CN115558407A

CN115558407A - 一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料

Info

Publication number: CN115558407A
Application number: CN202211255460.XA
Authority: CN
Inventors: 秦远方; 陈寿生
Original assignee: Shanghai Zhanchen Paint Co ltd
Current assignee: Shanghai Zhanchen Paint Co ltd
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-01-03

Abstract

本发明的一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，由质量比为100：(40～60)：(30～70)的主剂、固化剂和稀释剂组成，主剂包括：生物基聚氨酯丙烯酸树脂：40%～70%，颜填料：5%～40%，稀释溶剂：5%～25%，流平剂：0.1%～0.3%，消泡剂：0.1%～0.3%，分散剂：0.5%～2%，防沉剂：0.1%～2%；固化剂包括：生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂：50.0%～70.0%，醋酸正丁酯：10.0%～40.0%，丙二醇甲醚醋酸酯：0～15%；脱水剂：0.1%～0.5%。本发明的产品可使釉面基材家具的漆膜附着力、硬度、耐磨性、耐溶剂性、耐候性、拉伸强度、机械韧性等性能大幅度提高，并保留传统聚氨酯漆优良装饰和保护效果。

Description

一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料

技术领域

本发明属于聚氨酯涂料技术领域，具体涉及一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料。

背景技术

伴随着国家经济格局的不断发展变化，对家具风格要求越来越多，家具生产制造企业也在不断整合变化，产品需求也成多元化发展，对涂装材料的功能性和生产效率也越来越高。因常规木制、竹制等基材因其本身特性，在涂装施工过程中，施工工序繁多，需花费大量的时间、人工及材料等资源，造成生产效率低，成本较高，且因施工工艺多，每道工序会产生大量VOC排放，对环境污染治理方面要求较大。这些都严重制约着家具制造企业的发展。釉面基材在家具中使用，在同等条件下施工工序可以减少50％～70％，可以在很大程度上提高生产效率及降低成本，同时也能有效的的减少VOC排放。但釉面基材因其生产特性，表面光滑，表面张力较低，基材韧性强。常规双组份聚氨酯涂料虽然具有优异的耐磨性、耐化学品性和耐油性、涂膜固化性能好、干燥快、漆膜光亮丰满等优点，但其很难在釉面基材表面进行附着，机械强度也很低，目前还没有一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料；用于釉面基材家具的涂装，不但具有常规双组份聚氨酯漆的性能和效果，而且还兼具高附着力、高柔韧性的功能，解决釉面基材家具表面漆膜附着难得问题。

为达到以上功能和效果，本发明的技术方案如下：

本发明的一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，由质量比为100：(40～60)：(30～50)的主剂、固化剂和稀释剂组成，

所述主剂包括以下质量分数的原料：生物基聚氨酯丙烯酸树脂：40％～70％，颜填料：5％～40％，稀释溶剂：5％～25％，流平剂：0.1％～0.3％，消泡剂：0.1％～0.3％，分散剂：0.5％～2％，防沉剂：0.1％～2％；

所述生物基聚氨酯丙烯酸树脂是二异氰酸酯，与聚酯丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚醚丙烯酸羟乙酯、二羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、羟苯乙氧基丙烯酸酯中的至少一种，通过发酵工艺醇解后，再进行改性酯化反应，制得聚氨酯丙烯酸树脂，固含量为67％～73％，粘度为5000～20000mpas/25℃，酸值＜10mgKOH/g；例如：青岛展辰涂料有限公司生产的生产的JD23-70F产品；

所述颜填料为钛白粉、炭黑、玻璃粉、二氧化硅粉、聚乙烯蜡粉、石墨烯蜡粉中的至少一种，例如可采用石原生产的CR-60-2有机物的表面处理的钛白粉，格雷斯生产的c-805的二氧化硅粉，天诗生产的pew-0235的蜡粉；

所述稀释溶剂为醋酸正丁酯、醋酸乙酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种，用于调节粘度；

所述流平剂为聚酯改性聚醚硅氧烷溶液和氟改性聚硅氧烷溶液一种或多种，可采用迪高公司生产的TEGO 450聚酯改性聚醚硅氧烷溶液、埃夫卡公司生产的EFKA FL3600的氟改性聚硅氧烷溶液等；所述消泡剂为改性聚硅氧烷聚合物溶液、改性有机硅类聚合物溶液和改性聚醚类聚合物溶液中的一种或多种，可采用毕克化学公司生产的BYK 141、BYK052N的聚硅氧烷溶液等；所述分散剂为脂肪族聚醚类溶液或改性羧酸盐共聚物溶液中的一种或多种，可采用埃夫卡生产的EFKA4010，毕克化学公司生产的BYK103羧酸盐共聚物；所述防沉剂为聚酰胺蜡或者聚烯烃蜡中的一种或多种，可采用华夏公司生产的HX-8800聚酰胺蜡，帝斯巴隆公司生产的DISPARLON 4200-10聚烯烃蜡；

所述固化剂包括以下质量分数的原料：生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂：50.0％～70.0％，醋酸正丁酯：10.0％～40.0％，丙二醇甲醚醋酸酯：0～15％；脱水剂：0.1％～0.5％；

所述生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂的固含量为100％，粘度为3000～15000mpas/25℃，NCO含量为22％～25％；是采用以发酵工艺制成的生物基聚多巴胺(PDA)单体、与磷酸二丁酯、亚磷酸酯、亚磷酸三酯、抗氧化剂(例如四季戊醇酯)等原料通过光气化反应聚合而成；例如三井化学生产的XD-3752N、上海展辰涂料有限公司生产的OK-50TM；

所述稀释剂包括以下质量分数的原料：醋酸正丁酯：30.0％～60.0％，醋酸乙酯：15.0％～35.0％，丙二醇甲醚醋酸酯：15.0％～35.0％。

本发明的一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，将所述主剂、固化剂和稀释剂按照各自的原料配方分别混合并搅拌均匀；使用时，所述主剂、固化剂和稀释剂混合并搅拌均匀，即可在家具釉面基材上进行施工，施工方法为本领域常规的喷涂或刷涂方法。

本发明上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

本发明采用生物基聚氨酯丙烯酸树脂搭配生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂等材料制成釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料：(1)漆膜保留了传统聚氨酯漆优良装饰和保护效果，而且漆膜的附着力、硬度、耐磨性、耐溶剂性、耐候性、拉伸强度、机械韧性等方面性能都大幅度提高，可以解决釉面基材家具因表面张力所致的漆膜脱落、易开裂等不良问题；(2)因有采用生物基聚氨酯丙烯酸树脂搭配生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂等环境友好型材料，在节能减排，可回收方面也有很好的效果；(3)易于施工，适用喷涂、刷涂等多种施工方式。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

本实施例中的原料均为市售产品：生物基聚氨酯丙烯酸树脂为青岛展辰涂料有限公司的JD23-70F；颜填料为石原生产的CR-60-2有机物的表面处理的钛白粉，格雷斯生产的c-805的二氧化硅粉，天诗生产的PEW-0235的蜡粉，贝贝候公司生产的JH-10玻璃粉；消泡剂为毕克化学公司的BYK141，流平剂为迪高公司生产的TEGO 450，防沉剂为帝司巴隆公司的4200-10，分散剂为埃夫卡的EFKA4010；生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂为三井化学生产的XD-3752N与上海展辰涂料有限公司自产的OK-50TM。

实施例1

一种釉面PVC基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，由主剂、固化剂和稀释剂组成，(1)主剂包括以下质量分数的原料：生物基聚氨酯丙烯酸树脂：70％，二氧化硅粉：7％，聚乙烯蜡粉：1％，调节粘度稀释溶剂：19.3％(醋酸正丁酯9.3％，醋酸乙酯5％，丙二醇甲醚醋酸酯5％)，流平剂：0.2％，消泡剂：0.3％，分散剂：1％，防沉剂：1.2％(防沉剂HX-8800为0.5％和防沉剂4200-10为0.7％)；

制作工艺如下：向洁净的容器中投入生物基聚氨酯丙烯酸树脂JD23-70F，在低速搅拌下依次加入分散剂EFKA4010、流平剂BYK310、消泡剂BYK141，中速分散10～15分钟细度小于或等于15微米；在低速搅拌下加入防沉剂HX-8800，高速分散10～15分钟细度小于或等于15微米；在低速搅拌下依次缓慢加入二氧化硅粉C-805、聚乙烯蜡粉PEW-0235，高速分散10～15分钟细度小于或等于25微米；低速下加入醋酸正丁酯、醋酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯和防沉剂4200-10，搅匀即可。

(2)固化剂包括以下质量分数的原料：生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂(XD-3752N)70.0％、醋酸正丁酯20.0％、丙二醇甲醚醋酸酯9.8％，脱水剂0.2％。

(3)稀释剂包括以下质量分数的原料：醋酸正丁酯58.0％、醋酸乙酯17.0％、丙二醇甲醚醋酸酯25.0％。

将固化剂和稀释剂按照各自的原料配方分别混合并搅拌均匀；使用时，将上述主剂、固化剂和稀释剂按照质量比＝100：50：50混合并搅拌均匀，即可在家具釉面基材上进行施工，施工方式：手工喷涂。

实施例2

一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，由主剂、固化剂和稀释剂组成，(1)主剂包括以下质量分数的原料：生物基聚氨酯丙烯酸树脂：65.8％，玻璃粉：10％，气相二氧化硅粉：6％，粘度调节稀释溶剂：15％(醋酸正丁酯7.5％，醋酸乙酯3％，丙二醇甲醚醋酸酯4.5％)，流平剂：0.2％，消泡剂：0.3％，分散剂：1.5％，防沉剂：1.2％(防沉剂HX-8800为0.2％和防沉剂4200-10为1％)；

制作工艺如下：向洁净的容器中投入生物基聚氨酯丙烯酸树脂JD23-70F，在低速搅拌下依次加入分散剂EFKA4010、流平剂TEGO 450、消泡剂BYK141，中速分散10～15分钟细度小于或等于15微米；在低速搅拌下加入防沉剂HX-8800，高速分散10～15分钟细度小于或等于15微米；在低速搅拌下依次缓慢加入二氧化硅粉C-805、玻璃粉JH-10，高速分散10～15分钟细度小于或等于25微米，低速下加入醋酸正丁酯、醋酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯和防沉剂4200-10,搅匀即可。

(2)固化剂包括以下质量分数的原料：生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂60.0％、醋酸正丁酯39.7％、脱水剂0.3％。

(3)稀释剂包括以下质量分数的原料：醋酸正丁酯55.0％、丙二醇甲醚醋酸酯28.0％、醋酸乙酯17.0％。

将固化剂和稀释剂按照各自的原料配方分别混合并搅拌均匀；使用时，将上述主剂、固化剂和稀释剂按照质量比＝100：50：40混合并搅拌均匀，即可在家具釉面基材上进行施工，施工方式：手工喷涂。

实施例3

一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，由主剂、固化剂和稀释剂组成，(1)主剂包括以下质量分数的原料：生物基聚氨酯丙烯酸树脂：40.8％，钛白粉：31％，气相二氧化硅粉6％，石墨烯蜡粉3％，粘度调节稀释剂：14.7％(醋酸正丁酯5％，醋酸乙酯5％，丙二醇甲醚醋酸酯4.7％)，流平剂：0.3％，消泡剂：0.2％，分散剂：2％，防沉剂：2％(防沉剂HX-8800和防沉剂4200-10各为1％)；

制作工艺如下：向洁净的容器中投入生物基聚氨酯丙烯酸树脂JD23-70F，在低速搅拌下依次加入分散剂EFKA4010、流平剂TEGO 450、消泡剂BYK141，中速分散10～15分钟细度小于或等于15微米；在低速搅拌下加入防沉剂HX-8800，高速分散10～15分钟细度小于或等于15微米；在低速搅拌下依次缓慢加入二氧化硅粉C-805、钛白粉CR-60-2、石墨烯蜡粉PEW-0235，高速分散10～15分钟细度小于或等于25微米；低速下加入醋酸正丁酯、醋酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯和防沉剂4200-10，搅匀即可。

(2)固化剂包括以下质量分数的原料：生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂XD-3275N固化剂50.0％、OK-50TM固化剂15.0％、醋酸正丁酯34.5％、脱水剂0.5％。

(3)稀释剂包括以下质量分数的原料：醋酸正丁酯30.0％、醋酸乙酯35.0％、丙二醇甲醚醋酸酯35.0％。

将固化剂和稀释剂按照各自的原料配方分别混合并搅拌均匀；使用时，将上述主剂、固化剂和稀释剂按照质量比＝100：60：30混合并搅拌均匀，即可在家具釉面基材上进行施工，施工方式：手工喷涂。

对比列1

对比例1为市场上购买的常规双组份聚氨酯涂料。

将实施例1～3与对比例1的聚氨酯涂料制成漆膜，根据GB/T23997-2009《室内装饰装修用溶剂型聚氨酯木器涂料》及GB 18581-2020《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》进行检测，检测数据列于表1中。

表1实施例1～3及对比列的检测结果

由表1可以看出，实施例1～3的漆膜保留了传统聚氨酯漆优良装饰和保护效果，而且漆膜的附着力、硬度、耐磨性、耐溶剂性、耐候性、拉伸强度、机械韧性等方面性能都大幅度提高，可以解决木器油漆家具釉面基材表面附着力差、机械韧性差和易开裂等问题。

Claims

1.一种釉面基材用高附着力生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，由质量比为100：(40～60)：(30～70)的主剂、固化剂和稀释剂组成，

所述主剂包括以下质量分数的原料：生物基聚氨酯丙烯酸树脂：40%～70%，颜填料：5%～40%，稀释溶剂：5%～25%，流平剂：0.1%～0.3%，消泡剂：0.1%～0.3%，分散剂：0.5%～2%，防沉剂：0.1%～2%；

所述固化剂包括以下质量分数的原料：生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂：50.0%～70.0%，醋酸正丁酯：10.0%～40.0%，丙二醇甲醚醋酸酯：0～15%；脱水剂：0.1%～0.5%。

2.根据权利要求1所述的生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述稀释剂包括以下质量分数的原料：醋酸正丁酯：30.0%～60.0%，醋酸乙酯：15.0%～35.0%，丙二醇甲醚醋酸酯：15.0%～35.0%。

3.根据权利要求1所述的生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述生物基聚氨酯丙烯酸树脂是采用二异氰酸酯，与聚酯丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚醚丙烯酸羟乙酯、二羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、羟苯乙氧基丙烯酸酯中的至少一种，通过发酵工艺醇解后，再进行改性酯化反应，制得聚氨酯丙烯酸树脂，固含量为67%～73%，粘度为5000～20000mpas/25℃，酸值＜10mgKOH/g。

4.根据权利要求1所述的生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述颜填料为钛白粉、炭黑、玻璃粉、二氧化硅粉、聚乙烯蜡粉、石墨烯蜡粉中的至少一种；所述稀释溶剂为醋酸正丁酯、醋酸乙酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述流平剂为聚酯改性聚醚硅氧烷溶液和氟改性聚硅氧烷溶液一种或多种；所述消泡剂为改性聚硅氧烷聚合物溶液、改性有机硅类聚合物溶液和改性聚醚类聚合物溶液中的一种或多种；所述分散剂为脂肪族聚醚类溶液或改性羧酸盐共聚物溶液中的一种或多种；所述防沉剂为聚酰胺蜡或者聚烯烃蜡中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，所述生物基异氰酸酯PDI缩二脲固化剂的固含量为100%，粘度为3000～15000mpas/25℃，NCO含量为22%～25%；是采用以发酵工艺制成的生物基聚多巴胺单体、与磷酸二丁酯、亚磷酸酯、亚磷酸三酯、抗氧化剂（例如四季戊醇酯）等原料通过光气化反应聚合而成。

7.根据权利要求1～6任一所述的生物基双组分聚氨酯涂料，其特征在于，将所述主剂、固化剂和稀释剂按照各自的原料配方分别混合并搅拌均匀；使用时，所述主剂、固化剂和稀释剂按照质量比＝100：(40～60)：(30～50)混合并搅拌均匀，即可在家具釉面基材上进行施工，施工方法为本领域常规的喷涂或刷涂方法。