CN109468066B - 一种具有过曝保护的水性uv木器漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括60~85份的水性UV树脂、0.5~3份的硅烷偶联剂、1~5份的气相二氧化硅、0.3~3份的光引发剂、1~30份的水。本发明的具有过曝保护的水性UV木器漆以水为溶剂,具有极低的VOC,属于环境友好型的水性UV木器漆,且其能够形成一个SiO2无机相/水性UV分子链有机相的杂化树脂,以提高该杂化树脂的整体模量,制备的涂膜在户外条件中经紫外线长时间过度曝光不易发黄,具有优良的曝晒性能和耐黄变性能。本发明还提供了一种上述水性UV木器漆的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及UV木器漆技术领域,尤其涉及一种具有过曝保护的水性UV木器漆及其制备方法。
背景技术
UV木器漆广泛应用于天然木材或木饰面,产生高光泽闭纹或亚光纹路的涂饰效果。UV木器漆涂层除了起到美化装饰作用以外,还赋予其许多特殊的性能,比如:耐磨、耐溶剂、耐热、耐特殊化学品、耐候性等。其中,UV木器漆包括油性UV木器漆和水性UV木器漆。油性UV木器漆因含有活性单体,具有有刺激性,人体不可直接接触,对操作人员的身体及环境影响较大,由于环保的严格及人们的日益重视,油性UV木器漆已逐渐被淘汰。水性UV木器漆以水为溶剂,具有超低的VOC(挥发性有机化合物),对人体无刺激性及对环境也非常友好,属于环保涂料,得到大力推广。但现有的水性UV木器漆由于水性UV树脂分子链上带有双键的缘故,水性UV木器漆在户外条件中经紫外线长时间过度曝光,双键被破坏容易产生黄变,开裂、掉漆等问题,影响使用。
对此,有必要开发一种具有过曝保护的水性UV木器漆来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有过曝保护的水性UV木器漆,该具有过曝保护的水性UV木器漆以水为溶剂,具有极低的VOC,属于环境友好型的水性UV木器漆,且其具有优良的耐黄变性能。
本发明的目的之二是提供一种上述具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法。
为实现上述目的,本发明提供了一种具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
与现有技术相比,本发明的具有过曝保护的水性UV木器漆采用水性UV树脂作为主体成膜材料,并利用硅烷偶联剂的作用,将气相二氧化硅接入到水性UV树脂的分子链上,形成一个SiO2无机相/水性UV分子链有机相的杂化树脂,以提高该杂化树脂的整体模量,制备的涂膜在户外条件中经紫外线长时间过度曝光不易发黄,具有优良的曝晒性能和耐黄变性能。
较佳地,水性UV树脂的含量可以选为60份、65份、70份、75份、80份、85份。具体地,水性UV树脂可以采用湛新公司的7699、万华化学的4617。
较佳地,硅烷偶联剂的含量可以选为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份。具体地,硅烷偶联剂可采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
较佳地,气相二氧化硅的含量可以选为1份、2份、3份、4份、5份。具体地,气相二氧化硅采用赢创公司的TS-100。
较佳地,光引发剂的含量可以选为0.3份、0.8份、1.3份、1.8份、2.3份、2.8份、3份。具体地,光引发剂为巴斯夫公司的IRGACURE 2959。
较佳地,本申请的具有过曝保护的水性UV木器漆还包括0.1~0.3份含羟基或氨基的有机胺,比如,其含量可以是0.1份、0.2份、0.3份。具体地,含羟基的有机胺可以采用三乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺;含氨基的有机胺可采用乙二胺、己二胺、环己胺。通过含羟基或氨基的有机胺可提升体系的pH值,对水性UV树脂的稳定性具有提高作用,亦可延长其保存时间。
较佳地,本申请的具有过曝保护的水性UV木器漆还包括0.01~1份的光稳定剂,比如光稳定剂的含量可以为0.01份、0.05份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.7份、0.9份、1份。光稳定剂包括UV吸收剂和/或受阻胺光稳定剂,UV吸收剂用于吸收引起膜层褪色的有害紫外光转换成热能散发掉,且还能避免屏蔽光引发剂的吸收峰,不影响水性UV木器漆的固化,对固化后的膜层过度曝晒具有保护作用;受阻胺光稳定剂用于捕捉自由基,防止劣化发生。其中,UV吸收剂选自二苯甲酮、苯并***和三嗪类中的一种或多种;受阻胺光稳定剂选自巴斯夫944、巴斯夫770和巴斯夫622中的一种或多种。
较佳地,本申请的具有过曝保护的水性UV木器漆还包括0~5份的助剂,助剂的含量可以选为0份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、3份、4份、5份。具体地,助剂选自消泡剂、湿润剂、成膜助剂和增稠剂中的一种或多种。更为具体地,润湿剂为聚醚改性硅氧烷;消泡剂为水性有机硅或矿物油中一种或两种;成膜助剂选自二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和三丙二醇丁醚中的一种或多种;增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
较佳地,水采用去离子或蒸馏水。其用量为1~30份,比如,水的用量为1份、5份、10份、15份、20份、25份、30份。
相应地,本发明还提供了一种具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法,包括:
1)将配方量的水性UV树脂和部分水进行混合并低速搅拌,得到混合物A;
2)往混合物A中加入硅烷偶联剂和气相二氧化硅,高速搅拌,得到混合物B;
3)往混合物B中加入光引发剂和剩下的水,中速搅拌,得到具有过曝保护的水性UV木器漆。
较佳地进行步骤2)前,将混合物A的pH调节至8.5~9.0。在该pH值内,保证了水性UV树脂在高速搅拌时的稳定性,避免其在高速搅拌中破乳、析出,有利于将气相二氧化硅接入到水性UV树脂的分子链上。
较佳地,低速搅拌的搅拌速率为600rpm,中速搅拌的搅拌速率为800rpm,高度搅拌的搅拌速率为1200rpm。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案,但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
采用上述原料制备具有过曝保护的水性UV木器漆的方法,包括:
1)将80份的水性UV树脂和5份去离子水进行混合并采用搅拌机低速搅拌,搅拌速率为600rpm,搅拌5分钟,得到混合物A;
2)往混合物A中加入3份的硅烷偶联剂和2份的气相二氧化硅,高速搅拌,搅拌速率为1200rpm,搅拌40分钟,得到混合物B;
3)往混合物B中加入1份的光引发剂和4份去离子水,中速搅拌,搅拌速率为800rpm,搅拌15分钟,得到具有过曝保护的水性UV木器漆。
实施例2
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
采用上述原料制备具有过曝保护的水性UV木器漆的方法,包括:
1)将80份的水性UV树脂和5份去离子水进行混合并采用搅拌机低速搅拌,搅拌速率为600rpm,搅拌5分钟,得到混合物A;
2)先往混合物A中加入0.2份三乙醇胺,中速搅拌,搅拌速率为800rpm,检测体系的pH值为8.6,然后加入3份的硅烷偶联剂和2份的气相二氧化硅,高速搅拌,搅拌速率为1200rpm,搅拌40分钟,得到混合物B;
3)往混合物B中加入1份的光引发剂和4份去离子水,中速搅拌,搅拌速率为800rpm,搅拌15分钟,得到具有过曝保护的水性UV木器漆。
实施例3
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
采用上述原料制备具有过曝保护的水性UV木器漆的方法,包括:
1)将80份的水性UV树脂和5份去离子水进行混合并采用搅拌机低速搅拌,搅拌速率为600rpm,搅拌5分钟,得到混合物A;
2)先往混合物A中加入0.5份聚醚改性硅氧烷、0.5份矿物油、0.2份三乙醇胺,中速搅拌,搅拌速率为800rpm,检测体系的pH值为8.6,然后加入3份的硅烷偶联剂和2份的气相二氧化硅,高速搅拌,搅拌速率为1200rpm,搅拌40分钟,得到混合物B;
3)往混合物B中加入2份二丙二醇甲醚、0.8份二苯甲酮、0.2份巴斯夫770、1份的光引发剂和4份去离子水,中速搅拌,搅拌速率为800rpm,搅拌15分钟,然后加入缔合型聚氨酯,中速搅拌,搅拌速率为800rpm,搅拌15分钟,得到具有过曝保护的水性UV木器漆。
实施例4
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例3的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例5
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例3的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例6
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例3的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例7
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例3的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例8
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例3的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例9
本实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该实施例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例3的制备方法相同,在此不做详细说明。
对比例1
本对比例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该对比例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
对比例2
本对比例的具有过曝保护的水性UV木器漆,按重量份数计,其制备原料包括:
该对比例的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
对上述实施例1~9和对比例1~2获得的具有过曝保护的水性UV木器漆,可刷涂、喷涂或滚涂在木材表面后,经水分干燥及UV固化后得到的连续涂膜。为了得到涂膜的性能,进行耐黄变性测试,具体如下:
耐黄变性测试:测试方法采用《GB/T 23983-2009木器涂料耐黄变性测定法》。
试验组 | 耐黄变性(ΔE) |
实施例1 | 0.75 |
实施例2 | 0.72 |
实施例3 | 0.62 |
实施例4 | 0.63 |
实施例5 | 0.63 |
实施例6 | 0.65 |
实施例7 | 0.63 |
实施例8 | 0.70 |
实施例9 | 0.69 |
对比例1 | 5.33 |
对比例2 | 5.45 |
从实施例1~9和对比例1~2的测试结果可知,本申请实施例1~9的具有过曝保护的水性UV木器漆的耐黄变性能ΔE测试值均<1,具有良好的耐黄变性能,其效果均远远优于对比例1~2,原因是本发明的具有过曝保护的水性UV木器漆采用水性UV树脂作为主体成膜材料,并利用硅烷偶联剂的作用,将气相二氧化硅接入到水性UV树脂的分子链上,形成一个SiO2无机相/水性UV分子链有机相的杂化树脂,以提高该杂化树脂的整体模量,制备的涂膜在户外条件中经紫外线长时间过度曝光不易发黄,具有优良的曝晒性能和耐黄变性能。
实施例1与实施例2相比,实施例2中涂膜的耐黄变性能较优,可能是体系的pH值提高后,对水性UV树脂更稳定,有利于提高涂膜的耐黄变性能。
实施例2与实施例6相比,实施例6中涂膜的耐黄变性能较优,是由于实施例6包括UV吸收剂和受阻胺光稳定剂,UV吸收剂用于吸收引起膜层褪色的有害紫外光转换成热能散发掉,且还能避免屏蔽光引发剂的吸收峰,不影响水性UV木器漆的固化,对固化后的膜层过度曝晒具有保护作用;受阻胺光稳定剂用于捕捉自由基,防止劣化发生。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明做了详细的说明,但本发明并不局限于以上揭示的实施例,而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (6)
2.如权利要求1所述的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法,其特征在于,所述UV吸收剂选自二苯甲酮、苯并***和三嗪类中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法,其特征在于,所述受阻胺光稳定剂选自巴斯夫944、巴斯夫770和巴斯夫622中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法,其特征在于,所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和三丙二醇丁醚中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法,其特征在于,进行步骤2)前,将所述混合物A的pH调节至8.5~9.0。
6.如权利要求1所述的具有过曝保护的水性UV木器漆的制备方法,其特征在于,所述低速搅拌的搅拌速率为600rpm,所述中速搅拌的搅拌速率为800rpm,所述高度搅拌的搅拌速率为1200rpm。
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