CN102675986A - 一种水性着色基料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性着色基料及其制备方法。该着色基料原材料和重量百分比含量为：水性树脂1：30%-40%，水性树脂2：20%-30% 水：20%-30%，感光剂：1%-1.5%，增稠剂：1%-2%，醇醚类溶剂：5%-8%，消泡剂：0.1%-0.5%，PH值调节剂：0.5%-1%。本发明在兼顾UV水性着色基料和纯水性着色基料基本性能的同时，具有高渗透性、强着色效果、环保无味、附着力好、方便施工等优点。可直接搭配水性颜料和染料，用水稀释，调制出适合的色彩浓度，以达到完美的装饰效果，满足客户的要求。

Description

一种水性着色基料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性着色基料及制备方法。

背景技术

     目前，传统的木器着色基料大致为水性UV着色和纯水性着色。水性UV着色基料主要成分为可UV干燥的水性聚氨酯树脂，由于其特殊的分子结构，成膜过程中容易产生发粘不干、着色易堆积、施工过程增稠等弊病，影响木器成品的着色效果，达不到客户的要求。而传统的纯水性着色基料，干燥成膜过程相对较快，导致着色生硬、通透性不佳、层次感不强，同时对上层UV体系无交联反应基团，整个漆膜易脱落，附着力不佳，同样也达不到客户要求。

发明内容

针对以上两种着色基料产生的问题和不足，本发明的目的是提供一种水性着色基料及制备方法，该基料在兼顾附着力的同时，具有高渗透性、强着色效果，更能突显木材的纹理，能更好的满足客户的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种水性着色基料，其特征在于：该基料由如下重量百分比的组分组成：水性树脂A 30-40%、水性树脂B 20-30%、水20-30%、感光剂1-1.5%、增稠剂1-2%、醇醚类溶剂5-8%、消泡剂0.1-0.5%、PH值调节剂0.5-1%；以上各个组分的百分比之和为100％；所述水性树脂A为UV水性聚氨酯丙烯酸乳液；所述水性树脂B为纯水性丙烯酸乳液；所述PH值调节剂为10%的氨水、或者AMP-95，品名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、或是两种产品的混合物。

所述水性树脂A选为UV水性丙烯酸乳液,品名为离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液(Aliphatic urethane acrylate emulsion,ionic stabilized)，可以为氰特公司或拜耳公司的离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液。主要技术指标：含水60%、粘度＜200cps at 25℃、密度为1.05 g/cm3、PH值为7.02，常温状态为乳白色液体，

所述水性树脂B选为纯丙烯酸乳液,品名为水基性丙烯酸乳液（COLLODIAL DISPERSION），可以为氰特公司或拜耳公司的离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液。主要技术指标：固含量为30%、粘度为100cps、密度为1.04 g/cm3、玻璃化温度为43℃、成膜温度为20℃、PH值为8.0，常温状态为透明状液体。

所述水为去离子水。所述感光剂为常州华钛化学RUNTECURE? 1103（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）俗称1173，RUNTECURE? 1020（二苯甲酮）俗称BP，RUNTECURE? 1104（1-羟基-环已基-苯基甲酮）俗称184，巴斯夫Lucirin TPO(2,4,6三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷)，长兴化学6420（反应型三级胺助引发剂；延展率：30.2%；粘度：15-25cps at 25℃）或以上几种感光剂的混合物。

所述增稠剂为明凌化工的TAFIGELPUR42，品名为非离子型的特殊聚氨酯增稠剂，技术指标：活性份为32%左右、密度为1.06 g/cm3、PH值为6.0、水中溶解度为浊状溶液、常温状态为浊状白色液体。或者是毕克公司的BYK425,品名为水性涂料和颜料浓缩浆用液体流变助剂，化学组成为改性脲聚氨酯溶液，活性物质占50%左右，溶剂为聚丙二醇600、常温状态为乳白色液体。

所述醇醚类溶剂为陶氏化学的2-Butoxy ethanol（BCS），品名为乙二醇丁醚，主要技术指标：分子式为C6H14O2、分子量为118.17、密度为0.901 g/cm3、熔点为-70℃、沸点为171℃、闪点为61℃。或者是陶氏化学的butyl alcohol（NBA），品名为正丁醇。主要技术指标：分子式为CH3(CH2)3OH、分子量为74.12、密度为0.809 g/cm3、熔点为-88.9℃、沸点为117.25℃、闪点为35℃，稍溶于水。

所述消泡剂为迪高（TEGO）公司生产的TEGO AIREX 901W，是一种高效脱泡剂浓缩液，对消除微泡特别有效。或者是科宁化工生产的Dehydran 1293，是一种消泡剂和脱气剂，可用于纯粹的水性涂料以及聚合物乳液为基础，含有共溶剂的涂料。或是两种消泡剂的混合液。

所述PH值调节剂为10%的氨水、或者AMP-95，品名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，主要技术指标：粘度为225cps、PH值为6.7、中和当量为93-97，常温状态为澄清液体。

本发明由于要考虑到两种树脂之间、树脂与PH值调节之间以及树脂与溶剂之间会发生轻微的化学反应，具体添加顺序也有严格的要求。

一种水性着色基料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1）缓慢搅拌水性树脂A,搅拌速度为500rpm；

2）将水和PH值调节剂预混合，缓慢加入到水性树脂A溶液中，同时提高搅拌速度至 600rpm，搅拌时间为20分钟；

3）缓慢加入水性树脂B，搅拌时间为20分钟；

4）将水和醇醚类溶剂预混合，缓慢加入，提高搅拌速度至800rpm，搅拌时间为10分钟；

5）缓慢加入消泡剂，提高搅拌速度至1000rpm，搅拌时间为10分钟；

6）缓慢加入增稠剂，维持搅拌速度，搅拌时间为10分钟；

7）缓慢加入感光剂，提高搅拌速度至1200rpm，搅拌时间为10分钟，得到水性着色基料。

本发明中使用的原材料重量必须经电子秤准确称量，以避免损耗和误差，该基料中各原材料的加入量符合重量百分比的组分组成要求。

本发明在兼顾UV水性着色基料和纯水性着色基料基本性能的同时，具有高渗透性、强着色效果、环保无味、附着力好、方便施工等优点。可直接搭配水性颜料和染料，用水稀释，调制出适合的色彩浓度，以达到完美的装饰效果，满足客户的要求。此着色基料加色过程不需要研磨及高速分散，只需适当手动搅拌，然后用着色辊涂机对木器着色（着色过程也可以手工擦拭完成），现场施工极其方便。通过水性颜料及染料的选择搭配，此水性着色基料展现出极好的层次感，体现出木器产品自然、优雅、灵动的特点，起到较好的装饰效果。

本发明的优点是：在木器产品着色的过程中，能解决传统水性着色基料着色易堆积、通透性不佳、层次感不强、施工过程增稠等问题。

具体实施方式

实施例1

一种水性着色基料，该基料由如下重量百分比的组分组成：水性树脂A 40 kg、水性树脂B 30 kg、水21 kg、感光剂1kg、增稠剂1kg、醇醚类溶剂6 kg、消泡剂0.5 kg、PH值调节剂0.5 kg；水性树脂A选为UV水性丙烯酸乳液,品名为离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液(Aliphatic urethane acrylate emulsion,ionic stabilized)，可以为氰特公司或拜耳公司的离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液。主要技术指标：含水60%、粘度＜200cps at 25℃、密度为1.05 g/cm3、PH值为7.02，常温状态为乳白色液体，

水性树脂B选为纯丙烯酸乳液,品名为水基性丙烯酸乳液（COLLODIAL DISPERSION），可以为氰特公司或拜耳公司的离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液。主要技术指标：固含量为30%、粘度为100cps、密度为1.04 g/cm3、玻璃化温度为43℃、成膜温度为20℃、PH值为8.0，常温状态为透明状液体。所述PH值调节剂为10%的氨水、或者AMP-95，品名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、或是两种产品的混合物。

水为去离子水。感光剂为常州华钛化学RUNTECURE? 1103（2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）俗称1173，RUNTECURE? 1020（二苯甲酮）俗称BP，RUNTECURE? 1104（1-羟基-环已基-苯基甲酮）俗称184，巴斯夫Lucirin TPO(2,4,6三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷)，长兴化学6420（反应型三级胺助引发剂；延展率：30.2%；粘度：15-25cps at 25℃）或以上几种感光剂的混合物。

增稠剂为明凌化工的TAFIGELPUR42，品名为非离子型的特殊聚氨酯增稠剂，技术指标：活性份为32%左右、密度为1.06 g/cm3、PH值为6.0、水中溶解度为浊状溶液、常温状态为浊状白色液体。或者是毕克公司的BYK425,品名为水性涂料和颜料浓缩浆用液体流变助剂，化学组成为改性脲聚氨酯溶液，活性物质占50%左右，溶剂为聚丙二醇600、常温状态为乳白色液体。

醇醚类溶剂为陶氏化学的2-Butoxy ethanol（BCS），品名为乙二醇丁醚，主要技术指标：分子式为C6H14O2、分子量为118.17、密度为0.901 g/cm3、熔点为-70℃、沸点为171℃、闪点为61℃。或者是陶氏化学的butyl alcohol（NBA），品名为正丁醇。主要技术指标：分子式为CH3(CH2)3OH、分子量为74.12、密度为0.809 g/cm3、熔点为-88.9℃、沸点为117.25℃、闪点为35℃，稍溶于水。

消泡剂为迪高（TEGO）公司生产的TEGO AIREX 901W，是一种高效脱泡剂浓缩液，对消除微泡特别有效。或者是科宁化工生产的Dehydran 1293，是一种消泡剂和脱气剂，可用于纯粹的水性涂料以及聚合物乳液为基础，含有共溶剂的涂料。或是两种消泡剂的混合液。

PH值调节剂为10%的氨水、或者AMP-95，品名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，主要技术指标：粘度为225cps、PH值为6.7、中和当量为93-97，常温状态为澄清液体。

本发明由于要考虑到两种树脂之间、树脂与PH值调节之间以及树脂与溶剂之间会发生轻微的化学反应，具体添加顺序也有严格的要求。一种水性着色基料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1）缓慢搅拌水性树脂A 40 kg,搅拌速度为500rpm；

2）将水15 kg和PH值调节剂0.5 kg预混合，缓慢加入到水性树脂A溶液中，同时提高搅拌速度至 600rpm，搅拌时间为20分钟；

3）缓慢加入水性树脂B 30 kg，搅拌时间为20分钟；

4）将水6 kg和醇醚类溶剂6 kg预混合，缓慢加入，提高搅拌速度至800rpm，搅拌时间为10分钟；

5）缓慢加入消泡剂0.5 kg，提高搅拌速度至1000rpm，搅拌时间为10分钟；

6）缓慢加入增稠剂1kg，维持搅拌速度，搅拌时间为10分钟；

7）缓慢加入感光剂1kg，提高搅拌速度至1200rpm，搅拌时间为10分钟，得到水性着色基料。

本发明中使用的原材料重量必须经电子秤准确称量，以避免损耗和误差，该基料中各原材料的加入量符合重量百分比的组分组成要求。

待制备过程结束，质量检测基本技术指标如表1：

表1

标准	仪器	实验数据
			粘度（25℃）	涂6杯	20-25秒
PH值（25℃）	PH计	8.0-8.5
			固体含量	固体含量测定仪	28-30%

本发明的涂装工艺，可采用着色专用辊涂机或者是手工擦拭。着色干燥结束后，按照常规UV涂装工艺，完成木器成品的制作。

具体涂装工艺如下表2：

表2

产品描述	涂布量（g/㎡)	施工机器	备注
				水性着色基料﹢10-20%的颜色	15-20	着色专用辊涂机	50-70℃ 红外线烘烤
UV填充腻子	30-35	腻子专用辊涂机	120-130mj 240#砂光
				UV耐磨底漆	15-18	普通辊涂机	70-80mj
UV砂光底漆	15-20	普通辊涂机	70-80mj
				UV砂光底漆	15-20	普通辊涂机	1-2分钟流平 120-130mj 400#砂光
UV面漆	5-6	面漆专用辊涂机	70-80mj
				UV面漆	5-6	面漆专用辊涂机	25-280mj

本发明对比传统水性UV着色基料和纯水性着色基料，根据EN ISO2409标准，测试附着力，具体结果如下表3：

表3

对比结果显示，本发明在兼顾附着力的同时，具有更好的着色效果，更能突显木材的纹理，能更好的满足客户的需求。

实施例2

实施例2与实施例1相比仅仅是重量配比不同，又一种水性着色基料，该基料由如下重量百分比的组分组成：水性树脂A 30 kg、水性树脂B 20 kg、水20 kg、感光剂1kg、增稠剂1kg、醇醚类溶剂5 kg、消泡剂0.1 kg、PH值调节剂0.5 kg。

实施例3

实施例3与实施例1相比仅仅是重量配比不同，又一种水性着色基料，该基料由如下重量百分比的组分组成：水性树脂A 35 kg、水性树脂B 25 kg、水28 kg、感光剂1.5kg、增稠剂1kg、醇醚类溶剂6 kg、消泡剂0.5 kg、PH值调节剂0.8 kg。

实施例2与实施例3的水性着色基料展现出极好的层次感，体现出木器产品自然、优雅、灵动的特点，起到较好的装饰效果，满足使用要求。

Claims (8)

1.一种水性着色基料，其特征在于：该基料由如下重量百分比的组分组成：水性树脂A 30-40%、水性树脂B 20-30%、水20-30%、感光剂1-1.5%、增稠剂1-2%、醇醚类溶剂5-8%、消泡剂0.1-0.5%、PH值调节剂0.5-1%；以上各个组分的百分比之和为100％；所述水性树脂A为UV水性聚氨酯丙烯酸乳液；所述水性树脂B为纯水性丙烯酸乳液；所述PH值调节剂为10%的氨水、或者AMP-95，品名为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、或是两种产品的混合物。

2.根据权利要求1所述的水性着色基料，其特征在于：所述水性树脂A为氰特公司或拜耳公司的离子型脂肪族聚氨酯丙烯酸酯乳液。

3.根据权利要求1所述的水性着色基料，其特征在于：所述水性树脂B为巴斯夫或阿伯丁的水基性丙烯酸乳液。

4.根据权利要求1所述的水性着色基料，其特征在于：所述感光剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、或1-羟基-环已基-苯基甲酮、或2,4,6三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、或以上几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的水性着色基料，其特征在于：所述增稠剂为非离子型的特殊聚氨酯增稠剂、或为水性涂料和颜料浓缩浆用液体流变助剂、或是两种产品的混合物。

6.根据权利要求1所述的水性着色基料，其特征在于：所述醇醚类溶剂为乙二醇丁醚，或正丁醇、或是两种产品的混合物。

7.根据权利要求1所述的水性着色基料，其特征在于：所述消泡剂为迪高公司生产的TEGO AIREX 901W、或者是科宁化工生产的Dehydran 1293、或是两种消泡剂的混合液。

8.一种权利要求1所述的水性着色基料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1）缓慢搅拌水性树脂A,搅拌速度为500rpm；

2）将水和PH值调节剂预混合，缓慢加入到水性树脂A溶液中，同时提高搅拌速度至 600rpm，搅拌时间为20分钟；

3）缓慢加入水性树脂B，搅拌时间为20分钟；

4）将水和醇醚类溶剂预混合，缓慢加入，提高搅拌速度至800rpm，搅拌时间为10分钟；

5）缓慢加入消泡剂，提高搅拌速度至1000rpm，搅拌时间为10分钟；

6）缓慢加入增稠剂，维持搅拌速度，搅拌时间为10分钟；

7）缓慢加入感光剂，提高搅拌速度至1200rpm，搅拌时间为10分钟，得到水性着色基料。