CN109294424A - 一种环保水性改性聚氨酯描金漆 - Google Patents

一种环保水性改性聚氨酯描金漆 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种环保水性改性聚氨酯描金漆，属于制漆领域，该漆包含以下重量份的组份：水性改性聚氨酯树脂20‑40份、溶剂2‑4份、去离子水20‑45份，防沉剂1‑3份、消泡剂0.8‑1.5份、分散剂0.5‑1.5份，增稠剂1‑2份，流平剂0.2‑0.5份，慢干助剂1‑2份，润湿剂1‑1.5份，金粉8‑15份；本发明的水描金漆，性能已达到或者超过同等价位油性描金漆水平，具有良好的施工性，优异的附着力，优异的展色性，VOC排放量极低，气味小，对环境友好。

Description

一种环保水性改性聚氨酯描金漆
技术领域
本发明属于制漆领域，具体涉及一种环保水性改性聚氨酯描金漆。
背景技术
随着环保法的进一步完善，低VOC或零VOC排放新型涂料成为研发的热点。水聚氨酯是以去离子水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，可广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、织物整理剂等方面。由于具备无毒、价廉、安全、不燃等优点及自身性能的不断提高，表现出巨大的市场前景并有逐步取代溶剂型产品的趋势。
目前国家与个人对环境要求日益增高，环保政策压力越来越大，为此，本发明提供一种环保水描金漆，VOC含量极低，气味小，施工性优异，对人体无害，为家具厂提供了在环保政策下的合理解决办法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种环保水性改性聚氨酯描金漆，本发明的目的之二为提供一种环保水性改性聚氨酯描金漆的制备方法。
本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的目的之一为提供一种环保水性改性聚氨酯描金漆，包含以下重量份数的组份：
作为本发明的进一步优化方案，按重量份数计，所述水性改性聚氨酯树脂由以下组分组成：
作为本发明的进一步优化方案，所述金属颜料排列助剂为水性改性乙烯醋酸乙烯共聚物蜡乳液，所述pH调节剂为多功能助剂AMP-95。
作为本发明的进一步优化方案，所述水性改性聚氨酯树脂的制备方法如下：
(1)准备所述重量份数的各组分，备用；
(2)将聚氨酯树脂和水性附着力促进树脂混合，于400-600rpm/min的转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为15-20min；
(3)取1/2-2/3重量份数的去离子水，将金属颜料排列助剂在搅拌状态下缓慢滴加入所述去离子水中，滴加完成后，于800-1000rpm/min的转速条件下分散搅拌30-35min；
(4)将pH调节剂与水按质量比1：3-5混合均匀，待用；
(5)将步骤(2)所得物与步骤(3)所得物混合并搅拌均匀，加入步骤(4)所得物调节其pH值为7.0-8.5，然后加入剩余重量份数的去离子水，搅拌均匀，即得。
作为本发明的进一步优化方案，所述防沉剂为合成片状硅酸盐，所述分散剂为高分子量嵌段共聚物溶液，所述消泡剂为破泡聚硅氧烷，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述增稠剂为疏水改性环氧乙烷基聚氨酯类共聚物，所述慢干助剂为1,2-丙二醇，所述的润湿剂为水性体系润湿剂，所述溶剂为二丙二醇甲醚和乙醇。
作为本发明的进一步优化方案，所述二丙二醇甲醚和乙醇质量比为1-2.5：0.5-2。
作为本发明的进一步优化方案，所述金粉粒径为9-11μm。
本发明的另一个目的在于提供一种环保水性改性聚氨酯描金漆的制备方法，步骤如下：
(1)准备所述重量份数的各组分，备用；
(2)将改性聚氨酯树脂溶于二丙二醇甲醚中，于1000-1200rpm/min转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为10-15min，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉剂和流平剂，于1000-1200rpm/min转速条件下分散搅拌10-15min；
(3)向步骤(2)所得物中加入去离子水和增稠剂，于1000-1200rpm/min转速条件下分散搅拌30-35min至无缩孔，然后加入金粉和乙醇，于500-600rpm/min转速条件下分散搅拌20-25min，即得。
本发明的发明机理在于：
本发明通过对水性聚氨酯树脂的物理改性，使用改性乙烯醋酸乙烯共聚物蜡乳液，其共聚物长链段为疏水基团，链端为颜料亲和基团，长链段在分散体中与乳液粒子结合，链端固锚在金属颜料基团，将金属基团附着在乳液粒子上，提升了金属颜料的稳定性与展色效果。使用片状硅酸盐水溶液，在水中溶胀，形成空间网状结构，大大的提升了其金属颜料的防沉效果，防止金属粒子重新聚结，也间接的提升了其亮度。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所使用的溶剂含量少，且均为对人体无害溶剂，VOC排放量极低，金展色效果好，性能在同等价位超过油性描金漆，是一种真正的环保型水涂料；
2、本发明所得金漆易干，硬度及附着力强，留色时间长；
3、本发明制备方法简单、原料便宜且易得。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
以下实施例使用的各组分来源如下：
水性聚氨酯树脂为万华公司的水性聚氨酯分散体4210；
水性附着力促进树脂为北京佰源化工公司的自交联丙烯酸树脂FZ3667-C；
金属颜料排列助剂为德国毕克公司的水性改性乙烯醋酸乙烯共聚物蜡乳液AQUATIX 8421；
pH调节剂为陶氏化学公司的多功能助剂AMP-95；
防沉剂为德国毕克公司的毕克-RDS水性硅酸盐防沉剂；
消泡剂为德国毕克公司的024/028破泡聚硅氧烷化合物；
金粉为爱卡53841金粉；
润湿剂为道康宁公司的DC 501W；
分散剂为德国毕克公司的byk-190；
慢干助剂为陶氏公司的丙二醇；
增稠剂为陶氏公司的R2050D；
流平剂为德国毕克公司的byk-333；
二丙二醇甲醚为陶氏公司的二丙二醇甲醚；
乙醇为南通泰昌化工的乙醇。
实施例1
一种环保水性改性聚氨酯描金漆，包含以下重量份的A组份：
改性聚氨酯树脂30份，防沉剂2份，分散剂1份，消泡剂1份，流平剂0.3份，增稠剂2份，慢干助剂1.5份，润湿剂1.2份，金粉11份，二丙二醇甲醚1.5份，乙醇1.5份，去离子水32份。
该描金漆的制备方法如下：
将改性聚氨酯树脂溶于二丙二醇甲醚中，以1100rpm/min转速分散均匀，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉剂和流平剂，以1100rpm/min转速分散12min，加入去离子水和增稠剂，以1100rpm/min转速分散32min至无缩孔，然后加入金粉和溶剂，以500rpm/min转速分散22min，即得。
其中，按重量份数计，上述水性改性聚氨酯树脂由以下组分组成：
上述水性改性聚氨酯树脂的制备方法如下：
(1)准备上述重量份数的各组分，备用；
(2)将聚氨酯树脂和水性附着力促进树脂混合，于500rpm/min的转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为17min；
(3)取9份去离子水，将金属颜料排列助剂在搅拌状态下缓慢滴加入所述去离子水中，滴加完成后，于900rpm/min的转速条件下分散搅拌33min；
(4)将pH调节剂与水按质量比1：4混合均匀，待用；
(5)将步骤(2)所得物与步骤(3)所得物混合并搅拌均匀，加入步骤(4)所得物调节其pH值为7.8，然后加入剩余重量份数的去离子水，搅拌均匀，即得。
实施例2
一种环保水性改性聚氨酯描金漆，包含以下重量份的A组份：
改性聚氨酯树脂20份，防沉剂1份，分散剂0.5份，消泡剂0.8份，流平剂0.2份，增稠剂1份，慢干助剂1份，润湿剂1份，金粉8份，二丙二醇甲醚1.5份，乙醇0.5份，去离子水20份。
该描金漆的制备方法如下：
将改性聚氨酯树脂溶于二丙二醇甲醚中，以1000rpm/min转速分散均匀，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉剂和流平剂，以1000rpm/min转速分散10min，加入去离子水和增稠剂，以1000rpm/min转速分散30min至无缩孔，然后加入金粉和溶剂，以500转速分散20min，即得。
其中，按重量份数计，上述水性改性聚氨酯树脂由以下组分组成：
上述水性改性聚氨酯树脂的制备方法如下：
(1)准备所述重量份数的各组分，备用；
(2)将聚氨酯树脂和水性附着力促进树脂混合，于400rpm/min的转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为15min；
(3)取4重量份数的去离子水，将金属颜料排列助剂在搅拌状态下缓慢滴加入所述去离子水中，滴加完成后，于800rpm/min的转速条件下分散搅拌30min；
(4)将pH调节剂与水按质量比1：3混合均匀，待用；
(5)将步骤(2)所得物与步骤(3)所得物混合并搅拌均匀，加入步骤(4)所得物调节其pH值为7.0，然后加入剩余重量份数的去离子水，搅拌均匀，即得。
实施例3
一种环保水性改性聚氨酯描金漆，包含以下重量份的A组份：
改性聚氨酯树脂40份，防沉剂3份，分散剂1.5份，消泡剂1.5份，流平剂0.5份，增稠剂3份，慢干助剂2份，润湿剂1.5份，金粉15份，二丙二醇甲醚2.5份，乙醇1.5份，去离子水45份。
该描金漆的制备方法如下：
将改性聚氨酯树脂中加入水和二丙二醇甲醚，以1200rpm/min转速分散均匀，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉剂和流平剂，以1200rpm/min转速分散15min，加入去离子水和增稠剂，以1200rpm/min转速分散35min至无缩孔，然后加入金粉和溶剂，以600rpm/min转速分散25min，即得。
其中，按重量份数计，上述水性改性聚氨酯树脂由以下组分组成：
上述水性改性聚氨酯树脂的制备方法如下：
(1)准备所述重量份数的各组分，备用；
(2)将聚氨酯树脂和水性附着力促进树脂混合，于600rpm/min的转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为20min；
(3)取14重量份数的去离子水，将金属颜料排列助剂在搅拌状态下缓慢滴加入所述去离子水中，滴加完成后，于1000rpm/min的转速条件下分散搅拌35min；
(4)将pH调节剂与水按质量比1：5混合均匀，待用；
(5)将步骤(2)所得物与步骤(3)所得物混合并搅拌均匀，加入步骤(4)所得物调节其pH值为8.5，然后加入剩余重量份数的去离子水，搅拌均匀，即得。
实验例1
以上述实施例1-3所得环保水性改性聚氨酯描金漆作为实验例，采用市售某相似产品作为对比例，分别刷涂某家具，比较实验例和对比例的产品性能，对比结果如表1所示；
实验方法：
将实验例1、2、3与对比例1分别在我司两块相同的平面面漆板上使用湿膜涂布器均匀涂装成厚度为100μm的膜，记做A、B板。将A板待表干后再放入烘箱，设置40℃，烘烤24h后晾凉待测。将B板放置在25℃空调恒温室内，观测其干燥时间时间。
测试表干与实干分别按GB/T 1728-1979表干中乙法和实干中甲法规定进行。
硬度按GB/T 6739规定进行，铅笔为中华牌101绘图铅笔。硬度等级分为6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H。从左至右依次***。
附着力测试按GB/T9286-1998规定进行，画格间距为2mm。划格法测试附着力，0级最好，5级最差。
voc含量按GB/T24410-2009与规定进行。
金粉亮度测试：将A板完全干燥后放入冷热循环机(-20℃～60℃)中，按7天、14天、30天分别与B板上相同的样品使用分光光度仪对比测试其金粉亮度。其中△L代表黑白两种色相，负号表示变黑，数值越大，颜色变化越明显。△E表示金粉漆整体色相变化，负号表示变暗，数值越大，颜色变化越明显。
表1实施例和对比例所得产品各性能
从表1可以看出，实验例1、2、3与对比例中，在附着力硬度方面有改进、在金粉亮度持续性上有明显的优势，且VOC含量较对比例极低，属于环境友好水性涂料。

Claims (8)

1.一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，包含以下重量份数的组份：
2.根据权利要求1所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，按重量份数计，所述水性改性聚氨酯树脂由以下组分组成：
3.根据权利要求2所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，所述金属颜料排列助剂为水性改性乙烯醋酸乙烯共聚物蜡乳液，所述pH调节剂为多功能助剂AMP-95。
4.根据权利要求2所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，所述水性改性聚氨酯树脂的制备方法如下：
(1)准备所述重量份数的各组分，备用；
(2)将聚氨酯树脂和水性附着力促进树脂混合，于400-600rpm/min的转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为15-20min；
(3)取1/2-2/3重量份数的去离子水，将金属颜料排列助剂在搅拌状态下缓慢滴加入所述去离子水中，滴加完成后，于800-1000rpm/min的转速条件下分散搅拌30-35min；
(4)将pH调节剂与水按质量比1：3-5混合均匀，待用；
(5)将步骤(2)所得物与步骤(3)所得物混合并搅拌均匀，加入步骤(4)所得物调节其pH值为7.0-8.5，然后加入剩余重量份数的去离子水，搅拌均匀，即得。
5.根据权利要求1所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，所述防沉剂为合成片状硅酸盐，所述分散剂为高分子量嵌段共聚物溶液，所述消泡剂为破泡聚硅氧烷，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述增稠剂为疏水改性环氧乙烷基聚氨酯类共聚物，所述慢干助剂为1,2-丙二醇，所述的润湿剂为水性体系润湿剂，所述溶剂为二丙二醇甲醚和乙醇。
6.根据权利要求5所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，所述二丙二醇甲醚和乙醇质量比为1-2.5：0.5-2。
7.根据权利要求1所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆，其特征在于，所述金粉粒径为9-11μm。
8.权利要求1所述的一种环保水性改性聚氨酯描金漆的制备方法，步骤如下：
(1)准备所述重量份数的各组分，备用；
(2)将改性聚氨酯树脂溶于二丙二醇甲醚中，于1000-1200rpm/min转速条件下分散搅拌均匀，搅拌时间为10-15min，然后依次加入消泡剂、分散剂、润湿剂、防沉剂和流平剂，于1000-1200rpm/min转速条件下分散搅拌10-15min；
(3)向步骤(2)所得物中加入去离子水和增稠剂，于1000-1200rpm/min转速条件下分散搅拌30-35min至无缩孔，然后加入金粉和乙醇，于500-600rpm/min转速条件下分散搅拌20-25min，即得。
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