CN105860821A - 一种水性单组份聚氨酯木器涂料及其制备和应用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性单组份聚氨酯木器涂料，包括水性聚氨酯树脂85～97％、消泡剂0.2～1％、流平剂0.2～1％、润湿剂0.2～1％、增稠剂0.2～1％、成膜助剂2～10％、有机硅助剂0.2～1％。本发明还公开了一种水性单组份聚氨酯木器涂料的制备工艺和应用工艺。本发明具有附着力好，成膜丰满透明、高硬度、高光泽、高固含量，能解决现有水性单组份聚氨酯涂料存在的易高温粘连性的问题，而且能够渗入到木材导管深处，该应用工艺具有节省油漆，生产效率高，环保性能好，漆膜可做到镜面效果，适用于工业化生产的优点。

Description

一种水性单组份聚氨酯木器涂料及其制备和应用工艺

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种水性单组份聚氨酯木器涂料及其制备和应用工艺。

背景技术

溶剂型聚氨酯涂料因其优异的性能及良好的弹性触感被广泛应用于木器上，然而溶剂型聚氨酯在合成和应用过程中需要用到大量的有机溶剂，有机溶剂的挥发与残留会对施工人员和消费者的健康造成危害。随着人们环保意识及国家对挥发性有机化合物的含量限制，水性聚氨酯取代油性聚氨酯已经成为一个发展趋势。近年来水性聚氨酯产品的研发已经成为一个热点，然而目前水性单组份聚氨酯涂料具有高温易粘连性的缺点，不适用于办公桌、茶几等家具上的应用，并且水性涂料对施工环境及基材的要求极为严格，固其水性涂料施工工艺的发展仍一个薄弱环节。目前水性聚氨酯涂料存在干燥速度慢及耐磨性差的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种附着力好，成膜丰满透明、高硬度、高光泽、高固含量，能解决现有水性单组份聚氨酯涂料存在的易高温粘连性的问题，而且能够渗入到木材导管深处的水性单组份聚氨酯木器涂料及其制备和应用工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水性单组份聚氨酯木器涂料，包括水性聚氨酯树脂85～97％、消泡剂0.2～1％、流平剂0.2～1％、润湿剂0.2～1％、增稠剂0.2～1％、成膜助剂2～10％、有机硅助剂0.2～1％。作为上述技术方案的进一步改进：

所述水性聚氨酯丙烯酸酯树脂为水性聚氨酯分散体。

所述消泡剂为聚醚类、有机硅类或聚醚改性硅类消泡剂中的一种或两种以上的组合。

所述流平剂为非离子聚氨酯缔合型流平剂。

所述润湿剂为非离子型有机硅表面活性剂，优选为H-140、H-875、H-120、PE-100中的一种或两种以上的组合。

所述增稠剂为无溶剂非离子增稠剂、水性增稠剂、高效增稠剂中的一种或两种以上的组合。

所述的成膜助剂可以是醇酯-12、丙二醇苯醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚中的一种或两种以上的组合。

由于属于一个总的发明构思，本发明还提供了一种水性单组份聚氨酯木器涂料的制备工艺，包括以下步骤：

(1)原料混合：依次加入水性聚氨酯树脂、消泡剂、增稠剂，其质量分数分别为中水性聚氨酯树脂85～97％、消泡剂0.2～1％、增稠剂0.2～1％，然后以800～2000r/min的搅拌速度分散20～40min，停止搅拌；

(2)助剂补充：依次加入成膜助剂、流平剂、润湿剂和有机硅助剂，其质量分数分别为成膜助剂2～10％、流平剂0.2～1％、润湿剂0.2～1％和有机硅助剂0.2～1％；

(3)PH值调节：加入PH调节剂调节PH至7～8；

(4)粘度调节：最后加入增稠剂调节粘度为岩田杯20～30S。

一种水性单组份聚氨酯木器涂料的应用工艺，包括以下步骤：

(1)基材处理：用200～800目的砂纸对基材进行打磨，清洁表面、干燥、去油污。

(2)涂布底漆：在基材上淋涂一层60～120g/㎡的水性丙烯酸底漆；(3)微波干燥：通过微波烘道干燥6～10min，待其全干，打磨；

(4)重复所述步骤(2)和(3)；

(5)涂布面漆：淋涂一层80～150g/㎡通过本发明制备方法制备而成的水性单组份聚氨酯木器涂料；

(6)微波干燥：通过微波烘道干燥6～10min，冷却10～15min；

(7)包装。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的水性单组份聚氨酯面漆中采用的水性聚氨酯分散体，具有优异的物理性能，成膜丰满透明、高光泽，通过独特的配方设计，以解决现有水性单组份聚氨酯涂料的易高温粘连性，并可以提供高的丰满度、高硬度2H及以上、高光泽(90～120)、高固含量40％以上，具有优异的透明性和鲜映性，能够很好的应用于办公桌、茶几上，可以完全取代溶剂型双组分聚氨酯面漆，在木器上的应用前景广阔。

2、本发明的工艺排布合理，底漆采用渗透性好的水性丙烯酸底漆，不仅附着力好，而且能够渗入到木材导管深处，将木材导管进行填补，表面涂层就不会塌陷。面层采用性能优异的水性单组份聚氨酯面漆，能够提供完美的涂膜性能。

3、本发明整个过程操作简单，采用微波干燥方法，不仅干燥速度快，而且能够满足较厚涂层的干燥要求，底漆和面漆均采用淋涂工艺，节省油漆，生产效率高，不污染环境，漆膜可做到镜面效果，整个工艺过程从进料到出料总时长30～40min，生产效率高，非常适用于工业化生产。

4、本发明整个工艺采用环保性水性产品，施工过程中超低VOC排放，涂膜干燥后无溶剂残留，有利于施工人员和产品使用者的身体健康。

附图说明

图1是本发明制备工艺的流程示意图；

图2是本发明应用工艺的流程示意图；

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1，本发明包括水性聚氨酯树脂85％、消泡剂1％、流平剂1％、润湿剂1％、增稠剂1％、成膜助剂10％、有机硅助剂1％，上述百分数为质量比。通过以上独特的配方设计，可以解决现有水性单组份聚氨酯涂料的易高温粘连性，并可以提高涂料的丰满度、高硬度和光泽度，并使涂料具有优异的透明性和鲜映性。

实施例2，本发明各组分质量比为水性聚氨酯树脂91％、消泡剂0.6％、流平剂0.6％、润湿剂0.6％、增稠剂0.6％、成膜助剂6％、有机硅助剂0.6％。

实施例3，本发明各组分质量比为水性聚氨酯树脂97％、消泡剂0.2％、流平剂0.2％、润湿剂0.2％、增稠剂0.2％、成膜助剂2％、有机硅助剂0.2％。

实施例4，本发明中水性聚氨酯丙烯酸酯树脂为水性聚氨酯分散体，采用UCECOAT(TM)7710、ImpranilLP RSC 1537、Coapur 2025中的一种或两种以上的组合，具有优异的物理性能，成膜丰满透明、高光泽，通过独特的配方设计，以解决现在水性单组份聚氨酯涂料的易高温粘连性，并可以提供高的丰满度、高硬度2H及以上、高光泽(90～120)、高固含量40％以上，具有优异的透明性和鲜映性，能够很好的应用于办公桌、茶几上，可以完全取代溶剂型双组分聚氨酯面漆在木器上的应用前景广阔，也可根据实际情况采用其他水性聚氨酯丙烯酸酯树脂。

表1本发明水性单组份聚氨酯面漆与溶剂型双组分聚氨酯面漆的参数对比表：

参阅图1至图2，其余同实施例1。

实施例5，本发明所述消泡剂为聚醚类、有机硅类或聚醚改性硅类消泡剂中的一种或两种以上的组合，如聚硅氧烷、改性二甲基硅氧烷、特殊改性醇与硅氧烷的混合消泡剂，优选为FoamStarA34、FoamStarA36、Foamster 154、Foamster8034、Dehydran 1293、Dehydran1602、BYK024、BYK028DF1760中的任意一种或它们中任意几种组合，也可根据实际情况采用其他消泡剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例6，本发明所述流平剂为非离子聚氨酯缔合型流平剂，采用ACGUN 600、TH-720、DS-301中的一种或两种以上的组合，也可根据实际情况采用其他流平剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例7，本发明所述润湿剂为非离子型有机硅表面活性剂，采用H-140、H-875、H-120、PE-100中的一种或两种以上的组合，也可根据实际情况采用其他润湿剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例8，本发明所述增稠剂为无溶剂非离子增稠剂、水性增稠剂、高效增稠剂中的一种或两种以上的组合，可以是XS73、XS71、COAPUR 6050、830W、WT-105A、WT-229、WT-102、DT-208、T-80、AT-70、PUR-50、中的任意一种或它们中任意几种的混合，也可根据实际情况采用其他增稠剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

实施例9，本发明所述的成膜助剂可以是醇酯-12、丙二醇苯醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚中的一种或两种以上的组合，也可根据实际情况采用其他成膜助剂。参阅图1至图2，其余同上述实施例。

如图1所示，本发明的制备工艺实施例，包括以下步骤：

1、原料混合：依次加入水性聚氨酯树脂、消泡剂、增稠剂，其质量分数分别为中水性聚氨酯树脂85％、消泡剂1％、增稠剂1％，然后以800～2000r/min的搅拌速度分散20～40min，停止搅拌；

2、助剂补充：依次加入成膜助剂、流平剂、润湿剂，其质量分数分别为成膜助剂10％、流平剂1％、润湿剂1％；

3、PH值调节：加入PH调节剂调节PH至7～8；

4粘度调节：最后加入增稠剂调节粘度为岩田杯20～30S。

本发明的制备工艺的其他实施例中，以上各组分的质量比可以为水性聚氨酯树脂91％、消泡剂0.6％、流平剂0.6％、润湿剂0.6％、增稠剂0.6％、成膜助剂6％、有机硅助剂0.6％,或者还可以为水性聚氨酯树脂97％、消泡剂0.2％、流平剂0.2％、润湿剂0.2％、增稠剂0.2％、成膜助剂2％、有机硅助剂0.2％。

通过以上独特的配方设计，可以解决现有水性单组份聚氨酯涂料的易高温粘连性，并可以提高涂料的丰满度、高硬度和光泽度，并使涂料具有优异的透明性和鲜映性。

如图2所示，本发明的应用工艺实施例，包括以下步骤：

1、基材处理：用200～800目的砂纸对基材进行打磨，清洁表面、干燥、去油污。

2、涂布底漆：在基材上淋涂一层60～120g/㎡的水性丙烯酸底漆；

3、微波干燥：通过微波烘道干燥6～10min，待其全干，打磨；

4、重复所述步骤2和3；

5、涂布面漆：淋涂一层80～150g/㎡的本发明制备方法制备而成的水性单组份聚氨酯木器涂料；

6、微波干燥：通过微波烘道干燥6～10min，冷却10～15min；

7、包装。

本实施例中，底漆采用渗透性好的水性丙烯酸底漆，不仅附着力好，而且能够渗入到木材导管深处，将木材导管进行填补，表面涂层就不会塌陷。面层采用性能优异的水性单组份聚氨酯面漆，能够提供完美的涂膜性能，采用微波干燥方法，不仅干燥速度快，而且能够满足较厚涂层的干燥要求，底漆和面漆均采用淋涂工艺，节省油漆，生产效率高，不污染环境，漆膜可做到镜面效果，整个工艺过程从进料到出料总时长30～40min，生产效率高，非常适用于工业化生产，整个工艺采用环保性水性产品，施工过程中超低VOC排放，涂膜干燥后无溶剂残留，有利于施工人员和产品使用者的身体健康。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：包括水性聚氨酯树脂85～97％、消泡剂0.2～1％、流平剂0.2～1％、润湿剂0.2～1％、增稠剂0.2～1％、成膜助剂2～10％、有机硅助剂0.2～1％。

2.根据权利要求1所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述水性聚氨酯丙烯酸酯树脂为水性聚氨酯分散体。

3.根据权利要求1所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述消泡剂为聚醚类、有机硅类或聚醚改性硅类消泡剂中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述流平剂为非离子聚氨酯缔合型流平剂。

5.根据权利要求1所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述润湿剂为非离子型有机硅表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述润湿剂为H-140、H-875、H-120、PE-100中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述增稠剂为无溶剂非离子增稠剂、水性增稠剂、高效增稠剂中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求7所述的水性单组份聚氨酯木器涂料，其特征在于：所述的成膜助剂可以是醇酯-12、丙二醇苯醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚中的一种或两种以上的组合。

9.一种如权利要求1至8所述的水性单组份聚氨酯木器涂料的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)原料混合：按照如权利要求1所述材料组成及质量分数依次加入水性聚氨酯树脂、消泡剂、增稠剂，以800～2000r/min的搅拌速度分散20～40min，停止搅拌；

(2)助剂补充：按照如权利要求1所述材料组成及质量分数依次加入成膜助剂、流平剂、润湿剂和有机硅助剂；

(3)PH值调节：加入PH调节剂调节PH至7～8；

(4)粘度调节：最后加入增稠剂调节粘度为岩田杯20～30S。

10.一种如权利要求1至8所述的水性单组份聚氨酯木器涂料的应用工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)基材处理：用200～800目的砂纸对基材进行打磨，清洁表面、干燥、去油污；

(2)涂布底漆：在基材上淋涂一层60～120g/㎡的水性丙烯酸底漆；

(3)微波干燥：通过微波烘道干燥6～10min，待其全干，打磨；

(4)重复所述步骤(2)和(3)；

(5)涂布面漆：淋涂一层80～150g/㎡的如权利要求1至7所述的水性单组份聚氨酯木器涂料；

(6)微波干燥：通过微波烘道干燥6～10min，冷却10～15min；

(7)包装。