CN116622279B - 一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料技术领域。一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，包括以下按重量份数计算的A组份和B组份；所述A组份包括：弹性树脂20‑30份、羟基丙烯酸树脂40‑60份、润湿剂0.2‑0.7份、醋酸丁酸纤维素2‑5份、消光粉4‑7份、消泡剂0.2‑0.7份、流平剂0.2‑0.7份、防沉剂3‑8份、丙二醇甲醚醋酸酯3‑6份、乙酸丁酯10‑20份；所述B组份包括：乙酸丁酯35‑50份、丙二醇甲醚醋酸酯10‑20份、甲苯二异氰酸酯35‑55份；调漆时，所述A组份和B组份的重量配比为0.9~1:0.25~0.33。本发明面漆具有良好的划伤自修复性、抗划伤性、耐磨性，漆膜柔韧性佳、回弹性好，涂装效果好。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆及其制备方法。
背景技术
随着我国居民物质生活水平的提高，人们对木器家具品质要求也越来越高，对清面漆的要求更是如此，因此，提高清面漆的硬度、抗划伤性、耐磨性是一直以来研究改进的一个热门方向。
面漆是一种对基体材料表面起到良好保护作用的复合材料，近些年来在工业生产和日常生活的各个方面得到了广泛的应用。但是面漆在施工或者使用过程中不可避免地会遭受到外界的刮擦划伤或自然因素的影响，出现微观缺陷或损伤，如果微观损伤无法得到有效修复，伴随着时间的累积，漆膜逐渐失去保护作用，容易导致材料的失效，影响使用寿命，存在隐患。
而自修复涂料可以依靠涂层本身流动和物体力学的形变，对损伤部位进行有效的自发性修复，避免基材的进一步损伤，为上述问题提供了有效的解决方案。因此，发明一种具有划伤自修复性的面漆，可以有效解决漆膜划伤后保护效果降低、使用寿命短的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，本发明面漆具有良好的划伤自修复性、抗划伤性、耐磨性，漆膜柔韧性佳、回弹性好，施工方便，涂装效果好，手感细腻且气味小，光泽稳定在一分光以下。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案如下：
一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，包括以下按重量份数计算的A组份和B组份；
所述A组份包括：弹性树脂20-30份、羟基丙烯酸树脂40-60份、润湿剂0.2-0.7份、醋酸丁酸纤维素2-5份、消光粉4-7份、消泡剂0.2-0.7份、流平剂0.2-0.7份、防沉剂3-8份、丙二醇甲醚醋酸酯3-6份、乙酸丁酯10-20份；
所述B组份包括：乙酸丁酯35-50份、丙二醇甲醚醋酸酯10-20份、甲苯二异氰酸酯35-55份；
调漆时，所述A组份和B组份的重量配比为0.9~1:0.25~0.33。
进一步的，所述弹性树脂是聚氨酯弹性体改性的聚酯树脂，固含量为100%；所述羟基丙烯酸树脂的固含量为50%。
优选地，所述弹性树脂与羟基丙烯酸树脂的固含量配比为1:1。
优选地，所述弹性树脂为深圳昕旭高分子材料有限公司的HP-860A，固含量为100%；所述羟基丙烯酸树脂为同德化工的AC1150，固含量为50%；
进一步的，所述润湿剂为丙烯酸共聚物溶液，所述消光粉为有机处理的气相法生产二氧化硅。
优选地，所述润湿剂为BYK2009；所述消光粉为德固赛TS100消光粉。
进一步的，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物有机硅流平剂；所述防沉剂为高分子聚酰胺蜡分散体。
优选地，所述消泡剂为共荣社AC-300；所述流平剂为迪高tego450；所述防沉剂为帝斯巴隆6900-HV；所述醋酸丁酸纤维素（CAB）为伊士曼的CAB-381-0.1；所述丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）和乙酸丁酯（BAC）选用江门谦信化工产品。
优选地，所述甲苯二异氰酸酯（TDI）为万华化学TDI-100。
所述的划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆的制备方法，包括以下步骤：
A.制备A组份
步骤a、依次加入弹性树脂、羟基丙烯酸树脂、润湿剂、消泡剂，用高速分散机以800-1000r/min的转速分散5-10min；
步骤b、缓慢加入醋酸丁酸纤维素（CAB）、消光粉，用高速分散机以1000-1500r/min的转速分散10-15min，然后取样检查清洁度，清洁度<6H；
步骤c、缓慢加入流平剂、防沉剂、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、乙酸丁酯（BAC），以800-1000r/min的转速分散5-10min；
步骤d、调整粘度与细度，保证产品细度小于6H/B，粘度在70-90KU/30℃，得到划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆A组份；
B.制备B组份
步骤e、依次加入乙酸丁酯（BAC）、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、甲苯二异氰酸酯（TDI），用高速分散机以800-1000r/min的转速分散5-10min，得到划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆B组份。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明选用弹性树脂能快速自干且具有很好的回弹性，该组分使漆膜具有足够的弹性，可以在擦伤应力消除后反弹，使划痕自动恢复；
（2）选用的羟基丙烯酸树脂相比于普通丙烯酸树脂，其透明度好、相溶性佳、粘度低、易于施工，具有较高的硬度，该组分使漆膜具有足够的硬度，有效防止擦伤物刺入漆膜表面从而破坏漆膜；
（3）甲苯二异氰酸酯（TDI）作为固化剂与A组份的树脂复合，固化形成交联网状结构，选用的固化剂使漆膜交联密度高，具有较高的硬度和优异的耐化学性；
（4）选择有许多低聚物多元醇柔性长链构成弹性树脂和刚性基团较多的羟基丙烯酯树脂在高含量的甲苯二异氰酸酯的交联作用下，通过这两种基料合理的搭配下，形成一个软段和硬段交替排列，互穿的网络结构体系，这些结构特点使得涂层具有优异的力学性能、回弹性和自修复性；
（5）选用的消光粉具有优异的消光性能和高透明度，有效降低面漆光泽度，使面漆光泽稳定在一分光以下，二氧化硅微粉的硬度可达6H ~ 7H，清面漆成膜时，二氧化硅会富集在漆膜表面，能有效提高漆膜的抗划伤性和耐磨性；
（6）选用的润湿剂尤其适用于在溶剂体系中分散的二氧化硅消光粉，在提高消光效率的同时，可以使消光粉良好定向排列，增加漆膜的抗划伤性和耐磨性；
（7）选用的消泡剂具有优异的脱泡和消泡能力，具有调整涂膜表面流动性、平坦性以及溶剂挥发速度的作用；选用的流平剂平滑性好，能大大增加表面滑爽性，可改善消光粉排列，使漆膜的抗刮性、耐磨性以及防粘效果更好；选用防沉剂有防沉效果，可改善漆膜的触感；使用醋酸丁酸纤维素（CAB）可以加速溶剂从漆膜中释放,缩短触干时间，同时可以增强漆膜耐磨性和韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
下述实施例1-3中弹性树脂选用深圳昕旭高分子材料有限公司的HP-860A，固含量100%；羟基丙烯酸树脂选用同德化工的AC1150，固含量50%；润湿剂选用BYK2009；醋酸丁酸纤维素（CAB）选用伊士曼的CAB-381-0.1；消光粉选用德固赛TS100消光粉；消泡剂选用共荣社AC-300；流平剂选用迪高tego450；防沉剂选用帝斯巴隆6900-HV；丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）和乙酸丁酯（BAC）选用江门谦信化工产品；甲苯二异氰酸酯（TDI）选用万华化学TDI-100。
下表为实施例1-3提供一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆的具体实施用量（单位：份）
下表为对比例1-7的各组分的使用牌号及用量（单位：份）
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例1中所使用的弹性树脂为长兴醇酸树脂ETERKYD 3106-X-70。
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例2中所使用的羟基丙烯酸树脂为阿科玛羟丙树脂878N60。
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例3中弹性树脂的重量份数为30份，羟基丙烯酸树脂的重量份数为30份，弹性树脂和羟基丙烯酸树脂的固含配比为2:1。
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例4中弹性树脂的重量份数为15份，羟基丙烯酸树脂的重量份数为60份，弹性树脂和羟基丙烯酸树脂的固含配比为1:2。
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例5中所使用的消光粉为德固赛消光粉OK500。
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例6中所使用的润湿剂为埃夫卡4010分散剂。
相对于实施例1中划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，对比例7中所使用的甲苯二异氰酸酯为沧州大化TDI-80。
提供实施例1-3和对比例1-7的聚氨酯哑光清面漆的制备方法如下：
A.制备A组份
步骤a、依次加入弹性树脂、羟基丙烯酸树脂、润湿剂、消泡剂，用高速分散机以1000r/min的转速分散8min；
步骤b、缓慢加入醋酸丁酸纤维素（CAB）、消光粉，用高速分散机以1200r/min的转速分散12min，然后取样检查清洁度，清洁度<6H；
步骤c、缓慢加入流平剂、防沉剂、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、乙酸丁酯（BAC），以1000r/min的转速分散8min；
步骤d、调整粘度与细度，保证产品细度小于6H/B，粘度在70-90KU/30℃，得到划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆A组份；
B.制备B组份
步骤e、依次加入乙酸丁酯（BAC）、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、甲苯二异氰酸酯（TDI），用高速分散机以1000r/min的转速分散8min，得到划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆B组份。
各实施例和对比例调漆时A组份和B组份统一按照1：0.3的质量配比混合均匀，然后在黑胡桃木板上层进行刷漆，进行除柔韧性测试外的测试项目；在马口铁板（尺寸：120mm×25mm×（0.2～0.3）mm）上进行刷漆，进行柔韧性测试。
以下测试方法均为本领域常用测评方法，实施例1-3以及对比例1-7的测试结果见表1-5：
表1：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 表干/min | 50 | 52 | 51 |
| 实干/H | 24 | 24 | 24 |
| 铅笔硬度/72H | 1H | 1H | 1H |
| 抗划伤性/实干后A4纸磨擦测试 | 基本没擦痕 | 基本没擦痕 | 基本没擦痕 |
| 自修复能力/用指甲故意划伤后，7天后恢复情况 | 大约90%修复 | 大约90%修复 | 大约90%修复 |
| 柔韧性/mm | 2 | 2 | 2 |
表2：
| 测试项目 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 |
| 表干/min | 50 | 35 | 50 |
| 实干/H | 24 | 12 | 24 |
| 铅笔硬度/72H | 1H | 2H | HB |
| 抗划伤性/实干后A4纸磨擦测试 | 基本没擦痕 | 有数条擦痕 | 有数条擦痕 |
| 自修复能力/用指甲故意划伤后，7天后恢复情况 | 大约90%修复 | 基本没修复 | 大约60%修复 |
| 柔韧性/mm | 2 | 5 | 1 |
表3
| 测试项目 | 实施例1 | 对比例3 | 对比例4 |
| 树脂固含配比 | 1:1 | 2:1 | 1:2 |
| 表干/min | 50 | 70 | 40 |
| 实干/H | 24 | 48 | 18 |
| 铅笔硬度/72H | 1H | 2B | 1H+ |
| 抗划伤性/实干后A4纸磨擦测试 | 基本没擦痕 | 有数条擦痕 | 基本没擦痕 |
| 自修复能力/用指甲故意划伤后，7天后恢复情况 | 大约90%修复 | 全部修复 | 大约50%修复 |
| 柔韧性/mm | 2 | 1 | 4 |
表4
| 测试项目 | 实施例1 | 对比例5 | 对比例6 |
| 表干/min | 50 | 50 | 50 |
| 实干/H | 24 | 24 | 24 |
| 铅笔硬度/72H | 1H | 1H | 1H |
| 板面、手感 | 平整、爽滑 | 粗糙，光泽不均匀 | 平整，光泽不均匀 |
| 抗划伤性/实干后A4纸磨擦测试 | 基本没擦痕 | 有擦痕，明暗分明 | 有擦痕，明暗分明 |
| 自修复能力/用指甲故意划伤后，7天后恢复情况 | 大约90%修复 | 大约90%修复 | 大约90%修复 |
| 柔韧性/mm | 2 | 2 | 2 |
表5
| 测试项目 | 实施例1 | 对比例7 |
| 表干/min | 50 | 55 |
| 实干/H | 24 | 26 |
| 铅笔硬度/72H | 1H | 1H |
| 抗划伤性/实干后A4纸磨擦测试 | 基本没擦痕 | 有数条擦痕 |
| 自修复能力/用指甲故意划伤后，7天后恢复情况 | 大约90%修复 | 大约70%修复 |
| 柔韧性/mm | 2 | 2 |
从表1的测试结果可以看出本发明提供的一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆具有良好的划伤自修复性、抗划伤性、耐磨性，得到的漆膜柔韧性佳、回弹性好，具有优秀的涂装效果。
从表2和表3的测试结果可以看出，漆膜的自修复性的关键在于：弹性树脂和羟基丙烯酸树脂的固含配比。弹性树脂比较多时，软段结构偏多，漆膜力学性能不足，硬度低，不耐磨。相反，羟基丙烯酯树脂比较多时，硬段结构偏多，漆膜的弹性不足，比较脆。当选用的弹性树脂和选用的羟基丙烯酸树脂的固含配比为1:1时，清面漆的自修复性最好且力学性能足够。
从表4的测试结果可以看出，选用的消光粉和选用的润湿剂搭配使用可以直接影响漆膜的手感、涂装效果和抗划伤性。其原因在于两者的搭配影响消光粉定向排列的好坏，在消光粉定向排列良好的情况下，可以提供更好的抗划伤和耐磨性。
从表5的测试结果可以看出，选用具有更好的反应活性甲苯二异氰酸酯，可以有效缩短漆膜的涂装时间，获得具有更优抗划伤性和自修复性的漆膜。
本发明的一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆具有优异的耐磨擦性、抗划伤性，特别是具有自修复性能，能在一定时间恢复划损，从而达到长期保护的涂装效果，满足当代消费者都对家具的涂装需求。
Claims (5)
1.一种划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，其特征在于，由以下按重量份数计的A组份和B组份组成；
所述A组份由以下组分组成：弹性树脂20-30份、羟基丙烯酸树脂40-60份、润湿剂0.2-0.7份、醋酸丁酸纤维素2-5份、消光粉4-7份、消泡剂0.2-0.7份、流平剂0.2-0.7份、防沉剂3-8份、丙二醇甲醚醋酸酯3-6份、乙酸丁酯10-20份；
所述润湿剂为丙烯酸共聚物溶液；所述消光粉为德固赛TS100消光粉；
所述弹性树脂是聚氨酯弹性体改性的聚酯树脂，固含量为100%；所述羟基丙烯酸树脂的固含量为50%；所述弹性树脂与所述羟基丙烯酸树脂的固含量配比为1:1；
所述B组份由以下组分组成：乙酸丁酯35-50份、丙二醇甲醚醋酸酯10-20份、甲苯二异氰酸酯35-55份；
所述甲苯二异氰酸酯为万华化学TDI-100；
调漆时，所述A组份和B组份的重量配比为0.9~1:0.25~0.33。
2.根据权利要求1所述的划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂为同德化工的AC1150，固含量为50%。
3.根据权利要求1所述的划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，其特征在于，所述润湿剂为BYK2009。
4.根据权利要求1所述的划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物有机硅流平剂；所述防沉剂为高分子聚酰胺蜡分散体。
5.根据权利要求1所述的划痕自修复的聚氨酯哑光清面漆，其特征在于，
所述消泡剂为共荣社AC-300；
所述流平剂为迪高tego450；
所述防沉剂为帝斯巴隆6900-HV；
所述醋酸丁酸纤维素为伊士曼的CAB-381-0.1；
所述丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸丁酯选用江门谦信化工产品。
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