CN113249002A - 双组分水性木器封闭底漆、由其形成的封闭涂层以及制品 - Google Patents

双组分水性木器封闭底漆、由其形成的封闭涂层以及制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双组分水性木器封闭底漆、由其形成的封闭涂层及包含该封闭涂层的制品，其中所述双组分水性木器封闭底漆包含：A组分：成膜树脂组合物，其包含至少一种水性阳离子树脂乳液和可选的至少一种附加添加剂；和B组分：固化剂组合物，其包含至少一种多异氰酸酯。所形成的封闭涂层能够很好地封闭木材中的单宁、油脂等物质，而且打磨性良好。

Description

双组分水性木器封闭底漆、由其形成的封闭涂层以及制品
技术领域
本发明涉及一种双组分水性木器封闭底漆，还涉及由该双组分水性木器封闭底漆形成的封闭涂层，以及包含该封闭涂层的制品。
背景技术
木器产品包括木质家具，是生产、生活中最常用的产品，其主要由木质基材制成。公知地，木质基材具有特殊的纹理、自然的材色等其他材料所无法比拟的魅力。但是，木质基材不可避免地具有组织构造复杂、材质不均匀、多孔、遇水膨缩以及含有诸如油脂、单宁和其它有色杂质的不期望物质等特点。
由于阳离子树脂可与木材中的单宁酸、松节油等物质相互作用，生成一种被涂层固定在界面上不会在高温高湿条件下迁移渗出的盐类物质，防止涂层变色，起到良好的封闭效果。因而，阳离子树脂是木器封闭底漆用的重要成膜物质。
在木器用封闭底漆市场中，含阳离子树脂的底漆占据了大约90％的市场份额。虽然含阳离子树脂的单组分底漆在封闭单宁方面的效果显著，但也有明显的缺点，比如硬度不高、打磨性不好等缺点。
因此，木器漆领域需要一种具有良好封闭效果并且同时能兼顾漆膜打磨性的封闭底漆。
发明内容
一方面，本发明提供了一种双组分水性木器封闭底漆，包含：A组分：成膜树脂组合物，其包含至少一种水性阳离子树脂乳液和可选的至少一种附加添加剂；和B组分：固化剂组合物，其包含至少一种多异氰酸酯。
所述A组分与所述B组分以一定的重量比混合后使用。在本发明的某些实施方式中，所述A组分与所述B组分的重量比在100:5到100:15的范围内。
在本发明的实施方式中，所述至少一种水性阳离子树脂乳液包含至少一种丙烯酸类树脂、至少一种聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、至少一种聚氨酯树脂、至少一种环氧树脂或其任意组合。
在本发明的实施方式中，所述固化剂组合物包含至少一种非离子型水性多异氰酸酯。在本发明另一些实施方式中，所述固化剂组合物包含至少一种溶剂型多异氰酸酯和至少一种助溶剂。在本发明又一些实施方式中，所述固化剂组合物包含至少一种非离子型水性多异氰酸酯、至少一种溶剂型多异氰酸酯和至少一种助溶剂。
另一方面，本发明涉及由根据本发明的双组分水性木器封闭底漆形成的封闭涂层。
在根据本发明的实施方式中，根据GB/T6739-2006，本发明所述的封闭涂层的铅笔硬度为至少F。
此外，本发明还提供了一种制品，其包含：
木质基材，其具有至少一个主表面；和
形成于所述主表面至少一部分上的由根据本发明的双组分水性木器封闭底漆形成的封闭涂层。
发明人惊讶地发现，在常规的含阳离子树脂的单组分涂料组合物的基础上进行改进，匹配合适的多异氰酸酯固化剂，将原来单组分涂料组合物升级为双组分涂料组合物，不仅保持了阳离子树脂封闭单宁等酸性物质的功能，而且提升了漆膜的封闭油脂的性能，更重要的是，改善了漆膜的硬度和打磨性。
以水性阳离子树脂乳液为基础，本发明开创性地选择至少一种多异氰酸酯作为固化剂，将原来单组分阳离子封闭底漆涂料组合物升级为双组分涂料组合物，不仅保持了阳离子树脂封闭单宁的功能，而且提升了漆膜的封闭油脂的性能，改善了漆膜的硬度和打磨性，为含阳离子树脂的双组分木器用封闭底漆中固化剂的选择提供了新思路，这在本发明之前从未被认识到。
本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。
定义
在本文中使用时，“一种”、“这种”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词的情形可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的组分可以被解释为表示该组分包含“一种或多种”添加剂。
在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
当在基材的上下文中使用时，术语“主表面”是由基材的某一长度和某一宽度尺寸形成的用于提供装饰的表面。
当在本文中使用时，术语“底漆”是指这样的涂料组合物，其可被涂覆到基材上并且被干燥、交联或以其他方式硬化以形成具有对基材表面的充分粘附性的不发粘的连续膜。
在“将...涂覆在...涂层上”的上下文中使用时，术语“在...上”包括将一种漆或涂料组合物直接地或间接地涂覆在另一种涂层上。
在文中使用时，术语“阳离子树脂”是指树脂的聚合物的侧链或端基上或用于稳定该聚合物的乳化剂含有阳离子基团的线性或交联的树脂。所述阳离子基团的示例包括氨基类官能团、季铵盐基团。
在本发明中使用时，术语“挥发性有机化合物(VOC)”是指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐以外，任何会参与大气光化学反应的含碳化合物。通常，挥发性有机化合物具有0.1mm Hg或更高的蒸气压。本文中使用时，“挥发性有机化合物含量(VOC含量)”是指每体积的涂料固体中的VOC重量，例如被报道为g/每升(g/L)。本文中，所述双组分水性木器封闭底漆的VOC是指其A组分与B组分混合后的混合物的VOC。本文中，所有VOC数值是依据标准HJ2537-2014进行测定的。
当出现在本说明书和权利要求中时，术语“包含”和“包括”及其变体不具有限制性含义。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。
具体实施方式
本发明实施方式一方面提供了一种双组分水性木器封闭底漆，包含：
A组分：成膜树脂组合物，其包含至少一种水性阳离子树脂乳液和可选的至少一种附加添加剂；和
B组分：固化剂组合物，其包含至少一种多异氰酸酯。
成膜树脂组合物
在本发明的实施方式中，A组分中的水性阳离子树脂乳液包含至少一种丙烯酸类树脂、至少一种聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、至少一种聚氨酯树脂、至少一种环氧树脂或其任意组合。
在本发明中，水性阳离子树脂乳液可以采用本领域普通技术人员所熟知的适当聚合方法制备，或者可以使用任意适当的可商购产品作为实例，诸如使用的来自DSM的XK350等。优选地，所述水性阳离子树脂乳液具有40-65wt％的固含量。
在一个实施方式中，所述双组分水性木器封闭底漆包含，相对于所述双组分水性木器封闭底漆的总重量，至少50重量％的成膜树脂组合物。优选地，所述双组分水性木器封闭底漆包含，相对于所述双组分水性木器封闭底漆的总重量，至少60重量％的成膜树脂组合物。更优选地，成膜树脂组合物的含量，相对于所述双组分水性木器封闭底漆的总重量，为至少70重量％、至少80重量％、至少88重量％、至少90重量％或更高。根据本发明，成膜树脂组合物的含量，相对于所述双组分水性木器封闭底漆的总重量，为至多95重量％、至多94重量％、至多92重量％或更低。
优选地，所述水性阳离子树脂乳液以相对于所述成膜树脂组合物的总重从约50重量％、约55重量％、约60重量％、约65重量％到约70重量％、约80重量％、约90重量％的量存在。
根据本发明某些实施方式的成膜树脂组合物还包含成膜助剂，以协助水性阳离子树脂乳液成膜。适当的成膜助剂包括醇类，例如乙二醇、丙二醇、己二醇、苯甲醇等；醇酯类，例如十二碳醇酯；醇醚类，例如乙二醇丁醚(BCS)、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚(DPNB)、三丙二醇正丁醚等；醇醚酯类，例如己二醇丁醚醋酸酯；双酯类，例如二羧酸二异丁酯。作为双酯类成膜助剂的实例，可以使用购自英国Chemoxy公司的Coasol 290plus，或BASF公司的Loxanol CA 5308。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物包含，相对于所述成膜树脂组合物的总重，约2至约10重量％、优选约2至约8重量％的成膜助剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的成膜助剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％到约10重量％、约9重量％或约8重量％。
如果需要，根据本发明的成膜树脂组合物可以可选地包含一种或多种填料。本文使用的术语“填料”指适用于涂料的任何体积增量剂，其可以是有机的或无机的例如颗粒形式。对颗粒的形状没有特殊限制，其可以具有任何适当的形状。填料的平均粒径可以在宽范围内变化，例如在约10纳米至约50微米的范围内变化。一些填料除了起到涂料的体积增量剂的作用以外还赋予组合物和/或由该组合物形成的涂层一种或多种所需性质。例如，一些填料可以赋予组合物以及由该组合物得到的涂层所需颜色。在这种情况下，这种填料也被称为“颜料”。一些填料可以改善化学和/或物理性质，特别可以改善由该组合物得到的涂层的机械性质。在这种情况下，这种填料也被称为“增强填料”。
在本发明的实施方式中，适当的示例性填料例如包括硬脂酸锌、瓷土、硅灰石、重晶石、碳酸钙、硅藻土、滑石粉、硫酸钡、硅酸镁铝、二氧化硅及其任意组合。
在本发明的实施方式中，成膜树脂组合物可以进一步包含常用在水性涂料组合物中的附加添加剂，这些添加剂不会不利地影响涂层组合物或由其得到的固化涂层。适当的添加剂包括例如会改善组合物的加工性能或制造性能、增强组合物的美感、或改善涂层组合物或由其得到的固化组合物的特定功能性质或特性(诸如对基材的粘附性)的那些试剂。可以包含的添加剂例如是载剂、乳化剂、颜料、抗迁移助剂、抗菌剂、扩链剂、润滑剂、润湿剂、生物杀灭剂、增塑剂、消泡剂、着色剂、蜡、抗氧化剂、防腐蚀剂、流动控制剂、触变剂、分散剂、粘着促进剂、UV稳定剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂、或其组合。各个可选成分的含量足以起到其意欲达到目的，但优选地，这样的含量不会不利地影响涂层组合物或由其得到的固化涂层。在本发明的优选实施方式中，适当的附加添加剂包括增稠剂、分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂、pH调节剂、防腐剂、防霉剂或其任意组合。
适当的增稠剂包括纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂、聚氨酯型增稠剂、疏水改性的聚氨酯型增稠剂或其任意组合，优选疏水改性的聚氨酯型增稠剂。所有类型的增稠剂都是可商购的商品。例如，作为纤维素醚类增稠剂的实例，可以使用购自美国AqualonCompany的甲基羟乙基纤维素醚类增稠剂HMHEC Plus 330。作为碱溶胀型增稠剂的实例，可以使用购自美国Rohm&Haas公司的TT935。作为疏水改性的聚氨酯型增稠剂的实例，可以使用购自美国Rohm&Haas公司的
Figure BDA0003089703890000061
RM-8W。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，包含约0.1重量％至约2重量％、优选约0.4重量％至约1.0重量％的增稠剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的增稠剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％或约0.9重量％到约2.0重量％、约1.5重量％、约1.0重量％。
适当的分散剂可以包括阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂、两性分散剂或其任意组合，优选非离子型分散剂。所有类型的分散剂都是可商购的商品。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，可包含约0.1重量％至约1.5重量％、优选约0.2重量％至约0.9重量％的分散剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的分散剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％到约1.5重量％、约1.0重量％或约0.9重量％。
流平剂是能促使成膜树脂组合物在成膜过程中形成平整、光滑、均匀的涂膜的试剂。适当的流平剂包括聚硅氧烷流平剂、聚丙烯酸类流平剂或其任意组合物。作为可商购流平剂的实例，可以使用购自德国BYK公司的BYK420。
适当的消泡剂包括有机硅氧烷类消泡剂、油脂类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚醚改性的有机硅类消泡剂或其任意组合。所有类型的消泡剂都是可商购的商品。作为有机硅氧烷类消泡剂的实例，可以使用购自德国毕克的BYK8820。作为油脂类消泡剂的实例，可以使用购自东莞德丰的DF6007。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，包含约0.1重量％至约1重量％、优选约0.2重量％至约0.8重量％的消泡剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的消泡剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.1重量％、约0.2重量％、0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％或约0.6重量％到约1.0重量％、约0.9重量％或约0.8重量％。
适当的润湿剂包括有机硅类润湿剂、炔二醇类润湿剂或其组合。所有类型的润湿剂都是可商购的商品。作为有机硅类润湿剂的实例，可以使用购自德国毕克的BYK 346。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，包含约0.1重量％至约2重量％、优选约0.4重量％至约1.0重量％的润湿剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的润湿剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％或约0.9重量％到约2.0重量％、约1.5重量％、约1.0重量％。
适当的pH调节剂包括pH<7的无机酸或水溶性有机酸，例如乙酸。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，包含约0.1至约1.0重量％、优选约0.1至约0.3重量％的pH调节剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的pH调节剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.1重量％或约0.2重量％到约1.0重量％、约0.7重量％、约0.5重量％或约0.3重量％。
适当的防腐剂包括异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有机胺类、哌三嗪类或其任意组合。所有类型的防腐剂都是可商购的商品。例如作为异噻唑啉酮类防腐剂的实例，可以使用购自美国陶氏的Kathon LX。作为苯并咪唑类防腐剂的实例，可以使用购自美国陶氏的Rocima BT NV2。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，包含约0.1至约1重量％、优选约0.1至约0.5重量％的防腐剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的防腐剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.1重量％、0.2重量％、约0.3重量％或约0.4重量％到约1.0重量％、约0.9重量％、约0.7重量％或约0.5重量％。
适当的防霉剂包括异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、碘炔丙基类、取代芳烃类、二硫代氨基甲酸盐类、多菌灵敌草隆类或其任意组合。所有类型的防霉剂都是可商购的商品。例如，作为多菌灵敌草隆类防霉剂的实例，可以使用购自美国陶氏的Rocima 350。作为异噻唑啉酮类防霉剂的实例，可以使用购自新加坡PCTS特种化学品公司的XARCIN AB。
在优选的实施方式中，所述成膜树脂组合物，相对于所述成膜树脂组合物的总重，包含约0.1至约1重量％、优选约0.1至约0.5重量％的防霉剂。具体地，所述成膜树脂组合物所包含的防霉剂的量为，相对于所述成膜树脂组合物的总重，从约0.1重量％、0.2重量％、约0.3重量％或约0.4重量％到约1.0重量％、约0.9重量％、约0.7重量％或约0.5重量％。
可以使用任意适当的水性介质来调节成膜树脂组合物的粘度。适当的水性介质包括可水溶性有机溶剂、水及其混合物。选择水性介质从而调节成膜树脂组合物的粘度，以便用于进一步配制。
适当的可水溶性有机溶剂包括醇类(例如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等)；酮类(例如丙酮、2-丁酮、环己酮、甲基芳基甲酮、乙基芳基甲酮、甲基异戊基甲酮等)；二醇类(例如丁基乙二醇)；二醇醚类(例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、甲氧基丙醇、二丙二醇甲醚等)、二醇酯类(例如丁基乙二醇乙酸酯、乙酸甲氧基丙基酯等)；及其混合物。优选地，使用二醇醚作为有机溶剂。
包含在成膜树脂组合物中的水性介质的量可以例如根据涂覆方法和所需要的粘度而变化。成膜树脂组合物的优选实施方式包含2-20重量％的水性介质，更优选包含2-10重量％的水。
各个可选成分的含量足以起到其意欲达到目的，但优选地，这样的含量不会不利地影响成膜树脂组合物或由其得到的固化涂层。根据本发明的某些实施方式，附加添加剂的总量相对于所述成膜树脂组合物的总重在约0重量％至约20重量％的范围内，优选在约1重量％至约10重量％的范围内。
在本发明一个实施方式中，本发明的成膜树脂组合物包含，相对于所述成膜树脂组合物的总重：
50至90重量％的水性阳离子树脂乳液；
2至10重量％的成膜助剂；
2至20重量％的水性介质；
0至10重量％的填料；以及
0至10重量％的附加添加剂；
其中，所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂、pH调节剂、防霉剂、防腐剂或其任意组合。
固化剂组合物
在根据本发明的实施方式中，B组分，即固化剂组合物包含至少一种多异氰酸酯。
本文使用的术语“异氰酸酯”是指含有至少一个异氰酸酯基团(-NCO)的化合物。本文中提及的“化合物”可以是小分子化合物、低聚物或聚合物。术语“多异氰酸酯”是指含有至少两个异氰酸酯基团(-NCO)的化合物。所述异氰酸酯官能团能够与活泼氢聚合物发生扩链和交联反应，从而在涂层中形成三维网络结构。适当的异氰酸酯包括脂肪族多异氰酸酯、芳族多异氰酸酯或其任意组合。本文使用的术语“脂肪族多异氰酸酯”指异氰酸酯基直接连接到脂肪族链或环上的多异氰酸酯化合物。本文使用的术语“芳族多异氰酸酯”指异氰酸酯基直接连接到芳族环上的多异氰酸酯化合物。
作为适当的多异氰酸酯化合物的实例，可以使用六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯、环戊烷-1,3-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、联苯-4,4’-二异氰酸酯、苯-1,2,4-三异氰酸酯、二甲苯-l,4-二异氰酸酯、二甲苯-l,3-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、丁烷-1,2,3-三异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
作为适当的异氰酸酯低聚物的实例，可以使用以上列举的任意多异氰酸酯化合物的聚氨酯型预聚物、以上列举的任意多异氰酸酯化合物的聚酯型预聚物或以上列举的任意多异氰酸酯化合物的聚醚型预聚物及其任意组合。聚氨酯型预聚物(例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体)、聚酯型预聚物或聚醚型预聚物可以通过本领域普通技术人员已知的任何适当方法制成。例如，聚氨酯型预聚物可以通过如下制成：使多元醇单体与多异氰酸酯化合物中的一种或多种在适当的条件下进行反应；聚酯型预聚物或聚醚型预聚物可以通过如下制成：使聚酯多元醇或聚醚多元醇与多异氰酸酯化合物中的一种或多种在适当的条件下进行反应。或者，作为聚氨酯型预聚物、聚酯型预聚物或聚醚型预聚物，可以使用任何适当的商品。在本发明的一个实施方式中，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体。
本发明涉及一种双组分水性木器封闭底漆，为了能用于水性体系，需要对亲油性较强的多异氰酸酯进行亲水改性，制备亲水性多异氰酸酯。多异氰酸酯亲水改性的方法包括：(1)使用亲水的聚醚多元醇的羟基烷基醚进行非离子亲水改性；(2)在其分子中引入阴离子或阳离子基团进行离子改性；(3)用以上两种方法进行混合改性。但实际中阳离子改性的方法非常罕见，几乎没有可供使用的产品，因而阳离子改性基本没有任何应用价值。因此，常见的亲水性多异氰酸酯包括阴离子型水性多异氰酸酯和非离子型水性多异氰酸酯。在根据本发明的双组分水性木器封闭底漆中，成膜树脂组合物包含水性阳离子树脂乳液，如果使用阴离子改性的多异氰酸酯作为固化剂时，会导致体系絮凝，无法得到所需的封闭涂层。
在根据本发明的某些实施方式中，固化剂组合物包含至少一种非离子型水性多异氰酸酯。
通常芳族多异氰酸酯易与水反应，生成二氧化碳，且容易引起漆膜黄变。因而，在本发明的某些实施方式中，所述非离子型水性多异氰酸酯包含至少一种脂肪族多异氰酸酯。
非离子型水性多异氰酸酯是通过在其结构中引入亲水的非离子基团而获得亲水性的。在根据本发明的某些实施方式中，非离子型水性多异氰酸酯包含衍生自聚醚的非离子基团。
优选地，所述聚醚包括聚乙二醇单醚、聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物单醚或其任意组合，优选地包括聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇单乙醚、聚乙二醇单丁醚、聚(乙二醇-丙二醇)单丁醚或其任意组合。更优选地，所述聚醚包含含有平均5-10个亚乙氧基(-CH2CH2-O-)单元的聚乙二醇单甲醚。
未被亲水基团改性的多异氰酸酯一般被称为溶剂型多异氰酸酯。通常溶剂型多异氰酸酯在水性体系中不能很好的分散，与水性树脂体系的相容性差。但在某些情况下，例如选用合适的助溶剂(例如，丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇二乙酸酯(PGDA)、甲基异丁基酮(MIBK)或其任意组合)，也可以使用在水性体系中。
在本发明某些实施方式中，固化剂组合物包含至少一种溶剂型多异氰酸酯和至少一种助溶剂。通常芳族多异氰酸酯易与水反应，生成二氧化碳，且容易引起漆膜黄变。因而，在本发明的某些实施方式中，所述至少一种溶剂型多异氰酸酯包含脂肪族多异氰酸酯。
在本发明另一些实施方式中，所述固化剂包含至少一种上述非离子型水性多异氰酸酯、至少一种上述溶剂型多异氰酸酯和至少一种上述助溶剂。其中，所述非离子型水性多异氰酸酯与水性乳液具有良好的相容性，所述溶剂型多异氰酸酯具有较高的平均官能度，可以提高与成膜树脂反应的交联密度，从而提高所形成的封闭涂层硬度，进一步改善漆膜的打磨性。在某些实施方式中，所述固化剂中两种固化剂具有特定的配比，以平衡与体系的相容性和交联密度，达到最大的硬度和板面效果。在某些实施方式中，所述至少一种上述非离子型水性多异氰酸酯和所述至少一种上述溶剂型多异氰酸酯的重量比在9:1至1:9范围内，优选地，在9:1至2:8范围内，在9:1至3:7范围内，在9:1至4:6范围内，或者在9:1至5:5范围内。在某些具体实施方式中，优选地，基于固化剂组合物的总重量，固化剂组合物包含：
30至99.99重量％的非离子型水性多异氰酸酯；
0.01至50重量％的溶剂型多异氰酸酯；
0至20重量％的助溶剂。
双组分水性木器用封闭底漆
本发明实施方式的双组分水性木器用封闭底漆包括A组分(成膜树脂组合物)和B组分(固化剂组合物)。在施工时，需要将A组分与B组分按照一定的重量比混合均匀后，涂覆在木质基材表面上。所述A组分与所述B组分的重量比通常在100:5到100:15的范围内，优选在100:8到100:12的范围内。
在本发明的一个优选实施方式中，所述双组分木器用封闭底漆具有600g/L或更低的VOC含量。优选地，具有500g/L或更低的VOC含量。更优选地，具有300g/L或更低的VOC含量。更优选地，具有150g/L或更低的VOC含量。
发明人惊讶地发现，在常规含阳离子树脂的单组分涂料组合物的基础上进行改进，匹配合适的多异氰酸酯固化剂，将原来单组分阳离子封闭底漆涂料组合物升级为双组分涂料组合物，不仅保持了阳离子树脂底漆封闭单宁等酸性物质的功能，而且提升了漆膜的封闭油脂的性能，还改善了漆膜的硬度和打磨性，为含阳离子树脂的水性木器用封闭底漆的改进提供了新思路，这在本发明之前从未被认识到。
不希望受任何理论的限制，发明人提供如下解释，以使本发明能够被更好地理解。
在本发明的双组分水性木器用封闭底漆中，阳离子树脂能与木质基材中所包含的阴离子性物质如单宁酸发生相互作用，从而形成阻隔层，并且可以与木质基材中的羟基形成氢键以避免水分进入木质基材，从而减少或消除了“涨筋”现象；此外，选择特定的固化组分与成膜树脂组合物中的成膜树脂发生交联反应，使得封闭涂层的交联密度增大，进一步增强了封闭性能。
根据本发明的某些实施方式，双组分水性木器封闭底漆可以通过如下制备：将水性阳离子树脂乳液与可选的附加添加剂混合，以得到成膜树脂组合物，然后在应用前将成膜树脂组合物与固化剂组合物以预定重量比在混合装置中进行简单混合。
根据本发明，双组分水性木器用封闭底漆可以通过本领域普通技术人员已知的常规涂覆方法进行涂布。所述涂覆方法包括浸涂、旋涂、喷涂、帘涂、刷涂、辊涂以及本领域已知的其他涂覆方法。在本发明的一个实施方式中，利用喷涂工艺来实施涂覆。以这种方式，可由本发明的双组分木器用封闭底漆形成封闭涂层，该封闭涂层也落在本发明的保护范围内。
因此，在本发明实施方式的另一方面中，提供了可由本文所述的双组分木器用封闭底漆得到的封闭涂层。根据GB/T6739-2006，所述封闭涂层的铅笔硬度为至少F。
本发明的双组分水性木器用封闭底漆可被涂成各种封闭底漆层的厚度。在某些实施方式中，涂布量在70-100g/m2范围内。在本发明的某些实施方式中，所形成的封闭涂层的干膜厚度在15-50微米的范围内，优选在18-30微米的范围内。可以通过使涂覆的涂层风干或通过使用本领域技术人员熟悉的各种干燥装置(例如，烘箱)加速固化来使其固化。
本发明实施方式的另一方面提供了一种制品，其包含：木质基材，其具有至少一个主表面；和封闭涂层，所述封闭涂层是由涂覆在所述主表面至少一部分上的根据本发明的双组分木器用封闭底漆形成的。
作为用于制造木制品的木质基材，可以使用本领域已知的任何合适的木质基材。在本申请中，术语“木质基材”指的是任何来源于树木或其它木本植物的茎和根中的坚硬、纤维状结构组织的纤维素/木质素材料。木材包括，例如从树木直接切下的硬木和软木木材，以及由木材条、木材碎料、木材纤维或木材薄板制成的工程木材复合材料。木材复合材料的实例包括但不限于胶合板、定向刨花板(OSB)、中密度纤维板(MDF)、碎料板等。
优选地，本发明实施方式的木制品包含具有酸性物质的木质基材，作为示例，所述酸性物质包含单宁、醛类和/或半缩醛类物质。在本发明某些实施方式中，所述木质基材具有至少0.1wt％的单宁含量，优选具有至少1wt％的单宁含量，更优选具有至少5wt％的单宁含量，还要更优选具有至少10wt％的单宁含量，甚至还要更优选30wt％的单宁含量，所述单宁含量是通过CNS4716-2005测定的。作为示例性的木质基材，可以使用坚木、栗木、栎木、红钩栗、油茶、桉木、花旗松、日本柳杉、美国扁柏、日本赤松、日本扁柏、水胡桃、黑胡桃、槭木、日本山毛榉、日本泡桐、桦木、婆罗双、木兰、白蜡树、柚木、柞木、楸木、山樟木、杉木、橡木、橡胶木中的一种或多种。
根据本发明的某些实施方式，木质基材具有至少一个、优选两个彼此相对的主表面。
根据本发明的某些实施方式，所述制品可以例如通过如下步骤制备：(1)提供经打磨的木质基材；(2)利用涂覆和固化工艺，在所述木质基材上一次或多次涂覆根据本发明实施方式的双组分水性木器用封闭底漆，并形成一个或多个本发明实施方式的封闭涂层，为所述木质基材提供所需的封闭性能。进一步地，所述制品的制备过程可能还包括更多步骤，例如(3)在所述封闭涂层上涂覆底漆得到底涂层；以及(4)在所述底涂层上涂覆面漆得到面涂层。
根据本发明的某些实施方式，由此得到的木制品可用于如下应用，包括，但不限于：家用家具，例如桌子、椅子、橱柜等；卧室和浴室家具；办公家具；定制家具，例如学校和儿童家具、医院家具、餐厅和酒店家具、厨房橱柜和家具；室内设计用的板；室内和室外的窗户和门；室内和室外的窗框和门框；室外和室内的护墙板以及木地板。
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修正和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购并且可直接使用而无需进一步处理。
实施例
测试方法
VOC含量：依据标准HJ2537-2014进行测定。
打磨性：依据标准GB/T23999-2009进行测定。
封闭性：采用室温法或热蒸法测试，室温法包括：将封闭底漆喷涂在木质基材上，再喷涂相同厚度的白色面漆，在室温下放置1天、3天和7d，用色差仪检测Δb和ΔE；
热蒸法包括：在木质基材上喷涂封闭底漆，再喷涂相同厚度的白色面漆，待干透后在面漆上盖上湿抹布，并用PE膜密封盖好。置于50℃烘箱放置一天，用色差仪检测Δb和ΔE。
封闭性按照1-5的等级进行评定，其中5最佳，而1为最差。
铅笔硬度：该测试用于测量固化涂层的硬度。使用GB/T6739-2006来评估铅笔硬度。数据被报告为在涂层破裂前最后一次成功进行测试的铅笔硬度。因此，例如，如果用2H铅笔测试时，涂层不破裂，但用3H铅笔进行测试时破裂，则涂层被报告为具有2H的铅笔硬度。
附着力：根据ASTM D3359标准采用划格法确定，按照0B-5B的等级进行评定，其中5B最佳，而0B为最差。
材料
所使用的材料列于下表1中。
表1：所使用的材料及相关信息
Figure BDA0003089703890000161
按照表2所示用量，将商购的100％水性阳离子树脂乳液与附加添加剂混合作为A组分；将非离子型水性多异氰酸酯单独、溶剂型多异氰酸酯和助溶剂、或非离子型水性多异氰酸酯、溶剂型多异氰酸酯和助溶剂混合作为B组分。然后，将所得A组分与B组分按一定的重量比进行混合，从而形成实施例1-6的双组分水性木器封闭底漆。对比例1-2分别为含阳离子树脂的单组分水性木器封闭底漆和含阴离子树脂的单组分水性木器封闭底漆。
表2
Figure BDA0003089703890000171
然后，测试实施例1-6和对比例1-2的水性木器用封闭底漆的性能，包括铅笔硬度、打磨性、单宁封闭性和油脂封闭性，结果如表2所示。
由表2的结果可以看出，在常规含阳离子树脂的单组分涂料组合物的基础上进行改进，匹配合适的多异氰酸酯固化剂，将原来单组分涂料组合物升级为双组分涂料组合物，不仅保持了阳离子树脂封闭单宁的功能，而且提升了漆膜的封闭油脂的性能，进一步改善了漆膜的硬度和打磨性。
实施例1中，采用了非离子型水性多异氰酸酯作为固化剂，所形成的漆膜硬度和封闭性较好，但打磨性略微低于其它实施例。
实施例2中，采用了溶剂型多异氰酸酯作为固化剂，所形成的漆膜硬度高，但漆膜外观相比于其它实施例略差，漆膜表面粗糙，透明度下降度高，但漆膜外观相比于其它实施例略差，漆膜表面粗糙，透明度下降。
实施例3至6中，采用了非离子型水性多异氰酸酯和溶剂型多异氰酸酯作为固化剂，在改变阳离子树脂乳液种类以及改变两种异氰酸酯重量比例的情况下，所得的漆膜的硬度均有明显提升、打磨性提高，且单宁酸封闭性和油脂封闭性均能满足要求。
对比例1单组分水性阳离子树脂封闭底漆所形成的漆膜铅笔硬度较低，打磨性较低；对比例2单组分水性阴离子树脂封闭底漆所形成的漆膜虽然硬度和打磨性达标，但对于单宁和油脂的封闭性较差。
尽管本发明参照大量实施方式和实施例进行描述，但是本领域普通技术人员根据本发明公开的内容能够认识到可以设计其它实施方式，这并未脱离本发明的保护范围和精神。

Claims (18)

1.一种双组分水性木器封闭底漆，包含：
A组分：成膜树脂组合物，其包含至少一种水性阳离子树脂乳液和可选的至少一种附加添加剂；和
B组分：固化剂组合物，其包含至少一种多异氰酸酯。
2.如权利要求1所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述A组分与所述B组分的重量比在100:5到100:15的范围内。
3.如权利要求1所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述水性阳离子树脂乳液包含至少一种丙烯酸类树脂、至少一种聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、至少一种聚氨酯树脂、至少一种环氧树脂或其任意组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，基于所述成膜树脂组合物的总重量，所述成膜树脂组合物包含：
50至90重量％的所述至少一种水性阳离子树脂乳液；
2至10重量％的至少一种成膜助剂；
2至20重量％的至少一种水性介质；
0至10重量％的至少一种填料；以及
0至10重量％的所述至少一种附加添加剂，
其中，所述至少一种附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂、pH调节剂、防霉剂、防腐剂或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述固化剂组合物包含至少一种非离子型水性多异氰酸酯。
6.根据权利要求5所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述至少一种非离子型水性多异氰酸酯包含脂肪族多异氰酸酯。
7.根据权利要求5或6所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述至少一种非离子型水性多异氰酸酯包含衍生自聚醚的非离子基团。
8.根据权利要求7所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述聚醚包含聚乙二醇单醚、聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物单醚或其任意组合，优选地选自聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇单乙醚、聚乙二醇单丁醚、聚(乙二醇-丙二醇)单丁醚或其任意组合。
9.根据权利要求8所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述聚醚包含含有平均5-10个亚乙氧基(-CH2CH2-O-)单元的聚乙二醇单甲醚。
10.根据权利要求1所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述固化剂组合物包含至少一种溶剂型多异氰酸酯和至少一种助溶剂。
11.根据权利要求10所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述至少一种溶剂型多异氰酸酯包含脂肪族多异氰酸酯。
12.根据权利要求10所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述至少一种助溶剂包含丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、丙二醇二乙酸酯(PGDA)、甲基异丁基酮(MIBK)或其任意组合。
13.根据权利要求1所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述固化剂组合物包含至少一种非离子型水性多异氰酸酯、至少一种溶剂型多异氰酸酯和至少一种助溶剂。
14.根据权利要求13所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述至少一种非离子型水性多异氰酸酯和所述至少一种溶剂型多异氰酸酯的重量比在9:1至1:9范围内。
15.根据权利要求13所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，基于所述固化剂组合物的总重量，所述固化剂组合物包含：
30至99.99重量％的至少一种非离子型水性多异氰酸酯；
0.01至50重量％的至少一种溶剂型多异氰酸酯；和
0至20重量％的至少一种助溶剂。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的双组分水性木器封闭底漆，其中，所述双组分水性木器封闭底漆含有不高于600g/L的挥发性有机化合物(VOC)。
17.由权利要求1至16中任一项所述的双组分水性木器封闭底漆形成的封闭涂层。
18.一种制品，其包含：
木质基材，其具有至少一个主表面；和
形成于所述主表面至少一部分上的如权利要求17所述的封闭涂层。
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