CN115960522A

CN115960522A - 一种硝基高硬度黑面漆及其制备方法

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Publication number: CN115960522A
Application number: CN202211246782.8A
Authority: CN
Inventors: 王海军; 薛见兵; 汪启发; 邓文根
Original assignee: Shanghai Junzilan New Material Co ltd
Current assignee: Shanghai Junzilan New Material Co ltd
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2042-10-12
Also published as: CN115960522B

Abstract

一种硝基高硬度黑面漆及其制备方法。本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及IPC C09D101领域，进一步的，涉及一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：20％‑40％树脂基体、10％‑20％硝酸纤维素、1％‑10％填料、0.2％‑1％助剂、0.2％‑0.4％消泡剂、余量为溶剂。本发明采用短油度醇酸树脂与粘度为1/16s和1/4s硝酸纤维素的组合相容性良好，并添加聚四氟乙烯作为填料，制备得到的硝基高硬度黑面漆膜的附着力和硬度性能优异。

Description

一种硝基高硬度黑面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及IPC C09D101领域，进一步的，涉及一种硝基高硬度黑面漆及其制备方法。

背景技术

随着涂料行业的不断发展以及科学技术的进步，人们对生活质量的追求越来越高，国内的消费者对更环保绿色家具的需求日益增长。目前，家具行业正向环保，高档次，高品位靠拢，这对油漆提出了更高的要求。

中国专利CN 103881478 A公开了一种抗菌硝基漆及其制备方法和应用，该抗菌硝基漆不仅施工性和装饰性优异、手感爽滑，而且具有长久的抗菌效果；但其配方中选用二甲苯作为稀释剂，其环保性能有待提高。

中国专利CN 102757698 A公开了一种低VOC硝基漆，此发明通过选用低分子量低粘度的硝化棉，以及低粘度的马林酸树脂，可以制备得到高固体份的硝基漆，减少VOC的排放量，提高产品的环保性能。其制备得到的漆膜硬度等级为HB，其硬度抗磨性能有待提高，才可以达到高保护性装饰的应用目的。

发明内容

本发明第一方面提供了一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：20％-40％树脂基体、10％-20％硝酸纤维素、1％-10％填料、0.2％-1％助剂、0.2-0.4％消泡剂、余量为溶剂。

在一些优选的实施方式中，所述树脂基体选自松香树脂、醇酸树脂、改性醇酸树脂、酚醛树脂中的一种或多种组合。

在一些优选的实施方式中，所述树脂基体选自醇酸树脂。

在一些优选的实施方式中，所述醇酸树脂为短油度醇酸树脂。

由于硝酸纤维素分子链锻上含有大量的极性基团，分子间的作用力很强，所以使用硝酸纤维素溶液直接涂膜，柔韧性很差，特别是受到外力易裂、收缩及剥落。为了克服以上缺点，在漆中必须加入适量的增塑剂来改进、降低高分子链锻间的作用力、增加柔韧性，使漆膜延伸性、柔软性、耐溶剂性、附着力等物化性能都有所提高。

申请人发现，在体系中加入短油度醇酸树脂不仅改善了硝基高硬度黑面漆的附着力，还提高了硝基高硬度黑面漆膜的硬度。本申请人猜测：一方面，硝酸纤维素是硝酸酯的结构，醇酸树脂中有一半是极性的酯结构，醇酸树脂和硝酸纤维素相互吸引混合，使巨大的硝酸纤维素酯分子间距拉大，增加了硝基高硬度黑面漆的柔软性能和附着力；另一方面由于醇酸树脂分子中长链脂肪酸残基是柔性链锻，苯酐聚酯是刚性链锻，短油度醇酸树脂由于长链脂肪酸残基短，苯酐聚酯链锻长，可以提供较好的硬度。

在一些优选的实施方式中，所述醇酸树脂和硝酸纤维素的重量比为：(1.5-3):1。

申请人发现，醇酸树脂与硝酸纤维的重量比会对硝基高硬度黑面漆膜的性能产生影响；醇酸树脂的添加量高时可以有效提高漆膜的附着力，但是使漆膜硬度降低，导致漆膜发黏，表干时间增加；而当醇酸树脂添加量低时表干时间过短，导致漆膜边缘易形成桔皮，且容易发白。

在一些优选的实施方式中，所述硝酸纤维素选自粘度为1/16s、1/8s、1/4s、1/2s的硝酸纤维素中的一种或多种组合。

在一些优选的实施方式中，所述硝酸纤维素选自粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素的组合。

在一些优选的实施方式中，所述粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素的重量比为：(3-5)：1

申请人发现，当本发明中采用的硝酸纤维素的粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素的组合时，不仅提高了硝基高硬度黑面漆膜的附着力而且提高了硬度。本申请人猜测：一方面粘度为1/16s的硝酸纤维素的硬度高，粘度低，可以提高漆膜的硬度；粘度为1/4s的硝酸纤维素的柔韧性相对粘度为1/16s的硝酸纤维素好，二者协同可以硝基高硬度黑面漆的柔韧性及粘度，提高附着力。另一方面粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素通过复配，还可以优化硝酸纤维素与醇酸树脂的相容性，从而进一步提高硝基高硬度黑面漆膜的硬度。

在一些优选的实施方式中，所述填料选自聚四氟乙烯、硫酸钡、硅灰石、二氧化硅中的一种或多种组合。

在一些优选的实施方式中，所述填料为聚四氟乙烯。

优选的，所述聚四氟乙烯的粒径为2-10μm；进一步优选的，所述聚四氟乙烯的粒径为4-6μm。

本发明中采用此粒径下聚四氟乙烯，有效提高了硝基高硬度黑面漆膜表面的抗刮、耐磨性并且进一步提高了硝基高硬度黑面漆膜的硬度。本申请人猜测：当此粒径的聚四氟乙烯加入硝基高硬度黑面漆时，聚四氟乙烯与醇酸树脂和硝酸纤维素的相容性好、分散好，能够在硝基高硬度黑面漆膜表面形成一层非常细密、均匀且坚硬的保护膜，这种保护膜可以降低摩擦系数，提高硝基高硬度黑面漆膜的抗刮、耐磨性和硬度。

在一些优选的实施方式中，所述助剂选自聚醚改性有机硅类、聚酯聚醚共聚改性有机硅类、交联型改性有机硅类的一种或多种组合。

在一些优选的实施方式中，所述助剂为聚酯聚醚共聚改性有机硅类。

在一些优选的实施方式中，所述消泡剂为聚醚类消泡剂。

在一些优选的实施方式中，所述溶剂选自丙酮、醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮中的一种或多种组合。

在一些优选的实施方式中，所述溶剂选自醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的组合。

优选的，所述醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的重量份比为(1-3):1。

醋酸丁酯的溶解能力很强，但挥发速率快，易引起空气中的水蒸气在漆膜表面冷凝，导致漆膜表面结霜发白。申请人发现，选择醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合作为溶剂，当醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为(1-3)：1时可以有效提高漆膜的光泽和流平性，避免漆膜发白。本申请人猜测：丙二醇甲醚醋酸酯的挥发速率慢，其与醋酸丁酯按此重量份混合时得到的混合溶剂的挥发速率适中，从而保证漆膜的光泽和流平性。

本发明第二方面提供了一种硝基高硬度黑面漆的制备方法，其特征在于，先将硝酸纤维素、树脂基体与溶剂混合均匀，然后加入填料、助剂和消泡剂搅拌均匀既得。

有益效果：

1、本发明采用短油度醇酸树脂不仅改善了硝基高硬度黑面漆的附着力，还提高了硝基高硬度黑面漆膜的硬度。

2、本发明采用粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素的组合，与醇酸树脂的相容性良好，制备得到的硝基高硬度黑面漆膜的附着力和硬度性能优异。

3、本发明添加的聚四氟乙烯能够在硝基高硬度黑面漆膜表面形成一层非常细密、均匀且坚硬的保护膜，这种保护膜可以降低摩擦系数，提高硝基高硬度黑面漆膜抗刮、耐磨性和硬度。

4、本发明选择醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合作为溶剂，有效提高硝基高硬度黑面漆膜的光泽和流平性，避免硝基高硬度黑面漆膜出现发白现象。

5、本发明选择醇酸树脂与硝基纤维重量比为(1.5-3)：1，可有效提高硝基高硬度黑面漆膜的附着力和硬度，减少表干时间，避免漆膜边缘形成桔皮现象。

具体实施方式

实施例1

实施例1提供了一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：30％树脂基体、15％硝酸纤维素、1％填料、0.3％助剂、0.3％消泡剂、余量为溶剂。

所述树脂基体为短油度醇酸树脂，购于长兴化学工业(中国)有限公司，型号：3106-B-70。

所述硝酸纤维素为粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素，粘度为1/16s和1/4s硝酸纤维素的重量比为5:1，购于北方化学工业股份有限公司。

所述填料为聚四氟乙烯，粒径为5μm；购于江西省龙海化工有限公司，型号：237B。

所述助剂为聚酯聚醚共聚改性有机硅；购于瓦特山公司，型号：LEVEART-3348。

所述消泡剂为聚醚类消泡剂；购于公隆化学股份有限公司，型号：1931。

所述溶剂为醋酸丁酯(CAS号：123-86-4)和丙二醇甲醚醋酸酯(CAS号：108-65-6)，醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的重量比为2:1。

一种硝基高硬度黑面漆的制备方法，先将硝酸纤维素、醇酸树脂与醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯混合均匀，然后加入聚四氟乙烯、聚酯聚醚共聚改性有机硅和聚醚类消泡剂搅拌均匀既得。

实施例2

实施例2提供了一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：30％树脂基体、15％硝酸纤维素、1％填料、0.3％助剂、0.3％消泡剂、余量为溶剂。

所述树脂基体为短油度醇酸树脂，购于长兴化学工业(中国)有限公司，型号：33089-B-70。

所述硝酸纤维素为粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素，粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素的重量比为5:1，购于北方化学工业股份有限公司。

所述溶剂为醋酸丁酯(CAS号：123-86-4)和丙二醇甲醚醋酸酯(CAS号：108-65-6)，醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯重量比为2:1。

实施例3

实施例3提供了一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：30％树脂基体、15％硝酸纤维素、1％填料、0.3％助剂、0.3％消泡剂、余量为溶剂。

所述树脂基体为短油度醇酸树脂，购于长兴化学工业(中国)有限公司，型号：31045-X-70。

对比例1

对比例1提供了一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：35％树脂基体、10％硝酸纤维素、1％填料、0.3％助剂、0.3％消泡剂、余量为溶剂。

对比例2

对比例2对比例1提供了一种硝基高硬度黑面漆，按重量百分比计，原料包含：20％树脂基体、20％硝酸纤维素、1％填料、0.3％助剂、0.3％消泡剂、余量为溶剂。

对比例3

对比例3提供了一种硝基高硬度黑面漆，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述硝酸纤维素为粘度为1/4s的硝酸纤维素，购于北方化学工业股份有限公司。

对比例4

对比例4提供了一种硝基高硬度黑面漆，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述溶剂为醋酸丁酯。

性能测试：

1、粘度测试：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆使用NK-2岩田杯进行测定：使用前先将岩田杯HS-NK2擦拭干净，然后将岩田杯HS-NK2浸入制备得到的硝基高硬度黑面漆，使杯的上部边缘低于混合液的水平表面，再提出杯子，同时按下秒表，当流出线出现第一次断口时按停秒表读数，重复三次取平均值，用秒表示，结果记录表1。

2、光泽(60°)测试：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆按GB/T 9754-2007方法测定，结果记录表1。

3、干燥时间测试：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆按GB/T9754-2007方法测定，结果记录表1。

4、储存稳定性：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆置于50℃烘箱中7天，观察其稳定性，结果记录表1。

5、附着力测试：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆按GB/T9286-1998方法测定，结果记录表1。

6、铅笔硬度测试：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆按GB/T6739-2006方法测定，结果记录表1。

7、耐磨性测试：对实施例1-3和对比例1-4制备得到的硝基高硬度黑面漆按GB/T1768-1979方法测定，结果记录表1。

测试结果：

表1：

Claims

1.一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，按重量百分比计，原料包含：20％-40％树脂基体、10％-20％硝酸纤维素、1％-10％填料、0.2％-1％助剂、0.2-0.4％消泡剂、余量为溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述树脂基体选自松香树脂、醇酸树脂、改性醇酸树脂、酚醛树脂中的一种或多种组合。

3.根据权利要求2所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述醇酸树脂为短油度醇酸树脂。

4.根据权利要求1所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述硝酸纤维素选自粘度为1/16s、1/8s、1/4s、1/2s的硝酸纤维素中的一种或多种组合。

5.根据权利要求4所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述硝酸纤维素选自粘度为1/16s和1/4s的硝酸纤维素的组合。

6.根据权利要求1所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述填料选自聚四氟乙烯、硫酸钡、硅灰石、二氧化硅中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述助剂选自聚醚改性有机硅、聚酯聚醚共聚改性有机硅、交联型改性有机硅的一种或多种组合。

8.根据权利要求1所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述溶剂选自丙酮、醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮中的一种或多种组合。

9.根据权利要求8所述的一种硝基高硬度黑面漆，其特征在于，所述溶剂选自醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的组合。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的硝基高硬度黑面漆的制备方法，其特征在于，先将硝酸纤维素、树脂基体与溶剂混合均匀，然后加入填料、助剂、消泡剂搅拌均匀既得。