CN113372778A - 高哑光木地板涂料及纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法 - Google Patents

高哑光木地板涂料及纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于木器涂料领域，涉及到一种高哑光木地板涂料，该涂料由纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物、活性稀释剂、光引发剂、基材润湿剂和流平剂组成，其具有很好的哑光效果，光泽度≤5°，还具有附着力强和耐摩擦性好的特点，可用于木地板、家具和木器等产品领域，具有巨大的性能优势和广阔的市场前景。此外，本发明还公开了纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法。

Description

高哑光木地板涂料及纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的 制备方法
技术领域
本发明涉及一种高哑光木地板涂料，此外，本发明涉及前述高哑光木地板涂料所用纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法。
背景技术
随着材料科学的进步，有机材料和无机材料通过某中方式结合制备出全新的复合材料。复合材料同时具备有机材料和无机材料的优点和特性，可以在力学、光学、热学和、电磁学和生物学等领域赋予材料许多优异的性能，正在成为材料研究学的热点。
涂料根据光泽度划分，分为高光涂料和哑光涂料。哑光涂料广泛应用于建筑和木器涂料等领域，哑光涂料整体效果较暗，施工后涂膜较为素雅，光线也更柔和，更符合人体的生理卫生要求，不易造成人眼的疲劳。
哑光涂料在制造过程中通常会使用哑光树脂，或者采用二氧化硅、蜡粉等作为消光剂来降低涂膜光泽度。当涂膜干燥时，由于溶剂的挥发，表面不断收缩，使均匀分布其中的消光剂颗粒在表面形成极微小凹凸，该表面对入射光线形成漫反射，降低涂膜表面的光泽度。但加消光剂制备出的哑光涂料，也有很多的缺点，例如不易分散，影响涂膜的透明度、力学性能和化学性能等。
中国专利CN101735675A中公开了用于办公家具的紫外喷涂哑光清漆制备方法，该方法所制备的哑光涂料为组合物，配方复杂，且哑光度高，附着力不太理想；中国专利CN105001773A中公开了一种木器用哑光清面漆的制备方法，该方法所制备的哑光漆为双组份，哑光度为60°，仍然不够理想；CN108997914A中公开了一种PU哑光清面漆的制备方法，该方法所制备哑光漆的哑光度也为60°，也不够理想。
发明内容
针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种高哑光木地板涂料，该哑光涂料由纳米二氧化硅改性哑光树脂制备而成，首先合成的树脂就是自消光型，再加上纳米二氧化硅改性后均匀地“镶嵌”在树脂的表面，可不仅以避免后添加的二氧化硅等消光剂降漆膜物化性能，还可以有效的降低涂膜的光泽度。该涂料不仅哑光度低，而且透明度高。此外，本发明还提出了纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法。
根据实施例，本发明提供的一种高哑光木地板涂料，其光泽度≤5°，由下述质量百分比的组分组成:
纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物40-60wt％；
活性稀释剂30-50wt％，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMP3A或聚二季戊四醇丙烯酸酯DPE6A；
光引发剂1-4wt％，所述光引发剂为安息香双甲醚、1-羟基环己基苯基甲酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮；
基材润湿剂1-3wt％，所述基材润湿剂为TEGO265、TEGO500或BYK346；
流平剂1-5wt％，所述流平剂为BYK306、BYK307或TEGO410。
本发明前述高哑光木地板涂料的制备方法并无特别指出，将纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物40-60wt％、活性稀释剂30-50wt％、光引发剂1-4wt％、基材润湿剂1-3wt％和流平剂1-5wt％混合均匀，即可得到高哑光木地板涂料。
本发明还提供了前述纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将粒径为10-20nm的纳米二氧化硅分散于溶剂中，并在超声波下分散均匀；
步骤2、将偶联剂和丙烯酸单体加入到步骤1的溶液中，所述的丙烯酸单体、纳米二氧化硅、偶联剂的质量比为100∶(1-5)∶(0.05-0.25)，升温至40℃-70℃，并在搅拌状态下反应2-4h；
步骤3、向步骤2得到的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体中加入消光单体、溶剂、扩链剂、催化剂和阻聚剂，所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体、消光单体、溶剂、扩链剂、催化剂和阻聚剂的质量比为：100∶(30-50)∶(60-80)∶(20-40)∶(1-5)∶(1-4)，升温至50℃-80℃并反应3-6h，制得纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物。
优选地，步骤1中，所述的溶剂为二甲苯、醋酸丁酯或醋酸乙酯。
优选地，步骤2中，所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
优选地，步骤3中，所述的消光单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯THFFA或丙烯酸苯氧基乙酯POEA；所述的溶剂为二甲苯、苯或甲苯；所述的扩链剂为二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺或1，4-丁二醇；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或五甲基二乙烯三胺；所述的阻聚剂为对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或对羟基苯甲醚。
与现有技术相比，随后的实施例和试验例将证明，本发明高哑光木地板涂料，具有低哑光，还具有耐摩擦性能好和附着力好等特点，可广泛应用于木地板、家具和木器等领域，具有广阔的市场前景。本发明还具有制备方法简单，成本低和产业化容易等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。
本发明以下实施例中所使用的原料如无特别标示均为市售产品。
实施例1
(1)取2g亲油性平均粒径为10nm的纳米二氧化硅超声波下分散于80ml醋酸丁酯中，并分散均匀；
(2)将55g丙烯酸单体和0.1g乙烯基三乙氧基硅烷，加入到步骤(1)的溶液中，并搅拌均匀；然后升温至50℃，并在此温度下反应3.5h；
(3)向步骤(2)得到的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体中加入27.5g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、42g甲苯、21g N-甲基二乙醇胺、2g辛酸亚锡和2.5g 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，升温至60℃并反应4.5h后制备出纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物；
(4)将55g纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物、35g聚二季戊四醇丙烯酸酯、3g1-羟基环己基苯基甲酮、4g TEGO500和3g BYK307混合均匀后即可得到高哑光木地板涂料。
实施例2
(1)取2g亲油性平均粒径为15nm的纳米二氧化硅超声波下分散于80ml二甲苯中，并分散均匀；
(2)将50g丙烯酸单体和0.1g乙烯基三甲氧基硅烷，加入到步骤(1)的溶液中，并搅拌均匀；然后升温至45℃，并在此温度下反应4h；
(3)向步骤(2)得到的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体中加入25g甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g二甲苯、20g二乙醇胺、2g二月桂酸二丁基锡和2g对苯二酚，升温至50℃并反应5h后制备出纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物；
(4)将50g纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物、40g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、4g安息香双甲醚、3g TEGO265和3g BYK306混合均匀后即可得到高哑光木地板涂料。
实施例3
1)取3g亲油性平均粒径为10nm的纳米二氧化硅超声波下分散于120ml醋酸乙酯中，并分散均匀；
(2)将60g丙烯酸单体和0.15g乙烯基三甲氧基硅烷，加入到步骤(1)的溶液中，并搅拌均匀；然后升温至55℃，并在此温度下反应3h；
(3)向步骤(2)得到的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体中加入30g甲基丙烯酸缩水甘油酯、45g苯、22g 1，4-丁二醇、2.5g五甲基二乙烯三胺和3g对羟基苯甲醚，升温至65℃并反应4h后制备出纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物；
(4)将50g纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物、40g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、4g2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、3g BYK346和3g TEGO410混合均匀后即可得到高哑光木地板涂料。
实施例4
(1)取3g亲油性平均粒径为20nm的纳米二氧化硅超声波下分散于120ml醋酸丁酯中，并分散均匀；
(2)将80g丙烯酸单体和0.15g甲基丙烯酰氧基硅烷，加入到步骤(1)的溶液中，并搅拌均匀；然后升温至60℃，并在此温度下反应3h；
(3)向步骤(2)得到的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体中加入40g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、50g甲苯、30g N-甲基二乙醇胺、4g二月桂酸二丁基锡和3.5g 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，升温至70℃并反应4h后制备出纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物；
(4)将55g纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物、35g聚二季戊四醇丙烯酸酯、3g1-羟基环己基苯基甲酮、3g TEGO265和4g BYK307混合均匀后即可得到高哑光木地板涂料。
试验例
将实施例1-4所制备的涂料涂布在木地板上，经UV固化后进行性能测试，结果如表1所示。用DR60A光泽度仪测量涂料的光泽度；根据GB/T 6739-2006标准，并用三菱铅笔测量涂料的硬度；根据GB/T 9286-88方法试涂料的附着力；用taber型磨耗测试仪测试耐久测试(500g,60转/分钟)。
表1.实施例1-4的性能指标
光泽度 硬度 附着力 耐摩擦
实施例1 4° 2H 0级 ≥500次
实施例2 3.5° 2H 0级 ≥500次
实施例3 4.5° 2H 0级 ≥500次
实施例4 4° 2H 0级 ≥500次
从实施例1-4可以看出，本发明所制备的涂料具有高哑光、附着力好和耐摩擦性好的特点。
本发明高哑光木地板涂料的施工也不复杂，根据基材的形状、大小、表面状态等不同情况，选择喷涂、淋涂、浸涂、刮涂、擦涂等合适的工艺进行涂装，施工前建议先小面积试涂。
第1步：涂布。选用合适的涂布工艺涂布；
第2步：静置。涂布后，常温静置3分钟使充分流平；
第3步：固化。3000W紫外灯(相距10-20cm，波长365nm)光照10秒钟，涂层固化。

Claims (5)

1.一种高哑光木地板涂料，其特征是，其光泽度≤5°，由下述质量百分比的组分组成:
纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物40-60wt％；
活性稀释剂30-50wt％，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMP3A或聚二季戊四醇丙烯酸酯DPE6A；
光引发剂1-4wt％，所述光引发剂为安息香双甲醚、1-羟基-环己基一苯基甲酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮；
基材润湿剂1-3wt％，所述基材润湿剂为TEGO265、TEGO500或BYK346；
流平剂1-5wt％，所述流平剂为BYK306、BYK307或TEGO410。
2.一种纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、将粒径为10-20nm的纳米二氧化硅分散于溶剂中，并在超声波下分散均匀；
步骤2、将偶联剂和丙烯酸单体加入到步骤1的溶液中，所述的丙烯酸单体、纳米二氧化硅、偶联剂的质量比为100∶(1-5)∶(0.05-0.25)，升温至40℃-70℃，并在搅拌状态下反应2-4h；
步骤3、向步骤2得到的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体中加入消光单体、溶剂、扩链剂、催化剂和阻聚剂，所述的纳米二氧化硅改性丙烯酸单体、消光单体、溶剂、扩链剂、催化剂和阻聚剂的质量比为：100∶(30-50)∶(60-80)∶(20-40)∶(1-5)∶(1-4)，升温至50℃-80℃并反应3-6h，制得纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物。
3.根据权利要求2所述纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法，其特征是，步骤1中，所述的溶剂为二甲苯、醋酸丁酯或醋酸乙酯。
4.根据权利要求2所述纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法，其特征是，步骤2中，所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
5.根据权利要求2所述纳米二氧化硅改性高哑光树脂预聚物的制备方法，其特征是，步骤3中，所述的消光单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯THFFA或丙烯酸苯氧基乙酯POEA；所述的溶剂为二甲苯、苯或甲苯；所述的扩链剂为二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺或1，4-丁二醇；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或五甲基二乙烯三胺；所述的阻聚剂为对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或对羟基苯甲醚。
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