公司的DC-51、DC-52和德国赢创迪高(TEGO)的Tego-482中的一种或两种以上组合。
进一步地，所述成膜助剂为乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚或二丙二醇丁醚的一种或两种以上组合。
进一步地，所述水性白色浆为广东科迪色彩有限公司的W1008-S、苏州世名科技股份有限公司的SIP-3078中的一种或两种以上组合。
进一步地，所述水性木器滚涂基漆还包括pH调节剂、消泡剂、增稠剂或润湿剂中一种或两种以上组合，以占原料总质量的百分比计，用量如下：
所述pH调节剂是有机胺类化合物，优选为三乙胺(TEA)、N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)中的一种或两种以上的组合。
所述消泡剂是有机硅类消泡剂，优选为德国毕克公司的BYK-024、BYK-028、BYK-093，德国赢创迪高工业集团的TEGO-810、TEGO-822、TEGO-902W、TEGO-904W中的一种或两种以上组合。
所述增稠剂是缔合型聚氨酯类增稠剂，优选为德国赢创迪高工业集团的缔合型聚氨酯增稠剂ViscoPlus 3000、ViscoPlus 3030、ViscoPlus3060中的一种或者两种以上组合。
所述润湿剂是聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂，优选为德国赢创迪高工业集团的Tego-245、Tego-270、Twin-4100，毕克公司的BYK-346、BYK-333中的一种或者两种以上组合。
所述水性木器滚涂基漆的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将水性丙烯酸乳液加入第一容器中，开启低速搅拌，加入pH调节剂、消泡剂、0-0.5份的增稠剂和0-15份的水，保持低速搅拌5-8min后调节转速至高速，加入水性白色浆，保持高速搅拌10-15min；
(2)将成膜助剂、剩余的水加入第二容器中，调节转速至高速并保持高速搅拌10-20min后停止搅拌，得到成膜助剂预分散液，将成膜助剂预分散液加入到第一容器中，控制从开始添加到添加完毕的持续时间为10-15min；
(3)调节第一容器中的搅拌转速至中速，依次加入水性蜡乳液、水性增滑剂、润湿剂和余量的增稠剂，保持中速搅拌8-10min后经240#滤布过滤即得水性木器滚涂基漆。
所述低速搅拌、中速搅拌和高速搅拌的转速分别对应为300-500转/min、800-1000转/min和1200-1500转/min。
进一步地，所述的水性木器滚涂基漆应用在滚筒机对木质玩具涂装。
所述水性木器滚涂基漆木质玩具涂装的施工方法，在立式滚筒机内加入小型异形件木质玩具，包括的步骤如下：
(1)将木质基材放入滚筒中，同时放入一些填充物，其中所述填充物是很小件的木质滚珠，起填充腔体便于工件均匀上色的作用；
(2)按水性木器滚涂基漆：水＝1：0.5-1的比例开稀玩具漆，然后根据实际工件颜色标准加入色浆调色后备用；
(3)开启滚筒，滚动速度控制在10-20转/min；
(4)开启热风，温度控制在40-50度；
(5)开启喷漆泵，开始喷漆；
(6)在热风下滚动喷漆0.5-2h，直至基材达到所需要的遮盖力；
(7)关机，放料，即可得到上漆后的玩具配件
本发明所述水性木器滚涂基漆用于滚涂，克服了现有的玩具喷涂上漆效率偏低、单位施工成本高、人力耗费大、不利于施工人员的身体健康等问题；同时，由于有效解决了常规水性滚涂玩具漆在滚涂施工中容易发生的工件边角掉漆、附着力较差、上色效率低、手感较差以及下线堆叠工件产生回粘等问题，可推动立式滚筒滚涂方式在水性木质玩具漆中的广泛应用，从而实现涂装成本的节约。
与现有技术相比，本发明具有如下突出效果：
(1)本发明采用了软化点居于50～100℃的石蜡体系的水性蜡乳液，其在热风干燥过程中可以发生部分软化后产生粘性而促进滚涂漆加速往木质工件上涂覆而不影响层间附着力；在工件涂装完毕下线冷却后，石蜡又会迅速的在漆膜表层恢复固体蜡的爽滑状态，使得经本发明提供的水性木器滚涂基漆滚涂施工完毕后的工件具备下线抗堆叠性能优异的优点；
(2)本发明提供的水性木器滚涂基漆，由于体系中添加了水性增滑剂，其在带热风烘干的滚筒经滚涂施工时可加速迁移至漆膜界面处，有效解决了现有木制玩具的各零部件之间在滚筒滚动干燥过程中极易发生相互粘连的问题，从而使得小件木制玩具可以使用滚涂工艺连续生产，极大地提高了生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制。
实施例1
一种水性木器滚涂基漆，由以下重量百分比组分制成：
所述水性木器滚涂基漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性丙烯酸乳液
4316加入第一容器中，开启低速搅拌500r/min，加入pH调节剂AMP-95、消泡剂Tego-810、0.5份的增稠剂ViscoPlus 3060和8份的水，保持低速搅拌5min后调节转速至高速1200r/min，加入水性白色浆W1008-S，保持高速搅拌10min；
(2)将成膜助剂二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和剩余的水加入第二容器中，调节转速至高速1200r/min并保持高速搅拌10min后停止搅拌，得到成膜助剂预分散液，将成膜助剂预分散液加入到第一容器中，控制从开始添加到添加完毕的持续时间为10min；
(3)调节第一容器中的搅拌转速至中速800r/min，依次加入水性蜡乳液AQUACER539、水性增滑剂DC-51、润湿剂Twin-4100和余量的增稠剂，保持中速搅拌10min后经240#滤布过滤即得水性木器滚涂透明基漆；
所述水性木器滚涂基漆在小型异形件木质玩具于立式滚筒机中的涂装应用，包括以下步骤：
(1)将木质基材放入滚筒中，同时放入一些填充物；
(2)按水性木器滚涂基漆：水＝1：0.8的比例开稀玩具漆，加入大红色浆调至大红色备用；
(3)开启滚筒，滚动速度控制在20转/min；
(4)开启热风，温度控制在40度；
(5)开启喷漆泵，开始喷漆；
(6)在热风下滚动喷漆0.5h，直至基材达到所需要的遮盖力
(7)关机，放料，即可得到上漆后的小型异形件木质玩具。
实施例2
一种水性木器滚涂基漆，由以下重量百分比组分制成：
所述水性木器滚涂基漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性丙烯酸乳液
A-639加入第一容器中，开启低速搅拌300r/min，加入pH调节剂DMEA、消泡剂Tego-902W、BYK-024和5份的水，保持低速搅拌5min后调节转速至高速1500r/min，加入水性白色浆W1008-S，保持高速搅拌15min；
(2)将成膜助剂二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和剩余的水加入第二容器中，调节转速至高速1300r/min并保持高速搅拌12min后停止搅拌，得到成膜助剂预分散液，将成膜助剂预分散液加入到第一容器中，控制从开始添加到添加完毕的持续时间为15min；
(3)调节第一容器中的搅拌转速至中速1000r/min，依次加入水性蜡乳液MichemEmulsion 743G、水性增滑剂DC-52、润湿剂BYK-346和增稠剂ViscoPlus 3000，保持中速搅拌15min后经240#滤布过滤即得水性木器滚涂透明基漆；
所述水性木器滚涂基漆在小型异形件木质玩具于立式滚筒机中的涂装应用，包括以下步骤：
(1)将木质基材放入滚筒中，同时放入一些填充物；
(2)按水性木器滚涂基漆：水＝1：1的比例开稀玩具漆，加入炭黑色浆调至灰色备用；
(3)开启滚筒，滚动速度控制在10转/min；
(4)开启热风，温度控制在50度；
(5)开启喷漆泵，开始喷漆；
(6)在热风下滚动喷漆1h，直至基材达到所需要的遮盖力
(7)关机，放料，即可得到上漆后的小型异形件木质玩具。
实施例3
一种水性木器滚涂基漆，由以下重量百分比组分制成：
| 序号 | 组分 | 含量/％ |
| 1 | 水性丙烯酸乳液HG-4029 | 50 |
| 2 | 水性蜡乳液E-360 | 10 |
| 3 | 水性增滑剂Tego-482 | 2 |
| 4 | 二丙二醇丁醚 | 4 |
| 5 | 水 | 22.4 |
| 6 | 水性白色浆SIP-3078 | 10 |
| 7 | pH调节剂TEA | 0.2 |
| 8 | 消泡剂Tego-822 | 0.2 |
| 9 | 消泡剂BYK-028 | 0.3 |
| 10 | 增稠剂ViscoPlus 3030 | 0.2 |
| 11 | 增稠剂ViscoPlus 3060 | 0.4 |
| 12 | 润湿剂Tego-270 | 0.3 |
所述水性木器滚涂基漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性丙烯酸乳液HG-4029加入第一容器中，开启低速搅拌300r/min，加入pH调节剂TEA、消泡剂Tego-822、BYK-028、增稠剂ViscoPlus 3060和15份的水，保持低速搅拌8min后调节转速至高速1300r/min，加入水性白色浆SIP-3078，保持高速搅拌12min；
(2)将成膜助剂二丙二醇丁醚和剩余的水加入第二容器中，调节转速至高速1300r/min并保持高速搅拌12min后停止搅拌，得到成膜助剂预分散液，将成膜助剂预分散液加入到第一容器中，控制从开始添加到添加完毕的持续时间为12min；
(3)调节第一容器中的搅拌转速至中速900r/min，依次加入水性蜡乳液E-360、水性增滑剂Tego-482、润湿剂Tego-270和增稠剂ViscoPlus 3030，保持中速搅拌12min后经240#滤布过滤即得水性木器滚涂透明基漆；
所述水性木器滚涂基漆在小型异形件木质玩具于立式滚筒机中的涂装应用，包括以下步骤：
(1)将木质基材放入滚筒中，同时放入一些填充物；
(2)按水性木器滚涂基漆：水＝1：0.5的比例开稀玩具漆，加入绿色浆调至浅绿色备用；
(3)开启滚筒，滚动速度控制在10转/min；
(4)开启热风，温度控制在45度；
(5)开启喷漆泵，开始喷漆；
(6)在热风下滚动喷漆2h，直至基材达到所需要的遮盖力
(7)关机，放料，即可得到上漆后的小型异形件木质玩具。
效果试验
本发明的滚涂玩具漆经滚涂施工后与市面上购回的玩具漆滚涂施工后的性能比较，见下表：
从上表可明显看出，无论对于杂木基材还是对于中纤板，本发明提供的水性木器滚涂基漆在滚涂施工过程中都表现出了优异的综合特性。与市售竞品对比测试，实施例在手扣边角附着力、胶布划格附着力、遮盖力以及目测光泽(这二者均为滚涂漆在上色速度这一性能上的结果体现)等方面的表现都优于竞品，说明了本发明利用石蜡体系的水性蜡乳液在温变条件下的形态转化实现了滚涂漆在附着力和下线抗粘上的良好平衡；而在滚涂粘连发生不良品的概率上，竞品则表现为在杂木基材和中纤板上不良率分别为2％和5％，这是因为中纤板的材质相对杂木而言更加疏松，在相同施工条件下相对有更多的滚漆被涂覆，从而使得滚漆过程中更加容易粘住，对于本发明的实施例而言，则没有观察到不良发生，这也证明了增滑剂确实有效改善了工件界面处的爽滑性从而解决了木制玩具工件在滚筒滚动干燥过程中发生相互粘连的问题。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，包括质量百分数如下的成分：
2.根据权利要求1所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为水性苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液。
3.根据权利要求2所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为帝斯曼(中国)有限公司的
A-639、万华化学公司的
4316或欧宝迪公司的AS26102中的一种或两种以上组合。
4.根据权利要求1所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为嘉宝莉化工集团股份有限工公司的水性苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液HG-4029，其固含量为40％，pH值为7.5，Tg为30℃。
5.根据权利要求1所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，所述水性蜡乳液为基于石蜡体系，且软化点温度介于50～100℃的改性蜡乳液。
6.根据权利要求1所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，所述水性增滑剂为特种改性的有机硅类表面手感助剂。
7.根据权利要求1所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，组成中还包括pH调节剂、消泡剂、增稠剂或润湿剂的一种或两种以上组合。
8.根据权利要求1所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，所述水性蜡乳液为BYK公司的AQUACER 539、麦可门公司的Michem Emulsion 743G或者德国keim-additec公司的E-360中的一种或两种以上组合；所述水性增滑剂为道康宁公司的DC-51、DC-52和赢创迪高公司的Tego-482中的一种或两种以上组合；所述成膜助剂为乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的一种或两种以上组合；所述水性白色浆为广东科迪色彩公司的W1008-S、苏州世名科技股份有限公司的SIP-3078中的一种或两种以上组合。
9.根据权利要求7所述的一种水性木器滚涂基漆的制备方法，其特征在于，包括的步骤如下：
(1)将水性丙烯酸乳液加入第一容器中，开启低速搅拌，加入pH调节剂、消泡剂、0-0.5份的增稠剂和0-15份的水，保持低速搅拌5-8min后调节转速至高速，加入水性白色浆，保持高速搅拌10-15min；
(2)将成膜助剂、剩余的水加入第二容器中，调节转速至高速并保持高速搅拌10-20min后停止搅拌，得到成膜助剂预分散液，将成膜助剂预分散液加入到第一容器中，控制从开始添加到添加完毕的持续时间为10-15min；
(3)调节第一容器中的搅拌转速至中速，依次加入水性蜡乳液、水性增滑剂、润湿剂和余量的增稠剂，保持中速搅拌8-10min；
所述低速搅拌、中速搅拌和高速搅拌的转速分别对应为300-500转/min、800-1000转/min和1200-1500转/min。
10.根据权利要求7所述的一种水性木器滚涂基漆，其特征在于，应用在滚筒机对木质玩具涂装，其施工方法包括的步骤如下：
(1)将木质基材放入滚筒中，同时放入填充物；
(2)按水性木器滚涂基漆：水＝1：0.5-1的比例开稀玩具漆；
(3)开启滚筒，滚动速度控制在10-20转/min；
(4)开启热风，温度控制在40-50度；
(5)开启喷漆泵，开始喷漆；
(6)在热风下滚动喷漆0.5-2h，直至基材达到所需要的遮盖力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210416 |
|
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