CN103409059B - 一种聚氨酯类裂纹漆及其制备方法 - Google Patents
一种聚氨酯类裂纹漆及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种聚氨酯类裂纹漆，由A组分和B组分按重量比2：1组成；其中，所述A组分由以下重量份的成分组成：大豆油醇酸树脂30-45份；聚氨酯柔软树脂5-15份；防沉剂0.5-2份；润湿分散剂0.5-2份；抗氧剂0.2-0.5份；消光粉10-25份；打磨粉20-45份；酮类溶剂2-3份；酯类溶剂4-6份。本发明还提供所述聚氨酯裂纹漆的制备方法及涂装方法。采用本发明所述的聚氨酯裂纹漆，能产生硬度高、附着力优异且具有优美花纹的涂膜。本发明提供的聚氨酯瓷漆还具有固含量高的优点以及耐水、耐老化性能，符合GB？18581-2009标准对溶剂型木器涂料的各项指标要求。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯类木器涂料，具体涉及一种聚氨酯类裂纹漆及其制备方法。
背景技术
近年来随着国民经济的发展和生活水平的提高，建筑装饰的风格日新月异，装饰中使用的材料品种越来越多，裂纹类木器漆也在装饰行业兴起。
传统的裂纹类木器漆是由硝化棉、颜料、体质颜料、有机溶剂，辅助剂等研磨调制而成的。由于裂纹漆粉性含量高，溶剂的挥发性大，因而它的收缩性大，柔韧性小，喷涂后内部应力产生较高的拉扯强度，形成良好、均匀的网格状纹路图案，增强涂层表面的美观，对物体表面同时起到了保护及装饰作用，提高了产品的附加值，得到广大用户的青睐，渐渐成为建筑装饰中常用的一种高档装修材料。
但传统裂纹漆存在开裂后漆面脱落问题，破坏了裂纹漆应有的立体艺术美感，甚至破坏了整体的装饰效果及造成质量问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚氨酯类裂纹漆。
本发明另一目的是提供上述聚氨酯类裂纹漆的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种聚氨酯类裂纹漆，由A组分和B组分按重量比2：1组成；
其中，所述A组分的固体含量为71-76%，由以下重量份的成分组成：
优选地，所述A组分的固体含量为71-76%，由以下重量百分比的成分组成：
其中，A组分中：
所述大豆油醇酸树脂为粘度要求在30000-50000cps的醇酸树脂；
所述聚氨酯柔软树脂为粘度要求在2000-5000cps的软性半脂肪性聚氨酯树脂；
所述防沉剂为气相二氧化硅；
所述润湿分散剂为改性聚酯；
所述抗氧剂为BHT，化学分子式为2,6-二叔丁基对甲酚；
所述消光粉为超细二氧化硅，即粒径为≤2μm的哑粉；
所述滑石粉的粒径为1250目，即粒径为0.008mm的滑石粉；
所述碳酸钙的粒径为1500目，即粒径为0.006mm的滑石粉；
所述酮类溶剂为甲基异丁基酮；
所述酯类溶剂为乙酸正丁酯及乙酸乙酯。
所述B组分的固含量为40-50%，由以下重量百分比的成分组成：
甲苯二异氰酸酯三聚体80-100份
乙酸正丁酯0-20份；
优选地，所述B组分为甲苯二异氰酸酯三聚体，其固含量为50%；
所述甲苯二异氰酸酯三聚体为异氰尿酸酯固化剂。
本发明还提供了上述聚氨酯类裂纹漆的制备方法，将制备好的组分A和组分B按照重量比2：1混合均匀即可。
其中，A组分的制备方法为：
1）先将大豆油醇酸树脂、聚氨酯柔软树脂、润湿分散剂及酮类溶剂按配比混合，中速搅拌得树脂混合液；维持搅拌速度，加入抗氧剂后，转为高速搅拌得混合液1；
2）中速搅拌下，向混合液1中加入防沉剂、消光粉、打磨粉，高速搅拌至细度检测≤50μm后停止，得混合液2；
3）中速搅拌下，向混合液2中加入酯类溶剂，转高速搅拌，制得A组分。
其中，所述步骤1）中中速搅拌400-800r/min，搅拌时间5-10min；高速搅拌为850-1200r/min，搅拌时间5-10min；
所述步骤2）中低速搅拌为400-800r/min，搅拌时间5-10min；高速搅拌1500-1800r/min，搅拌时间15-20min；
所述步骤3）中中速搅拌400-800r/min，搅拌时间5-10min；高速搅拌850-1200r/min，搅拌时间5-10min。
所述B组分是将甲苯二异氰酸酯三聚体和/或乙酸正丁酯按配比混合均匀制得。
本发明还提供了上述聚氨酯裂纹漆在木制品中应用的涂装工艺要求。具体涂装工艺为：素材处理→喷涂聚氨酯封闭底漆→待干12h后使用240#砂纸打磨砂光→喷涂聚氨酯透明底漆→待干40-60min后喷涂本发明的聚氨酯裂纹漆→待干12h后使用320#砂纸打磨砂光→喷涂聚氨酯亮光清面漆；
所述聚氨酯裂纹漆在喷涂时，需要配合稀释剂使用，所述稀释剂与聚氨酯裂纹漆的用量按重量比为0.8：3；其中：
所述稀释剂由以下重量份的成分组成：
乙酸乙酯20-40%
乙酸正丁酯60-80%。
优选地，所述稀释剂由以下重量份的成分组成：
乙酸乙酯20-30%
乙酸正丁酯70-80%
所述稀释剂中的酯类溶剂的种类与A组分中酯类溶剂相同。
本发明的技术效果为：
1、针对硝基类裂纹漆存在易脱落的问题，本发明提供的聚氨酯裂纹漆中A组分的聚氨酯树脂与醇酸树脂中的-NCO基团，B组分中的-OH基团交联固化，所制得的涂膜附着力良好，能有效解决裂纹漆脱落问题；
2、本发明提供的聚氨酯裂纹漆具有较为优异的丰满度，油漆施工所形成的涂膜较为饱满，实干后能形成≥150μm的保护性漆膜（可使用漆膜厚度测试仪进行测试）。同时，在25℃条件下涂装30-40min开始由边缘至中间部位逐步开裂，所得到的漆膜裂纹均匀、美观；
3、本发明提供的聚氨酯裂纹漆可通过调整稀释剂的挥发速度控制裂纹大小；
4、本发明提供的聚氨酯裂纹漆施工固含量高，符合当下国家环保政策要求；
5、本发明提供的聚氨酯裂纹漆还可与使用醇酸树脂制得的色浆混溶，在添加量≤30%时，可调配出各种不同的颜色。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下用来说明本发明所述原料的可得性，而不应用来限定本发明的范围：
所述大豆油醇酸树脂为粘度要求在30000-50000cps的醇酸树脂，如北京展辰化工的S5001；
所述的聚氨酯柔软树脂为粘度要求在2000-5000cps的聚氨酯树脂，如博采的U-335；
所述防沉剂为气相二氧化硅，如德固萨的A-200；
所述润湿分散剂为改性聚酯，如埃夫卡的EFK4010；
所述抗氧剂为BHT，如德国拜耳的BHT；
所述消光粉为超细二氧化硅，如航天赛德的530L；
所述滑石粉的粒径为1250目（即粒径为0.008mm的滑石粉），如桂林桂华的1250目滑石粉；
所述碳酸钙的粒径为1500目（即粒径为0.006mm的滑石粉），如辽宁海城微细的碳酸钙；
所述酮类溶剂为甲基异丁基酮，如南昌天邦化工的MIBK；
所述酯类溶剂为乙酸正丁酯及乙酸乙酯，如湖南中创的BAC及EAC；
所述甲苯二异氰酸酯三聚体为异氰尿酸酯固化剂，如拜耳公司的HL；
实施例1：聚氨酯裂纹漆
1、具体配比见表1-1、表1-2。
表1-1：A组分
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 大豆油醇酸树脂 | 40 | 40 |
| 聚氨酯柔软树脂 | 5 | 5 |
| 防尘剂 | 0.5 | 0.5 |
| 润湿分散剂 | 1.5 | 1.5 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 |
| 消光粉 | 20 | 20 |
| 滑石粉 | 10 | 10 |
| 碳酸钙 | 15 | 15 |
| 酮类溶剂 | 2 | 2 |
| 酯类溶剂 | 5.8 | 5.8 |
表1-2：B组分
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 异氰尿酸酯 | 100 | 100 |
2、制备方法：
2.1所述A组分的制备方法，包括如下步骤：
1）按照配比称取各原料，预先加入大豆油醇酸树脂、聚氨酯柔软树脂、润湿分散剂及酮类溶剂，以转速400r/min，分散均匀得树脂混合液；维持搅拌速度，加入抗氧剂后，提高转速至850r/min分散5min，得混合液1；
2）在400r/min搅拌条件下，向混合液1中加入防沉剂、消光粉以及打磨粉，1500r/min分散15min，至细度检测≤50μm后停止分散，得混合液2；
3）在300r/min搅拌条件下，向混合液2中加入酯类溶剂，按850r/min分散5min，按要求称重、包装，制得A组分。
A组分理论固含量为78.7，A组分固含量=豆油醇酸树脂质量×0.7+聚氨酯柔软树脂质量×1+粉质量（即防沉剂、抗氧剂、消光粉、滑石粉和碳酸钙的总质量）；
2.2所述的B组分的制备方法：
将异氰尿酸酯搅拌均匀，然后分装，制得B组分。B组分理论固含量为50，B组分固含量=甲苯二异氰酸酯质量×0.5；
2.3将A组分和B组分按重量比2：1混合制得聚氨酯裂纹漆。
3、使用方法：使用时配合使用稀释剂，稀释剂与A、B组分的合计用量比为0.8：3，其中稀释剂的组成为见表1-3：
表1-3：稀释剂
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 乙酸乙酯 | 20 | 20 |
| 乙酸正丁酯 | 80 | 80 |
将上述成分搅拌均匀，即可，分装。
在使用时，将A组分、B组分及稀释剂调配均匀即可。
实施例2：聚氨酯裂纹漆
1、具体配比见表2-1、2-2。
表2-1：A组分
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 大豆油醇酸树脂 | 35 | 35 |
| 聚氨酯柔软树脂 | 7.5 | 7.5 |
| 防尘剂 | 1 | 1 |
| 润湿分散剂 | 1.5 | 1.5 |
| 抗氧剂 | 0.3 | 0.3 |
| 消光粉 | 10 | 10 |
| 滑石粉 | 12.5 | 12.5 |
| 碳酸钙 | 25 | 25 |
| 酮类溶剂 | 2.5 | 2.5 |
| 酯类溶剂 | 4.7 | 4.7 |
表2-2：B组分
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 异氰尿酸酯 | 100 | 100 |
2、制备方法：
2.1所述A组分的制备方法，包括如下步骤：
1）按照配比称取各原料，预先加入大豆油醇酸树脂、聚氨酯柔软树脂、润湿分散剂及酮类溶剂，以600r/min搅拌速度，分散均匀得树脂混合液，600r/min分散下加入抗氧剂后，提高转速至1000r/min分散8min，得混合液1；
2）在600/min搅拌条件下，向混合液1中加入防沉剂、消光粉以及打磨粉，1600r/min分散18min，至细度检测≤50μm后停止分散，得混合液2；
3）在600r/min搅拌条件下，向混合液2中加入酯类溶剂，按1000r/min分散8min，按要求称重、包装，制得A组分。
A组分理论固含量为80.8，A组分固含量=豆油醇酸树脂质量×0.7+聚氨酯柔软树脂质量×1+粉质量（即防沉剂、抗氧剂、消光粉、滑石粉和碳酸钙的总质量）；
2.2所述的B组分的制备方法：
将将异氰尿酸酯搅拌均匀，然后分装，制得B组分。B组分理论固含量为50，B组分固含量=甲苯二异氰酸酯质量×0.5；
2.3将A组分和B组分按重量比2：1混合制得聚氨酯裂纹漆。
3、使用方法：使用时配合使用稀释剂，稀释剂与A、B组分的合计用量比为0.8：3，其中稀释剂的组成为见表2-3：
表2-3：稀释剂
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 乙酸乙酯 | 25 | 25 |
| 乙酸正丁酯 | 75 | 75 |
将上述成分搅拌均匀，即可，分装。
在使用时，将A组分、B组分及稀释剂调配均匀即可。
实施例3：聚氨酯瓷漆
1、具体配比见表3-1、表3-2。
表3-1：A组分
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 大豆油醇酸树脂 | 30 | 30 |
| 聚氨酯柔软树脂 | 10 | 10 |
| 防尘剂 | 1.5 | 0.5 |
| 润湿分散剂 | 1 | 1.5 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 |
| 消光粉 | 15 | 15 |
| 滑石粉 | 15 | 20 |
| 碳酸钙 | 20 | 15 |
| 酮类溶剂 | 3 | 3 |
| 酯类溶剂 | 4.3 | 4.3 |
表3-2：B组分
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 聚异氰酸酯 | 100 | 100 |
2、制备方法：
2.1所述A组分的制备方法，包括如下步骤：
1）按照配比称取各原料，预先加入大豆油醇酸树脂、聚氨酯柔软树脂、润湿分散剂及酮类溶剂，以800r/min搅拌速度，分散均匀得树脂混合液，维持搅拌速度，加入抗氧剂后，提高转速至1200r/min分散10min，得混合液1；
2）在800r/min搅拌条件下，向混合液1中加入防沉剂、消光粉以及打磨粉，1800r/min分散20min，至细度检测≤50μm后停止分散，得混合液2；
3）在800r/min搅拌条件下，向混合液2中加入酯类溶剂，按1200r/min分散10min，按要求称重、包装，制得A组分。
A组分理论固含量为82.7，A组分固含量=豆油醇酸树脂质量×0.7+聚氨酯柔软树脂质量×1+粉质量（即防沉剂、抗氧剂、消光粉、滑石粉和碳酸钙的总质量）；
2.2所述的B组分的制备方法：
将将异氰尿酸酯搅拌均匀，然后分装，制得B组分。B组分理论固含量为50，B组分固含量=甲苯二异氰酸酯质量×0.5；
2.3将A组分和B组分按重量比2：1混合制得聚氨酯裂纹漆。
3、使用方法：使用时配合使用稀释剂，稀释剂与A、B组分的合计用量比为0.8：3，其中稀释剂的组成为见表3-3：
表3-3：稀释剂
| 组成 | 重量（kg） | 重量百分比（%） |
| 乙酸乙酯 | 30 | 30 |
| 乙酸正丁酯 | 70 | 70 |
将上述成分搅拌均匀，即可，分装。
在使用时，将A组分、B组分及稀释剂调配均匀即可。
对比例1：一种裂纹漆及其制备方法
参考中国专利申请200910190564.5的实施例1：
由甲组份和稀释剂组成，所述甲组分和稀释剂的重量份数比为1：1；
其中所述甲组分，包括按重量百分比计算的如下原料：
热塑性丙烯酸树脂16%、醋酸丁基纤维素5%、润湿分散剂0.5%、流平剂0.8%、炭黑0.5%、金红石钛白粉10%、3-乙氧基丙酸乙酯5%、乙酸正丁酯62.2%；
所述稀释剂包括按重量百分比计算的如下原料：
甲苯50%
乙酸正丁酯50%；
制备所述裂纹漆的方法，
其中所述甲组分的制备方法，包括如下制备步骤：
1）按照配比称取各原料，预先将热塑性丙烯酸树脂、润湿分散剂、以及乙酸正丁酯（乙酸正丁酯含量的30-40%）加入，按400-800r/min分散10-15min，得树脂混合液；
2）另将醋酸丁基纤维素按所述量与乙酸正丁酯（乙酸正丁酯含量的60-70%）混溶，按400-800r/min下搅拌均匀后，高速分散10-15min，制得醋酸丁基纤维素液；
3）将树脂混合液按配比量与醋酸丁基纤维素混合，按400-800r/min分散5-10min；
4）然后在400-800r/min分散条件下加入流平剂、3-乙氧基丙酸乙酯、炭黑、金红石钛白粉，提高转速至1500-1800r/min分散15-20min，至细度≤25μm后停止；
以上混合物按要求称重、包装，制得甲组分；
所述稀释剂直接按所述量称重分装；
使用时将甲组分和稀释剂按照1:1的稀释配比调配均匀即可。
对比例2：一种裂纹漆及其制备方法以及该裂纹漆的喷涂方法
参考中国专利申请200610063702.X的实施例1：
由甲组份和固化剂组成，所述甲组分和固化剂的重量份数比为1：0.2；
其中所述甲组分，包括按重量百分比计算的如下原料：
热塑性丙烯酸树脂33%、润湿分散剂1.8%、防沉剂1.1%、流平剂1%、增塑剂1、颜料14%、哑光粉14%、有机溶剂34.1%，固化剂适量；
所述有机溶剂包括按重量百分比计算的如下原料：
制备所述裂纹漆的方法，
其中所述甲组分的制备方法，包括如下制备步骤：
1）按照配比称取各原料，预先将热塑性丙烯酸树脂、润湿分散剂、以及有机溶剂（有机溶剂含量的60-70%）加入，按400-800r/min分散10-15min，得树脂混合液；
2）在400-800r/min分散条件下加入防沉剂、流平剂、增塑剂，按400-800r/min分散10-15min；
3）在400-800r/min分散条件下加入颜料及哑光粉，提高转速至1500-1800r/min分散15-20min，至细度≤25μm后停止；
4）在400-800r/min分散条件下加入剩余的有机溶剂（有机溶剂含量的30-40%）；
以上混合物按要求称重、包装，制得甲组分；
所述固化剂采用甲苯二异氰酸酯三聚体；
使用时将甲组分和固化剂按照1:0.2的配比调配均匀即可。
实验例1：物性测试
将本发明的实施例1-3所得的聚氨酯裂纹漆分别与稀释剂按照重量比3：0.8混合调配均匀，待测。
将稀释后的实施例1-3聚氨酯裂纹漆、对比例1、2进行相关物性测试，测试结果如表4、5：
表4：实施例1-3的相关物性测试
表5：对比例1、2的相关无性测试
表4和5结果显示：
对比例1的VOC高，透明度好，喷涂后渗透性较强；对比例2的细度低，分散性好、硬度高，但是对比例1和对比例2固含量低，对比例1的VOC甚至超过目前的VOC要求，同时对比例1和对比例2的附着力一般，在冬季涂装时易出现掉漆现象；
本发明提供的聚氨酯裂纹漆的物理性质完全达到了国家领先水平，其各项施工性能也均与同类型聚氨酯涂料相当，同时具有优美的裂纹图案。
结论：本发明提供的聚氨酯裂纹漆，其附着力和其他各项施工性能均都满足GB18581-2009标准对溶剂型木器涂料的要求。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种聚氨酯类裂纹漆，其特征在于，由A组分和B组分按重量比2：1组成；
其中，所述A组分的固体含量为71-76％，由以下重量百分比的成分组成：
所述大豆油醇酸树脂是粘度为30000-50000cps的醇酸树脂；
所述聚氨酯柔软树脂是粘度为2000-5000cps的软性半脂肪性聚氨酯树脂；
所述防沉剂为气相二氧化硅；
所述润湿分散剂为改性聚酯；
所述抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚；
所述消光粉为超细二氧化硅；
所述打磨粉为滑石粉和碳酸钙；所述滑石粉的粒径为1250目；所述碳酸钙的粒径为1500目；
所述酮类溶剂为甲基异丁基酮；
所述酯类溶剂为乙酸正丁酯及乙酸乙酯；
所述B组分由以下重量百分比的成分组成：
甲苯二异氰酸酯三聚体80-100％；
乙酸正丁酯0-20％。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯类裂纹漆，其特征在于，所述B组分为甲苯二异氰酸酯三聚体100％。
3.权利要求1或2所述聚氨酯类裂纹漆的制备方法，其特征在于，将制备好的A组分和B组分按照重量比2：1混合均匀即得聚氨酯类裂纹漆；其中，所述A组分的制备方法为：
1)先将大豆油醇酸树脂、聚氨酯柔软树脂、润湿分散剂及酮类溶剂按配比混合，中速搅拌得树脂混合液；维持搅拌速度，加入抗氧剂后，转为高速搅拌得混合液1；
2)中速搅拌下，向混合液1中加入防沉剂、消光粉、打磨粉，高速搅拌至检测细度≤50μm后停止，得混合液2；
3)中速搅拌下，向混合液2中加入酯类溶剂，转高速搅拌，制得A组分。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的中速搅拌的速度为400-800r/min，搅拌时间为5-10min；高速搅拌的速度为850-1200r/min，搅拌时间为5-10min；
所述步骤2)中的中速搅拌的速度为400-800r/min，搅拌时间为5-10min；高速搅拌的速度为1500-1800r/min，搅拌时间为15-20min；
所述步骤3)中的中速搅拌的速度为400-800r/min，搅拌时间为5-10min；高速搅拌的速度为850-1200r/min，搅拌时间为5-10min。
5.一种权利要求1或2所述聚氨酯类裂纹漆的涂装方法，其特征在于，包括如下步骤：素材处理→喷涂聚氨酯封闭底漆→待干12h后使用240#砂纸打磨砂光→喷涂聚氨酯透明底漆→待干40-60min后喷涂权利要求1或2所述的聚氨酯类裂纹漆→待干12h后使用320#砂纸打磨砂光→喷涂聚氨酯亮光清面漆；
所述聚氨酯类裂纹漆在喷涂时，需要配合稀释剂使用。
6.根据权利要求5所述的涂装方法，其特征在于，所述稀释剂与聚氨酯类裂纹漆的用量按重量比为0.8：3。
7.根据权利要求6所述的涂装方法，其特征在于，所述稀释剂由以下重量百分比的成分组成：
乙酸乙酯20-40％
乙酸正丁酯60-80％。
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