CN108264832B - 水性双组分无机改性耐烫木器漆及其制备方法和使用方法 - Google Patents

水性双组分无机改性耐烫木器漆及其制备方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种水性双组分无机改性耐烫木器漆及其制备方法和使用方法，由如下按重量份数配比的各组份混合制成：A组份：高羟丙烯酸分散体60～80份，纳米硅溶胶8～12份，甲基三乙氧基硅烷0.2～1份，二氧化硅气凝胶0.5～2份，消泡剂0.1～0.2份，流平剂0.1～0.2份，pH调整剂0.1～0.5份，成膜助剂3～5份，润湿剂0.3～1份，增稠剂0.2～1份，分散剂0.2～0.8份，去离子水5～15份；B组份：亲水性聚异氰酸酯固化剂65～70份，二丙二醇二甲醚30～35份，按重量比将A组份：B组份：水＝100：15：10～20混合均匀。所述木器漆环保安全，所得漆膜耐热、耐烫性能好。

Description

水性双组分无机改性耐烫木器漆及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及油漆领域，特别是一种可在办公家具表面上使用的水性双组分无机改性耐烫木器漆及其制备方法和使用方法。
背景技术
办公家具表面的木器漆必须具有良好的耐沸水性、耐烟头烫性能，目前常用的办公家具表面的木器漆均为油性体系的室温干燥型涂料，其综合性能好，但耐沸水性、耐烟头烫性能较差。同时油性木器漆因污染严重、不环保，发展受到限制，正逐步被水性木器漆替代，现有技术中用于办公家具的水性木器漆因为耐沸水性差、耐烟头烫性能差不符合使用要求，不能用于高档办公家具中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐热、耐烫、环保、可用于高档办公家具表面涂装的水性木器涂料。所得漆膜综合性能方面达到办公家具要求的同时、耐热、耐烫性能有极大的提高。
为了解决以上所述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种水性双组分无机改性烫热木器漆，由如下按重量份数配比的各组份混合制成：
A组份：
Figure GDA0002965247950000021
B组份
亲水性聚异氰酸酯固化剂 65～70份
二丙二醇二甲醚 30～35份
其中，按A组份：B组份：水＝100：15：10～20混合均匀。
优选地，所述高羟丙烯酸分散体采用的为帝斯曼树脂公司的NeoCryl XK-110。
更优选地，所述纳米硅溶胶为山东百特新材料有限公司N30产品；所述Si02气凝胶为深圳中凝科技公司AG-D气凝胶粉体颗粒。
更进一步地，所述的消泡剂为毕克公司的BYK028水性长效有机硅消泡剂；
所述的流平剂为毕克公司的BYK333有机硅流平剂。
所述pH调整剂选择AMP-95，如美国陶氏化学公司AMP-95。
所述二丙二醇甲醚为DOW公司牌号为DPM的产品；所述二丙二醇二甲醚可为DOW公司牌号为DMM的产品。
所述分散剂为毕克公司的BYK190的水性高分子分散剂；所述pH调整剂为美国陶氏化学公司AMP-95。
所述的增稠剂为深圳明佳科技有限公司的PU40W聚氨酯缔合型增稠剂；所述亲水性聚异氰酸酯固化剂为科斯创公司的
Figure GDA0002965247950000031
XP 2655产品亲水性固化剂。
一种双组分水性无机改性耐烫木器漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A组份：
步骤一 将高羟丙烯酸分散体加入配漆容器中；
步骤二 纳米硅溶胶表面处理：
在容器加入配方中20％的去离子水，在400-500rpm的低速搅拌下缓慢加入配方中30％的甲基三乙氧基硅烷，缓慢加入纳米硅溶胶，然后在1000-1200rpm的转速下高速分散15分钟得到纳米硅溶胶表面处理液，静置60分钟后在400-500rpm低速搅拌下将所述纳米硅溶胶表面处理液缓慢加到步骤一装有分散体的配漆容器中，然后以1000-1200rpm的转速高速分散30分钟；
步骤三 在400-500rpm低速搅拌下依次缓慢地将消泡剂、润湿剂、流平剂、pH调整剂加入所述配漆容器中，加完后以600-800rpm中速搅拌10分钟；
步骤四 将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在400-500rpm低速搅拌状态下缓慢加入配漆容器中；
步骤五 预处理气凝胶分散液：
在容器中加入配方中20％的去离子水，在400-500rpm低速搅拌下缓慢加入分散剂、剩余的甲基三乙氧基硅烷，在缓慢加入SiO2气凝胶后1000-1200rpm高速分散15分钟后，然后利用超声波研磨分散至稳定状态，得到预处理气凝胶分散液；
步骤六 在400-500rpm低速搅拌下缓慢将上述预处理气凝胶分散液、配方中剩余的去离子水加入配漆容器中，搅拌均匀后加入增稠剂调整乳液粘度；
步骤七 静置消泡后用200目过滤布过滤包装，得到水性双组分无机改性耐烫木器漆的A组份；
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水性聚异氰酸酯固化剂搅拌均匀即得水性双组分无机改性耐烫木器漆的B组份；
按A组份：B组份：水＝100：15：10～20混合均匀后，静置消泡。
优选地，将所述按A组份：B组份：水＝100：15：10～20混合均匀后，静置消泡，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥方式：常温下漆膜表干25-40分钟，实干时间24h，室温下干燥7天。
与现有技术相比，本发明的水性双组分无机改性耐烫木器漆具有出色的耐物理化学性，由于是化学反应成膜，主体树脂高羟丙烯酸分散体具有好的耐热性，进一步加入经表面处理后的无机耐热材料纳米硅溶胶、气凝胶，所得漆膜的综合性能都得到了显著提高，特别是耐水性，耐化学品性，耐污渍，抗粘连，硬度抗划伤，耐热烫，耐磨等性能表现更加突出，漆膜硬度可以达到h，性能可以和现有技术的PU油性木器漆相媲美，完全可以应用在办公***的家具涂装，满足对硬度和抗划伤性和耐热性的需求。具有如下优越效果：1，配方中引入的高羟丙烯酸分散体为主要成膜物质，高反应活性，高光泽、高透明度、耐热性优异，耐化性优秀，与其它组分的相溶性好，附着力强。2，配方中引入无机材料纳米硅溶胶选用10-20nm纳米硅溶胶，经表面处理后与树脂相容性好，可加大添加量，混溶性好，储存稳定，能够加速涂料成膜，提高涂膜刚性和耐化性，并大大提高涂料的耐水白、耐热、耐沾污等性能。3，配方中引入无机材料二氧化硅气凝胶分散液且经表面处理后，使厚度较薄的涂膜具备高耐热性，能有效阻止热量传递，降低漆膜的可燃性(耐烟头烫)。
本发明是一种无机材料改性的双组份高耐烫水性木器漆，可喷涂在高档办公家具如办公台，茶几，会议桌等有较高耐热耐化性要求的产品表面，彻底解决了现有技术水性木器漆无法的耐高热性的问题，极大的拓展了水性木器漆的使用范围。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明。本发明所采用的各种组分均采用现有市售产品。
一种水性双组分无机改性耐烫木器漆，包括如下重量份数的组分制成：
A组份：
Figure GDA0002965247950000051
Figure GDA0002965247950000061
B组份 亲水性聚异氰酸酯固化剂 65～70份
二丙二醇二甲醚 30～35份
所述高羟丙烯酸分散体(树脂)采用高羟值反应型树脂，具有出色的物理干燥性，可与亲水性固化剂交联反应成膜，为主要成膜物质。如帝斯曼树脂公司的NeoCryl XK-110；具有高反应活性，高光泽、高透明度、耐热性优异，耐化性优秀，与其它组分的相溶性好，附着力强的优点。
所述纳米硅溶胶，选用中性的平均粒径为10-15nm，SiO2含量30％，如山东百特新材料有限公司N30产品。此粒径的纳米硅溶胶经表面处理后与树脂相容性好，增大添加量后还能保持稳定性好，混溶性好，能够加速涂料成膜，提高涂膜刚性和耐化性储存稳定，并大大提高涂料的耐水白、耐热、耐沾污等性能，增加漆膜的耐热性能；克服现有技术中其它类似的纳米硅溶胶产品相容性差、稳定性差、只能少量添加、不能起到无机耐热的性能。
所述消泡剂为水性长效有机硅消泡剂，如毕克公司的BYK028。
所述流平剂选自有机硅流平剂，如毕克公司的BYK333。
所述成膜助剂组成与配比为：
二丙二醇甲醚 35％
二丙二醇二甲醚 65％。
其中，二丙二醇甲醚采用DOW公司生产的牌号为DPM的产品；二丙二醇二甲醚采用DOW公司生产的牌号为DMM的产品；
所述润湿剂为一种硅氧烷双生技术的低表面活性剂，如TEGO Twin 4100；
所述分散剂选择水性高分子分散剂，如毕克公司的BYK190；
所述pH调整剂选择AMP-95，如美国陶氏化学公司AMP-95
所述Si02气凝胶选用表观密度0.003～0.35g/m3，比表面积500～800m2/g，平均粒径20-50nm，具有极佳的隔热保温性，低热导率，低密度，高透明性，如深圳中凝科技公司AG-D气凝胶粉体颗粒，与树脂的相容性差，所述SiO2气凝胶经表面处理后得到Si02气凝胶分散液，才能达到Si02气凝胶的最佳粒径状态，才能与分散体树脂混合为稳定状态，达到最佳的隔热效果，使厚度很薄的漆膜具备高耐热性，降低漆膜的可燃性(耐烟头烫)，加入量极少，节约成本。
所述甲基三乙氧基硅烷，如南京帝蒙特化学有限公司的319；
所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，如深圳明佳科技有限公司的PU40W。
所述亲水性聚异氰酸酯固化剂为亲水性固化剂，如科斯创公司的
Figure GDA0002965247950000071
XP2655产品。
实施例1-3及对比例1的组分、重量及各组分的生产厂家和型号如表一所示，包括但不限于表中所列的产品型号，各组分也可采用市售其他具有相同性能的其他厂家的产品。
表一
Figure GDA0002965247950000081
其中，所述成膜助剂组成与配比为：
二丙二醇甲醚 35％
二丙二醇二甲醚 65％。
实施例1
按表一中实施例1所示重量取各组分，制备方法按照如下步骤：
具体实施步骤：
A组份：
步骤一 将高羟丙烯酸分散体加入配漆容器中；
步骤二 纳米硅溶胶表面处理：
在一容器加入配方中20％的去离子水，在400-500rpm的低速搅拌下缓慢加入配方中30％的甲基三乙氧基硅烷，缓慢加入纳米硅溶胶，然后1000-1200rpm的转速下高速分散15分钟得到纳米硅溶胶表面处理液，静置60分钟后在400-500rpm低速搅拌下将所述纳米硅溶胶表面处理液缓慢加到步骤一装有分散体的配漆容器中，以1000-1200rpm的转速高速分散30分钟。
步骤三 在400rpm低速搅拌下依次缓慢地将消泡剂、润湿剂、流平剂、pH调整剂加入所述配漆容器中，加完后以600-800rpm中速搅拌10分钟。
步骤四 将成膜助剂与去离子水按1：1预混合后，在400-500rpm低速搅拌状态下缓慢加入配漆容器中；
步骤五 预处理气凝胶分散液：
在一容器中加入配方中20％的去离子水，在400-500rpm低速搅拌下缓慢加入分散剂、剩余的甲基三乙氧基硅烷，在缓慢加入SiO2气凝胶后1000-1200rpm高速分散15分钟后，然后利用超声波研磨分散至稳定状态，得到预处理气凝胶分散液。
步骤六 在400-500rpm低速搅拌下缓慢将上述预处理气凝胶分散液、剩余的去离子水加入配漆容器中，搅拌均匀后加入增稠剂调整乳液粘度为85KU，所述粘度也可为80-90KU。
步骤七 静置消泡后用200目过滤布过滤包装，即得实施例1的水性双组分无机改性耐烫木器漆的A组份。
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水性聚异氰酸酯固化剂搅拌均匀即得实施例1的水性双组分无机改性耐烫木器漆的B组份。
按A组份：B组份：水＝100：15：10混合均匀后，静置十分钟消泡，所得的水性双组分无机改性耐热木器漆外观为：半透明、微白漆液，喷在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥方式：常温下漆膜表干25分钟，实干时间24h，室温下干燥7天后所测漆膜综合性能见表二。
实施例2
按照表一中实施例2所示各组分的重量取各组分，重复实施例1所述的方法，即可得到本实施例2中A组份、B组份；
按A组份：B组份：水＝100：15：15混合均匀后，静置十分钟消泡，所得的水性双组分无机改性耐烫木器漆外观为：半透明、微白漆液，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥方式：常温下漆膜表干35分钟，实干时间24h，室温下干燥7天后所测漆膜综合性能见表二。
实施例3
按照表一中实施例3所示各组分的重量取各组分，重复实施例1所述的方法，即可得到本实施例3中A组份、B组份；
按A组份：B组份：水＝100：15：20混合均匀后，静置十分钟消泡，所得的水性双组分无机改性耐烫木器漆外观为：半透明、微白漆液，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥方式：常温下漆膜表干40分钟，实干时间24h，室温下干燥7天后所测漆膜综合性能见表二。
对比例1
按照表一中对比例1所示重量取各组分，重复实施例1的方法，得到对比例1的木器漆，采用与实施例1相同的方法施工，所测漆膜综合性能见表二。
对比例2
选用现有技术中常用的水性木器漆做对比例，制板与干燥条件均采用现有技术的通用方法，所得漆膜综合性能见表二。
表二
Figure GDA0002965247950000111
由表二可明显看出，实施例1-3与对比例1、2相比，实施例1-3漆膜综合性均不但超越水性木器漆的行业标准；而且漆膜在硬度、附着力、耐划伤性、耐沸水性，耐烟灼烧性方面均有明显突出优势。
对比例1虽然与实施例采用了基本相同的原料，因各组分使用量的不同，且未使用SiO2气凝胶，所得漆膜明显具有耐沸水差，耐香烟灼烧差的缺陷。

Claims (9)

1.一种水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征在于：由如下按重量份数配比的各组份混合制成：
A组份：
Figure FDA0002965247940000011
B组份
亲水性聚异氰酸酯固化剂 65～70份
二丙二醇二甲醚 30～35份
所述纳米硅溶胶，选用中性的平均粒径为10～15nm；
所述二氧化硅气凝胶的表观密度0.003～0.35g/m3，比表面积500～800m2/g，平均粒径20～50nm；
其中，按重量比将A组份：B组份：水＝100：15：10～20混合均匀。
2.如权利要求1所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征在于：所述高羟丙烯酸分散体采用的为帝斯曼树脂公司的NeoCryl XK-110。
3.如权利要求1所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征在于：所述纳米硅溶胶为山东百特新材料有限公司N30产品；所述二氧化硅气凝胶为深圳中凝科技公司AG-D气凝胶粉体颗粒。
4.如权利要求1-3中任一项所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征在于：所述消泡剂为毕克公司的BYK028水性长效有机硅消泡剂；
所述流平剂为毕克公司的BYK333有机硅流平剂；
所述pH调整剂为美国陶氏化学公司AMP-95。
5.如权利要求1-3中任一项所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征在于：所述二丙二醇二甲醚为DOW公司牌号为DMM的产品。
6.如权利要求1-3中任一项所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征是：所述分散剂为毕克公司的BYK190的水性高分子分散剂；所述pH调整剂为美国陶氏化学公司AMP-95。
7.如权利要求1-3中任一项所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆，其特征在于：所述增稠剂为深圳明佳科技有限公司的PU40W聚氨酯缔合型增稠剂；所述亲水性聚异氰酸酯固化剂为科斯创公司的
Figure FDA0002965247940000021
XP 2655产品亲水性固化剂。
8.权利要求7所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A组份：
步骤一 将高羟丙烯酸分散体加入配漆容器中；
步骤二 纳米硅溶胶表面处理：
在容器加入配方中重量比20％的去离子水，在400-500rpm的低速搅拌下缓慢加入配方中重量比30％的甲基三乙氧基硅烷，缓慢加入纳米硅溶胶，然后在1000-1200rpm的转速下高速分散15分钟得到纳米硅溶胶表面处理液，静置60分钟后在400-500rpm低速搅拌下将所述纳米硅溶胶表面处理液缓慢加到步骤一装有分散体的配漆容器中，然后以1000-1200rpm的转速高速分散30分钟；
步骤三 在400-500rpm低速搅拌下依次缓慢地将消泡剂、润湿剂、流平剂、pH调整剂加入所述配漆容器中，加完后以600-800rpm中速搅拌10分钟；
步骤四 将成膜助剂与去离子水按重量比1：1预混合后，在400-500rpm低速搅拌状态下缓慢加入配漆容器中；
步骤五 预处理气凝胶分散液：
在容器中加入配方中重量比20％的去离子水，在400-500rpm低速搅拌下缓慢加入分散剂、剩余的甲基三乙氧基硅烷，在缓慢加入SiO2气凝胶后1000-1200rpm高速分散15分钟后，然后利用超声波研磨分散至稳定状态，得到预处理气凝胶分散液；
步骤六 在400-500rpm低速搅拌下缓慢将上述预处理气凝胶分散液、配方中剩余的去离子水加入配漆容器中，搅拌均匀后加入增稠剂调整乳液粘度；
步骤七 静置消泡后用200目过滤布过滤包装，得到水性双组分无机改性耐烫木器漆的A组份；
B组份
将二丙二醇二甲醚加入另一制漆容器中，加入亲水性聚异氰酸酯固化剂搅拌均匀即得水性双组分无机改性耐烫木器漆的B组份；
将A组份、B组份、水混合均匀后，静置消泡。
9.权利要求7所述的水性双组分无机改性耐烫木器漆的施工方法，其特征在于：将所述A组份、B组份、水混合均匀后，静置消泡，喷涂在已做好底漆的底材板上，湿膜喷涂量：90g/m2，干燥方式：常温下漆膜表干25-40分钟，实干时间24h，室温下干燥7天。
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