CN110003740A - 一种水性木漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性木漆及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明提供一种水性木漆，按重量份计，包括以下原料：水性丙烯酸乳液70‑80份，水性聚氨酯分散体30‑35份，改性纳米ZrO2浆料10‑12份，润湿剂0.1‑0.3份，附着力促进剂0.1‑0.3份，防腐剂0.1‑0.2份，流平剂0.1‑0.3份，水性蜡乳液2‑5份，成膜助剂0.5‑1份，增稠剂0.2‑0.3份，去离子水5‑10份，此外本发明亦提供了上述水性木漆的制备方法。本发明在将水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体混合的过程中添加改性纳米ZrO2浆料，从而提高了丙烯酸树脂类水性木漆的涂层硬度和耐磨性。

Description

一种水性木漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，更具体的是涉及一种水性木漆及其制备方法。
背景技术
木器漆对于木料及木基材料而言是必不可少的，它可以赋予木器材料诸如颜色、色泽等所需的美学特性，但是更为重要的是，它可以是木器得以抵御潮湿、辐射、生物降解、力学化学损伤所造成的破坏。木器漆的种类主要有丙烯酸乳液木器漆和水性聚氨酯涂料，丙烯酸乳液具有固含量高，干燥速度快、成本低及耐候性好等特点，但却存在成膜性较差，最低成膜温度高，不耐溶剂，及热黏冷脆等缺点，其装饰效果不佳。水性聚氨酯涂料按成膜性能可分为水性聚氨酯分散体涂料和双组分水性聚氨酯涂料，其中水性聚氨酯分散体具有较好的附着力、耐磨性，而丙烯酸树脂拥有优异的耐候性、耐化学性和较好的对颜料的润湿性，将二者进行混合而得到上述优良性能的复合涂料成为人们探索的动力，但是二者的混合效果并不理想，另外其涂膜硬度低、耐划伤性不佳仍需进行有效改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性木漆，以解决目前丙烯酸树脂类涂料热黏冷脆以及其涂层硬度和耐磨性较差的问题；本发明的另一目的在于提供一种水性木漆的制备方法，以得到上述水性木漆。
一种水性木漆，水性木漆包括以下重量份数的原料：水性丙烯酸乳液70-80份，水性聚氨酯分散体30-35份，改性纳米ZrO2浆料10-12份，润湿剂0.1-0.3份，附着力促进剂0.1-0.3份，防腐剂0.1-0.2份，流平剂0.1-0.3份，水性蜡乳液2-5份，成膜助剂0.5-1份，增稠剂0.2-0.3份，去离子水5-10份。
水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯分散体按照一定比例混合，将水性丙烯酸树脂的快干、耐光、耐候性和水性聚氨酯分散体的韧性、低温成膜性能等优点结合起来，可以有效改善热塑型丙烯酸树脂热黏冷脆的缺点，使其涂层具有较好的硬度和韧性，从而提高涂层的硬度和耐划伤性能。本发明中的水性聚氨酯分散体与丙烯酸乳液具有较好的相容性，配合水性蜡乳液进一步改善涂膜的表面摩擦系数，改善涂层表面的硬度和耐划伤性。除此之外，通过添加成膜助剂和改性纳米ZrO2浆料可有效解决涂层成膜速度慢、硬度和耐磨性差的问题。纳米氧化锆的粒子硬度较好且具有较好的耐热稳定性，本发明通过对纳米氧化锆表面的化学改性，提高水性木漆涂层的硬度和耐磨性。
本发明较佳的实施例中，改性纳米ZrO2浆料由以下方法制成，称取30份ZrO2粉末加入至80份超纯水中，然后依次加入1份聚乙二醇单甲醚和0.3份聚丙烯酰胺，并在温度为60-70℃、转速为3000-3300r/min的条件下搅拌3h，再添加1.6份聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌15min，超声处理5h得到改性纳米ZrO2浆料。
在制备过程中，聚乙二醇单甲醚能够先降低ZrO2的表面能，之后添加的阴离子聚丙烯酰胺表面进行包覆，大大改善纳米ZrO2粒子的亲水性，使其具有更好的体系匹配性，能稳定地分散在水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体的体系中。
具体地，上述的纳米ZrO2为粉末状固体，其纯度≥99.99，平均力度为50nm，比表面积为(120±10)m2/g，其中聚丙烯酰胺、聚乙二醇单甲醚以及乙烯吡咯烷酮均为市购的化学纯。
本发明较佳的实施例中，成膜助剂为二丙二醇丁醚。二丙二醇丁醚在水相中的分配系数较小，能停留在乳胶粒子的核中间，可促进乳胶粒子的后期形成连续致密的涂膜，且前者的挥发速度较快，可以调节涂膜的干燥速度，提高涂膜的早期硬度。
本发明较佳的实施例中，润湿剂为改性聚硅氧烷。改性聚硅氧烷能有效降低水性体系的表面张力，显著改善基材润湿性和流动性，消除由表面张力造成的涂膜缺陷，对形成平整、光滑的涂膜，避免涂膜缩孔、缩边现象的形成有很大的帮助。
本发明较佳的实施例中，流平剂为聚醚改性有机烷氧硅。聚醚改性有机烷氧硅可降低涂料表面张力从而控制其表面流动。
本发明较佳的实施例中，附着力促进剂为丙烯酸改性氯化聚烯烃。丙烯酸改性氯化聚烯烃能能明显提高漆料与木质基材的结合力，可增进涂膜的延展性与耐冲击性。
本发明较佳的实施例中，增稠剂为聚氨酯增稠剂。
一种上述水性木漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别称取相应重量份数的原料，先在反应釜中依次添加水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体和去离子水，升温至60-70℃，低速搅拌下，反应1h后降至常温；S2、再于低速搅拌下依次加入流平剂，防腐剂，润湿剂，水性蜡乳液搅拌10-15min；S3、在23-27℃的温度条件下并中速搅拌，此间加入附着力促进剂和成膜助剂，再加入聚氨酯增稠剂，边搅拌边加入改性纳米ZrO2浆料，调整黏度为50-60ku，然后过滤得到产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的水性木漆中水性丙烯酸乳液与水性聚氨酯分散体按照一定比例混合，将水性丙烯酸树脂的快干、耐光、耐候性和水性聚氨酯分散体的韧性、低温成膜性能等优点结合起来，可以有效改善热塑型丙烯酸树脂热黏冷脆的缺点，使其涂层具有较好的硬度和韧性，从而提高涂层的硬度和耐划伤性能。
(2)本发明中的水性聚氨酯分散体与丙烯酸乳液具有较好的相溶性，配合水性蜡乳液进一步改善涂膜的表面摩擦系数，改善涂层表面的硬度和耐划伤性。
(3)本发明中通过添加成膜助剂和改性纳米ZrO2浆料可有效解决涂层成膜速度慢、硬度和耐磨性差的问题。纳米氧化锆的粒子硬度较好且具有较好的耐热稳定性，本发明通过对纳米氧化锆表面的化学改性，提高水性木漆涂层的硬度和耐磨性。
(4)本发明中提供的附着力促进剂丙烯酸改性氯化聚烯烃能能明显提高漆料与木质基材的结合力，增强了与木材的充分润湿，使漆膜与木材更紧密的结合，更有效的对木材进行保护，同时增加了漆膜的柔韧性，更易维持木材的弹性不发生变化。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，将以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
水性丙烯酸乳液70份，水性聚氨酯分散体30份，改性纳米ZrO2浆料10份，改性聚硅氧烷0.1份，丙烯酸改性氯化聚烯烃0.1份，防腐剂0.1份，聚醚改性有机烷氧硅0.1份，水性蜡乳液2份，二丙二醇丁醚0.5份，聚氨酯增稠剂0.2份，去离子水5份。
本实施例的提供的水性木漆的制备方法如下：
分别称取相应重量份数的原料，先在反应釜中依次添加水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体和去离子水，升温至60℃，低速搅拌下，反应1h后降至常温；再于低速搅拌下依次加入聚醚改性有机烷氧硅，防腐剂，改性聚硅氧烷，水性蜡乳液搅拌10min；在23℃的温度条件下并中速搅拌，此间加入丙烯酸改性氯化聚烯烃和二丙二醇丁醚，再加入聚氨酯增稠剂，边搅拌边加入改性纳米ZrO2浆料，调整黏度为50-60ku，然后过滤得到产品。
对本实施例制备得到的水性木漆，进行测试其各项指标如下：
铅笔硬度(擦伤)：2H；耐划伤性(100g)：未划伤；耐磨转数：2100，漆膜质量损失(g·100r-1)：0.045。以上指标符合国家标准《室内用水性木器涂料》HG/T3828-2006B类指标要求。
实施例2
水性丙烯酸乳液75份，水性聚氨酯分散体32份，改性纳米ZrO2浆料11份，改性聚硅氧烷0.2份，丙烯酸改性氯化聚烯烃0.2份，防腐剂0.2份，聚醚改性有机烷氧硅0.2份，水性蜡乳液3份，二丙二醇丁醚0.8份，聚氨酯增稠剂0.2份，去离子水8份。
本实施例的提供的水性木漆的制备方法如下：
分别称取相应重量份数的原料，先在反应釜中依次添加水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体和去离子水，升温至65℃，低速搅拌下，反应1h后降至常温；再于低速搅拌下依次加入聚醚改性有机烷氧硅，防腐剂，改性聚硅氧烷，水性蜡乳液搅拌10min；在23℃的温度条件下并中速搅拌，此间加入丙烯酸改性氯化聚烯烃和二丙二醇丁醚，再加入聚氨酯增稠剂，边搅拌边加入改性纳米ZrO2浆料，调整黏度为50-60ku，然后过滤得到产品。
铅笔硬度(擦伤)：2H；耐划伤性(100g)：未划伤；耐磨转数：2200，漆膜质量损失(g·100r-1)：0.039。以上指标符合国家标准《室内用水性木器涂料》HG/T3828-2006B类指标要求。
实施例3
水性丙烯酸乳液80份，水性聚氨酯分散体35份，改性纳米ZrO2浆料12份，改性聚硅氧烷0.3份，丙烯酸改性氯化聚烯烃0.3份，防腐剂0.2份，聚醚改性有机烷氧硅0.3份，水性蜡乳液5份，二丙二醇丁醚1份，聚氨酯增稠剂0.3份，去离子水10份。
本实施例的提供的水性木漆的制备方法如下：
分别称取相应重量份数的原料，先在反应釜中依次添加水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体和去离子水，升温至70℃，低速搅拌下，反应1h后降至常温；再于低速搅拌下依次加入聚醚改性有机烷氧硅，防腐剂，改性聚硅氧烷，水性蜡乳液搅拌10min；在23℃的温度条件下并中速搅拌，此间加入丙烯酸改性氯化聚烯烃和二丙二醇丁醚，再加入聚氨酯增稠剂，边搅拌边加入改性纳米ZrO2浆料，调整黏度为50-60ku，然后过滤得到产品。
铅笔硬度(擦伤)：2H；耐划伤性(100g)：未划伤；耐磨转数：2250，漆膜质量损失(g·100r-1)：0.032。以上指标符合国家标准《室内用水性木器涂料》HG/T3828-2006B类指标要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种水性木漆，其特征在于，所述水性木漆包括以下重量份数的原料：
水性丙烯酸乳液70-80份，水性聚氨酯分散体30-35份，改性纳米ZrO2浆料10-12份，润湿剂0.1-0.3份，附着力促进剂0.1-0.3份，防腐剂0.1-0.2份，流平剂0.1-0.3份，水性蜡乳液2-5份，成膜助剂0.5-1份，增稠剂0.2-0.3份，去离子水5-10份。
2.根据权利要求1所述的水性木漆，其特征在于，所述改性纳米ZrO2浆料由以下方法制成，称取30份ZrO2粉末加入至80份超纯水中，然后依次加入1份聚乙二醇单甲醚和0.3份聚丙烯酰胺，并在温度为60-70℃、转速为3000-3300r/min的条件下搅拌3h，再添加1.6份聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌15min，超声处理5h得到改性纳米ZrO2浆料。
3.根据权利要求1所述的水性木漆，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚。
4.根据权利要求1所述的水性木漆，其特征在于，所述润湿剂为改性聚硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的水性木漆，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性有机烷氧硅。
6.根据权利要求1所述的水性木漆，其特征在于，所述附着力促进剂为丙烯酸改性氯化聚烯烃。
7.根据权利要求1所述的水性木漆，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述水性木漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别称取相应重量份数的原料，先在反应釜中依次添加水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体和去离子水，升温至60-70℃，低速搅拌下，反应1h后降至常温；
S2、再于低速搅拌下依次加入流平剂，防腐剂，润湿剂，水性蜡乳液搅拌10-15min；
S3、在23-27℃的温度条件下并中速搅拌，此间加入附着力促进剂和成膜助剂，再加入聚氨酯增稠剂，边搅拌边加入改性纳米ZrO2浆料，调整黏度为50-60ku，然后过滤得到产品。
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