CN112724752A - 无机改性单组分水性清面材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无机改性单组分水性清面材料及其制备方法，属于无机有机杂化涂料材料领域；所述材料按重量份计包括：聚丙烯酸乳液60‑65份，无机硅酸盐溶液15‑20份，消泡剂0.3‑0.8份，润湿剂0.4‑0.8份，分散剂0.5‑1份，有机消光粉0.5‑2份，复合成膜助剂5‑10份，流平剂0.3‑0.8份，复合增稠剂0.5‑1份和水7‑15份；本发明采用高交联密度的聚丙烯酸乳液和无机硅酸盐复配，提升了涂料的润湿渗透性(入导管性能)，提升了涂料的硬度，提升了涂料的耐候性，适用于对硬度和开放效果要求较高的高档产品，如办公家具，餐桌等，可部分替代常规水性双组分产品。

Description

无机改性单组分水性清面材料及其制备方法

技术领域

本发明属于无机有机杂化涂料材料领域，具体涉及无机改性单组分水性清面材料及其制备方法。

背景技术

家具涂装离不开涂料，油涂料已经深入消费者的心中，家庭装修中总能看见它的身影。而随着人们环保理念的提升，不仅注重所用家具板材的环保性，也在意油涂料是否环保。传统使用的油性涂料又称油脂涂料，是以干性油为主要成膜物质的一类涂料，易于生产、价格低廉。油涂料喷涂在家具涂装中有广泛应用，但油涂料中含有大量的挥发性有机物，影响人体的健康，也易造成大气污染，环保性较差。

水性涂料作为环保型涂料对油性涂料的代替已经是大势所趋，但在高端家具中，通常是对涂料膜外观效果和性能都是有要求的。水性涂料里的溶液大部分是水，相对油性涂料里的溶剂界面张力要大很多所以导致在喷涂开发效果板材上时入导管效果不是很理想。同时普通的单组分水性涂料常常无法满足高硬度的要求，大部分还是选用水性双组分涂料，但水性涂料本身的价格高于传统油性，更不要说水性双组分的价格明显高于传统油性，特别是其中水性固化剂的价格更是让家居厂商望而却步，这使高端家居涂装中水性涂料的应用受到的了较大的限制，所以急需高性能的能够较大程度的代替双组分的单组分水性产品。同时为使用固化剂方便，很多时候固化剂都是使用溶剂开稀后再使用的，单组分能更大程度的减少VOC，更符合环保和健康的理念。

综上，一种通过无机材料对水性木器涂料的入导管性和硬度进行改性的单组分水性清面材料有待研究。

发明内容

本发明旨在提供一种无机改性单组分水性清面材料及其制备方法，解决现有水性涂料入导管不如油性以及单组分面涂料在硬度上和双组分存在较大差异的问题，同时降低VOC排放，从而使水性涂料在家具上更易于被接受和推广开来。

本发明提供了一种无机改性单组分水性清面材料，按重量份计包括：聚丙烯酸乳液60-65份，无机硅酸盐溶液15-20份，消泡剂0.3-0.8份，润湿剂0.4-0.8份，分散剂0.5-1份，有机消光粉0.5-2份，复合成膜助剂5-10份，流平剂0.3-0.8份，复合增稠剂0.5-1份和水7-15份。

进一步的，所述聚丙烯酸乳液包括丙烯酸、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸中的一种或多种。优选的，所述聚丙烯酸乳液包括丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸，所述聚丙烯酸乳液的制备方法为：将丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸和交联助剂GMA混合均匀后，交联反应制得聚丙烯酸乳液。所述聚丙烯酸乳液可以为斯塔尔公司的产品AC-169或猴仙公司的产品Houxian8016或陶氏的ROSHIELD3311。

进一步的，所述无机硅酸盐溶液包括硅酸锂溶液、硅酸钾溶液和硅酸钠溶液中的一种或多种。优选的，所述无机硅酸盐溶液为澳润化工的产品K100或K99A。

进一步的，所述消泡剂包括有机硅氧烷类、聚醚类和聚醚改性硅类中的一种或多种。例如德国BYK公司的BYK028、BYK024(有机硅氧烷类)或EVONIK公司的TEGO foamex 810(聚醚改性硅类)或EVONIK公司的TEGOAIREX 902W脱泡剂((聚醚类))。

进一步的，所述润湿剂包括聚醚改性的有机硅类、环氧乙烷加成物类和氟类聚合物中的一种或多种。优选的，所述润湿剂为杜邦/科慕公司的FS-31(氟类聚合物)或者迪高公司的TEGO Twin4100(聚醚改性的有机硅类)，科莱恩公司的Emulsogen SF8(环氧乙烷加成物类)。

进一步的，所述分散剂为阴离子型分散剂、非离子型分散剂和多官能团型分散剂中的一种或多种，所述阴离子型分散剂、非离子型分散剂和多官能团型分散剂均不含溶剂和乙氧基壬基酚。优选的，所述分散剂为德国TEGO公司的TEGO Dispers 755W(非离子型分散剂)，TEGO Dispers 760W(多官能团型分散剂)或TEGO Dispers715W(阴离子型分散剂)。

进一步的，所述有机消光粉为聚脲改性有机消光粉。优选的，所述有机消光粉为一种热固性聚甲基脲树脂，作为消光粉可以获得传统白炭黑或蜡等标准消光剂无法获得的表面性质与优点，在水性木器中的添加能够提供涂料膜较好的耐水性同时提供更佳的滑爽手感和耐刮擦性，同时也具备优良紫外稳定性，所述有机消光粉为美国雅宝公司M6等系列消光粉。

进一步的，所述复合成膜助剂包括二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和二乙二醇单丁醚中的多种。优选的，所述复合成膜助剂包括二丙二醇甲醚(DPM)、二丙二醇丁醚(DPNB)两种。

进一步的，所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷类、聚甲基烷基硅氧烷类和有机改性聚硅氧烷类中的一种或多种。所述流平剂为迪高公司的dego410，dego450或BYK公司的BYK333。

进一步的，所述复合增稠剂包括丙烯酸类、聚氨酯类和纤维素醚类中的一种或多种。所述复合增稠剂为法国COATEX的Thixol 53L和Coapur830w，或门哈斯RM-12W TT-935。

所述无机改性单组分水性清面材料的制备方法，包括如下步骤：

1)按配比称取原料，将聚丙烯酸乳液、消泡剂、润湿剂和复合成膜助剂混合均匀，然后高速分散5-10分钟至无油缩，制得混合液1；

2)所述混合液1在低速状态下加入分散剂，然后添加有机消光粉，高速分散至细度≤20微米，再加入无机硅酸盐溶液和流平剂分散均匀，最后将复合增稠剂和水缓慢加入调节至标准粘度，制得无机改性单组分水性清面材料。

进一步的，所述无机改性单组分水性清面材料在对硬度和开放效果要求较高的产品上的应用。

进一步的，所述无机改性单组分水性清面材料在民用家具台面上的应用。比如餐桌面、办公台面等，也易可取代常规水性单双组分清面应用产品体系，如儿童家具、竹木家具、定制家具。

无机硅酸盐有较好的入导管和渗透性，同时硬度很好，通过拼用无机硅酸盐理论上能改进水性涂料的入导管性和硬度。

水性单组分在入导管性和硬度上是弱项，而无机硅酸盐在这两个方面刚好比较突出，通过互拼是可以达到提升入导管性和硬度的效果，同时无机硅酸盐的耐候较好提升了涂料整体的耐候性能，但无机硅酸盐pH值都比较高，拼用的乳液单体具有较好的耐碱性。

本发明的有益效果：

1、本发明采用高交联密度的聚丙烯酸乳液和无机硅酸盐复配，提升了涂料的润湿渗透性(入导管性能)；

2、本发明采用高交联密度的聚丙烯酸乳液和无机硅酸盐复配，提升了涂料的硬度；

3、本发明采用高交联密度的聚丙烯酸乳液和无机硅酸盐复配，提升了涂料的耐候性；

4、本发明的一种无机改性单组分水性清面材料，适用于对硬度和开放效果要求较高的高档产品，如办公家具，餐桌等，可部分替代常规水性双组分产品。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术效果进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备方法：

按重量份将聚丙烯酸乳液、消泡剂、润湿剂、复合成膜助剂混合均匀，高速分散5分钟至无油缩，再低速状态下加入分散剂，再将有机消光粉加入，高速分散至细度≤20微米，再加入无机硅酸盐溶液和流平剂分散均匀后将剩余部分的复合增稠剂和水缓慢加入调节至国家标准粘度，包装待检。

实施例2

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备过程与实施例1相同，与实施例1不同的是本实施例的丙烯酸乳液采用AC-169。

实施例3

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备过程与实施例1相同，与实施例1不同的是本实施例的丙烯酸乳液采用ROSHIELD3311。

实施例4

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备过程与实施例1相同，与实施例1不同的是本实施例的硅酸钾溶液采用K99A。

实施例5

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备过程与实施例2相同，与实施例2不同的是本实施例的硅酸钾溶液采用K99A。

实施例6

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备过程与实施例3相同，与实施例3不同的是本实施例的硅酸钾溶液采用K99A。

实施例7

一种无机改性单组分水性清面材料材料，按重量份计包括：

制备过程与实施例1相同，与实施例1不同的是本实施例的硅酸钾溶液添加量为“0”，作为一组对比实验。

上述实施案例均由复合增稠剂Coapur830w调节斯托默粘度至75KU/25℃，样板制作按GB/T 23999-2009中6.3试样样板进行制作与测评，由以上实施例测得数据见下表(性能检测标准依据GB/T 23999-2009)。

综上实施例数据对比，评测分析可得按实施例1-6的材料相对于现有技术材料具有较高的硬度、耐性、入孔等优异特点，更为优选的，实施例1的技术效果最佳。

以上实施例仅为本发明的优选实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案而非限制，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，按重量份计包括：聚丙烯酸乳液60-65份，无机硅酸盐溶液15-20份，消泡剂0.3-0.8份，润湿剂0.4-0.8份，分散剂0.5-1份，有机消光粉0.5-2份，复合成膜助剂5-10份，流平剂0.3-0.8份，复合增稠剂0.5-1份和水7-15份。

2.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述聚丙烯酸乳液包括丙烯酸、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述无机硅酸盐溶液包括硅酸锂溶液、硅酸钾溶液和硅酸钠溶液中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述消泡剂包括有机硅氧烷类、聚醚类和聚醚改性硅类中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述润湿剂包括聚醚改性的有机硅类、环氧乙烷加成物类和氟类聚合物中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述分散剂为阴离子型分散剂、非离子型分散剂和多官能团型分散剂中的一种或多种，所述阴离子型分散剂、非离子型分散剂和多官能团型分散剂均不含溶剂和乙氧基壬基酚。

7.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述有机消光粉为聚脲改性有机消光粉；所述复合成膜助剂包括二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和二乙二醇单丁醚中的多种。

8.根据权利要求1所述的无机改性单组分水性清面材料，其特征在于，所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷类、聚甲基烷基硅氧烷类和有机改性聚硅氧烷类中的一种或多种；所述复合增稠剂包括丙烯酸类、聚氨酯类和纤维素醚类中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的无机改性单组分水性清面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按配比称取原料，将聚丙烯酸乳液、消泡剂、润湿剂和复合成膜助剂混合均匀，然后高速分散5-10分钟至无油缩，制得混合液1；

2)所述混合液1在低速状态下加入分散剂，然后添加有机消光粉，高速分散至细度≤20微米，再加入无机硅酸盐溶液和流平剂分散均匀，最后将复合增稠剂和水缓慢加入调节至标准粘度，制得无机改性单组分水性清面材料。

10.根据权利要求1-8任一项所述的无机改性单组分水性清面材料在民用家具台面上的应用。