CN101029204A - 多功能水性木器漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能水性木器漆及其制备方法。基本配方为：水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液60.0－90.0％；水5.0－20.0％；润湿剂0.1－1.0％；消泡剂0.1－1.0％；增稠剂0－1.0％；增滑剂0－2.0％；流平剂0.1－1.0％；消光剂0－1.0％；纳米无机抗菌剂0.01－0.1％；纤维素酯0.1－1.0％；纳米复合负离子添加剂1－5％；其它助剂0－10.0％。制备方法为：将基本配方中除乳液和流平剂外的各组分分别加入水中，搅拌得到混合浆料，将混合浆料经砂磨机或三锟机研磨，过滤得半成品混合液，将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液加入半成品混合液中，搅得到混合料，加入流平剂慢速消泡，即得成品。本发明的多功能水性木器漆，成本低廉，绿色环保、抗菌防霉效果好，既可用于户内，也可用于户外，制备方法工艺简单、环保、成本低。

Description

多功能水性木器漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种多功能水性木器漆及其制备方法。

背景技术

目前传统的木器漆中多为溶剂型木器漆，因大量使用可挥发性溶剂，其生产和使用中会产生可挥发的有机物(VOC)，特别是一些含苯有机物，易对人体神经、粘膜、皮肤、肝脏和气管造成伤害甚至致癌。溶剂型木器漆，多以溶剂型聚氨酯和硝基漆为主，对环境造成污染，影响人们的健康，在欧美等发达国家，消耗量呈逐年下降趋势，随着全世界环保意识的不断增长，各国的环保法规日趋严格，因此很多国外大公司投入重金竞相开发环保涂料技术，尤其是水性涂料。北欧国家地板涂料的水性化达到了80％。英国的护墙板用水性色漆已占室内水性涂料的91％。而在我国，水性木器涂料技术的应用范围还很有限，技术水平与国外相比还有较大差距，其中最主要的是木器漆的抗菌防霉性能差，存在着抗菌时间短，易变色等，尤其是家居环境中某些潮湿的场合(如厨房、卫生间等)最容易滋生微生物，导致室内空气菌浓度和物体表面的菌浓度增大；另外，目前现有的水性木器漆大多只能应用于室内，在户外或室内日照多的地方易出现变黄、开裂等现象。

目前，国内木器漆所使用的抗菌剂为：有机抗菌剂；光催化抗菌剂，如二氧化钛等；银离子抗菌剂、纳米银抗菌剂。有机抗菌剂持久性差，微生物容易产生耐药性，且易降解有毒，不符合环保要求；光催化抗菌剂只有在满足一定的紫外光、氧气、水的条件下，才具有良好的抗菌性，因此不适合室内应用；银离子抗菌剂抗菌性好、但银离子容易变色，不仅降低了抗菌性，而且还限制了其在白色和浅色体系中的应用；纳米银抗菌剂虽然抗菌效果广谱高效，但是其易氧化变色，并且不耐高温。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多功能水性木器漆，其成本低廉，并绿色环保和抗菌防霉效果好，即可用于户内，也可用于户外。另外提供一种多功能水性木器漆的制备方法，其工艺简单、环保，且加工成本低。

本发明所采用的技术方案为：一种多功能水性木器漆，其特征在于基本配方质量百分比组成为：

水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液60.0-90.0％；

水5.0-20.0％；

润湿剂0.1-1.0％；

消泡剂0.1-1.0％；

增稠剂0-1.0％；

增滑剂0-2.0％；

流平剂0.1-1.0％；

消光剂0-1.0％；

纳米无机抗菌剂0.01-0.1％；

纤维素酯0.1-1.0％；

纳米复合负离子添加剂1-5％；

其它助剂0-10.0％。可以为颜料、染料、耐磨剂、催干剂、防冻剂、抗紫外线剂或抗高温剂一种或两种以上的组合。

为解决抗菌技术，本发明采用纳米无机抗菌剂作为防腐抗菌成份，所述纳米无机抗菌剂是以食品级具有纳米孔径、粒径20～100纳米的纳米二氧化硅为载体，在纳米微孔中组装银、铜、锌、锑无机抗菌组分，再与具有抗菌性能的纳米二氧化钛、纳米氧化锌无机氧化物复合而成。

纳米无机抗菌剂使微生物和细菌不能在木器上附着和生长；并且对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抗菌率≥99％，防霉等级为0级；同时因为所使用的纳米无机抗菌剂被固化在干膜中，在使用中可随着干膜的变化而逐渐释放出来，故可起到长期有效的抗菌、防霉作用；经权威部门检测，该抗菌剂长效安全无毒；并且解决了以往抗菌剂易变色、不耐高温的问题；同时降低了成本，并对涂料耐磨、硬度和抗紫外能力都有所帮助；本发明采用的纳米无机抗菌剂，通过了江苏省疾控中心的动物口毒、皮肤刺激实验，结果表明：对雌雄小鼠急性经口半数致死量LD50值均大于5000mg/kg b.wt.，属实际无毒级；对家兔一次完整皮肤刺激反应积分值为0，属无刺激性。故无毒，不会对人体造成危害。

上述技术方案的进一步改进在于：为进一步提高环保性能，本发明使用了纤维素酯，能够缩短干燥时间，改善流平、提高消光效率，具有辅助成膜的作用，无需添加成膜助剂，降低产品VOC，提高了环保性能，并且能够改善水性木器漆的辅着力和对木材的渗透力，使形成的漆膜美观、平滑。

上述技术方案的进一步改进在于：本发明使用了纳米复合负离子添加剂，以多孔纳米二氧化硅为载体，其释放负离子，净化空气的效能大大提高，并且对涂膜光泽和透明度影响很低。

根据用户需求、使用环境和操作条件的不同，在纳米水性木器漆中添加一种或多种不同含量的其它助剂。所述其它助剂为颜料、染料、削光剂、耐磨剂、催干剂、防冻剂、抗紫外剂或抗高温剂。

本发明的多功能水性木器漆与已有技术相比具有以下积极效果：解决了户外难以应用的技术难题；制得的多功能水性木器漆安全性高、环保，对于常见的致病菌有良好的持久抗菌效果，对常见的650种致病菌，都有杀、抑作用。产品在20～60分钟的很短时间内就可以取得的效果：对金黄色葡萄球菌，对大肠挨希氏酒抗菌率大于99％，铜绿假单胞菌和白假丝酵母抗菌率均大于99％；同时可释放负离子，可在短时间内消除室内甲醛等有害气体，达到净化空气、创造健康环境的目的，可广泛应用于室内外木质地板、家俱、门窗、竹藤制品以及建筑内墙等。

本发明还提供一种多功能水性木器漆的制备方法，其包括如下步骤：

1)将基本配方中除水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液和流平剂外的各组分分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2所生成的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明首次在水性木器漆中使用纳米无机抗菌剂取代了传统的有机防腐剂，使该漆具有优异的绿色抗菌、防腐和防霉功效。而本发明一种纳米水性木器漆的制备方法，工艺简单、环保，且加工成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地说明。

以下各实施例中，所涉及的主剂中的纳米无机抗菌剂和纳米复合负离子添加剂是江苏晨光纳米材料科技有限公司生产，对雌雄小鼠急性经口半数致死量LD50值均大于5000mg/kg b.wt.，属实际无毒级；对家兔一次完整皮肤刺激反应积分值为0，属无刺激性。故无毒，不会对人体造成危害。

水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液60.0-90.0％

水5.0-20.0％

润湿分散剂0.1-1.0％

消泡剂0.1-1.0％

流平剂0.1-1.0％

纳米无机抗菌剂0.01-0.1％

纤维素酯0.1-1.0％

纳米复合负离子添加剂1-5％

其它助剂0-14.0％

本发明将其作为抗菌防腐剂添加到多功能水性木器漆中，取代了传统的有机防腐剂。与中国专利2004100523131.0中采用的抗菌剂浓度高达0.5％-10％相比，本发明中添加的纳米无机抗菌剂在很低的浓度下(各为50-100ppm)即可具有较强的持久稳定抗菌防腐防霉功效，而且无需再添加有机抗菌防腐剂进行协同作用，对人和动物无毒无害，亦不会产生耐药性问题，真正具有环保抗菌防腐能力。与中国专利200510102460.6中采用的纳米银抗菌剂相比，本发明中添加的纳米无机抗菌剂还具有不易变色和耐高温的优点。

组成中的消泡剂、增稠剂、湿润剂、增滑剂、流平剂均为市场上所常用的各类产品。消泡剂可用德国毕克公司的BYK系列、荷兰埃夫卡公司的EFKA系列、德国巴斯夫公司的PLURIOL系列等。增稠剂可用美国罗门哈斯公司的ACRYSOL系列、劲辉公司的RHEOLATE系列等。湿润剂可用汉高公司的PE系列、美国气体化工的SURFYNOL系列等。流平剂包括美国罗门哈斯公司的RM系列、劲辉公司的RHEOLATE系列、美国气体化工的SUNFYNOL系列、德国迪高公司的TEGO系列等。

根据用户需求、使用环境和操作条件的不同，在纳米水性木器漆中添加一种或多种不同含量的其它助剂。在有色漆中需添加颜料和染料，在哑光漆中需添加消光剂，在地板漆中需添加耐磨剂，在南方潮湿环境下使用时可添加催干剂，在北方低温条件下使用和运输时则需加入防冻剂。户外木器漆可添加抗紫外和抗高温助剂等。

本发明还提供一种纳米水性木器漆的制备方法，其包括如下步骤：

1)将基本配方中除水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液和流平剂外的各组分分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2所生成的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。其中针对于不同的使用情况，上述的基本配方组成以及制备方法的各步骤也会有一些微调，下面结合几个实施例对本发明纳米水性木器漆及其制备方法进行详细说明。

实施例一：用于木器的纳米水性木器漆

其配方组成为(W/W)：

1.水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液87.0％

2.水8.79％

3.润湿分散剂0.4％

4.消泡剂0.6％

5.增稠剂0.6％

6.增滑剂0.3％

7.流平剂1.0％

8.纳米无机抗菌剂0.01％

9.纤维素酯0.3％

10.纳米复合负离子添加剂1％

用于木器的多功能水性木器漆的制备方法为：

1)将基本配方中的3-10组分(除7外)分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2制得的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。

实施例二：用于地板的多功能水性木器漆

其配方组成(W/W)：

1.水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液87.0％

2.水7.39％

3.润湿分散剂0.4％

4.消泡剂1.0％

5.增滑剂0.3％

6.流平剂0.6％

7.纳米无机抗菌剂0.01％

8.纳米氧化铝2％

9.纤维素酯0.3％

10.纳米复合负离子添加剂1％

用于地板的纳米水性木器漆的制备方法为：

1)将基本配方中的3-10组分(除6外)分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2制得的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。

实施例三：用作地板哑光面漆的多功能水性木器漆

其配方组成(W/W)：

1.水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液87.0％

2.水7.39％

3.润湿分散剂0.5％

4.消泡剂0.8％

5.消光剂0.5％

6.流平剂0.5％

7.纳米无机抗菌剂0.01％

8.纳米氧化铝2％

9.纤维素酯0.3％

10.纳米复合负离子添加剂1％

用作地板哑光面漆的生物纳米水性抗菌漆的制备方法为：

1)将基本配方中的3-10组分(除6外)分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2制得的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。

实施例四：用作木器面漆(户外)的多功能水性木器漆

其配方组成(W/W)：

1.水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液87.0％

2.水6.29％

3.润湿分散剂0.4％

4.消泡剂0.8％

5.消光剂0.5％

6.增滑剂0.4％

7.流平剂0.8％

8.纳米无机抗菌剂0.01％

9.纳米金红石二氧化钛抗紫外线剂1％

10.复合抗紫外线剂1％

11.纳米氧化铟锡防高温剂0.5％

12.纤维素酯0.3％

13.纳米复合负离子添加剂1％

制备工艺为：

1)将基本配方中润湿分散剂、消泡剂、消光剂、增滑剂、纳米无机抗菌剂、纳米金红石二氧化钛、复合抗紫外线剂、纳米氧化铟锡防高温剂、纤维素酯、纳米复合复离子添加剂分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2制得的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。

Claims (4)

1.一种多功能水性木器漆，其特征在于基本配方质量百分比组成为：

水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液60.0-90.0％；

水5.0-20.0％；

润湿剂0.1-1.0％；

消泡剂0.1-1.0％；

增稠剂0-1.0％；

增滑剂0-2.0％；

流平剂0.1-1.0％；

消光剂0-1.0％；

纳米无机抗菌剂0.01-0.1％；

纤维素酯0.1-1.0％；

纳米复合负离子添加剂1-5％；

其它助剂0-10.0％。

2、根据权利要求1所述的多功能水性木器漆，其特征是：所述纳米无机抗菌剂是以食品级具有纳米孔径、粒径20～100纳米的纳米二氧化硅为载体，在纳米微孔中组装银、铜、锌、锑无机抗菌组分，再与具有抗菌性能的纳米二氧化钛、纳米氧化锌无机氧化物复合而成。

3、根据权利要求1所述的多功能水性木器漆，其特征是：所述其它助剂为颜料、染料、耐磨剂、催干剂、防冻剂、抗紫外线剂或抗高温剂一种或两种以上的组合。

4、根据权利要求1所述的多功能水性木器漆的制备方法，其特征是包括如下步骤：

1)将基本配方中除水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液和流平剂外的各组分分别加入水中，并且不断搅拌均匀所得的混合料，以1000-1300rpm的转速搅拌25～30分钟得到混合浆料；；

2)将上述混合浆料经砂磨机或三锟机研磨至≤40微米，经300或400目标准筛过滤得半成品混合液；

3)将水性丙烯酸改性聚氨酯树脂乳液一边搅拌一边加入到步骤2所生成的半成品混合液中，以600-800rpm的转速搅拌10～15分钟得到混合料；

4)将转速调至600rpm加入流平剂调整粘度并慢速消泡10分钟，即得成品。