CN111534205A

CN111534205A - 一种高级木器工艺品涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN111534205A
Application number: CN202010446837.4A
Authority: CN
Inventors: 王刚; 王丽; 赵春连
Original assignee: Anhui Chijiahan Household Handicraft Co ltd
Current assignee: Anhui Chijiahan Household Handicraft Co ltd
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2020-08-14

Abstract

本发明公开了一种高级木器工艺品涂料，包括底漆和固化剂，所述底漆包括如下重量份的原料：改性环氧树脂60‑70、氧化石墨烯2‑3、偶联剂0.8‑1份、消泡剂0.2‑0.3、增稠剂0.4‑0.5份、基材润湿剂0.7‑0.9份、流平剂0.1‑0.2份、二丙二醇丁醚4‑5份、水12‑15份；所述固化剂为多异氰酸酯固化剂，改性环氧树脂中羟基与异氰酸酯基的物质的量之比为1:1.3‑1.4。本发明通过采用改性环氧树脂作为涂料的树脂基体，采用改性剂对环氧树脂链接枝改性，再与聚氨酯共聚，不仅能够实现环氧树脂与聚氨酯的性能互补，使涂膜具有优异的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽及耐液体介质性能；得到的涂料适用于高级木器工艺品的表面涂覆，在其表面形成防护性能强的漆膜。

Description

一种高级木器工艺品涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料生产领域，具体地，涉及一种高级木器工艺品涂料及其制备方法。

背景技术

众所周知，木器工艺品要求细致的工艺，木器制品要在木材的选取、图案的刻画、外观的优美、使用的时间等等方面都要达到完美。由于木器工艺品在日本、新加坡、中国台湾、马来西亚等国非常盛行，这些国家的气候有着其独特的一面。特别是受海洋气候及环境的影响，要求木器制品对于温、湿度有很好的适应能力，能够有很好的耐腐蚀性能。从木器制品的使用功能考虑，其大多为高级工艺品，因此对于其外观要求非常严格。这也就给涂料和涂装工艺提出了很高的要求。不但要求很好的平面效果、鲜映性，还因为运输的原因要求很好的耐磨性。

专利号为CN201910014376.0的中国发明专利公开了一种低VOC高性能双组分水性聚氨酯木器涂料及其制备方法，该涂料主要由主漆和固化剂组成，所述主漆主要由以下质量百分比的原料制备而成：水7-15％、有机硅改性丙烯酸羟基乳液85-92％、消泡剂0.1-0.3％、润湿剂0.2-0.3％、杀菌剂0.1-0.2％、增稠剂0.3-0.4％；所述固化剂为有机硅改性水性脂肪族异氰酸酯固化剂，所述主漆和固化剂的质量比为10-12:1。该申请具备低VOC的特性，但是在耐腐蚀性上仍有所欠缺，会影响对木器工艺品的防护性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高级木器工艺品涂料及其制备方法，通过采用改性环氧树脂作为涂料的树脂基体，先采用改性剂对环氧树脂链接枝改性，再与聚氨酯共聚，不仅能够实现环氧树脂与聚氨酯的性能互补，所制备的涂膜具有优异的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽及耐液体介质性能；而且改性剂的接枝能够提高涂膜的致密性和强度，进一步涂料对木器工艺品具有优异的防腐蚀和防护作用；此外，改性剂分子上含有与苯环直接相连的-NH₂，能够与氧化石墨烯表面的-COOH基团作用，提高氧化石墨烯与树脂基体的结合力，促进氧化石墨烯在涂料中的分散，提高氧化石墨烯对涂料的抑菌、防腐性能；得到的涂料适用于高级木器工艺品的表面涂覆，在其表面形成防护性能强的漆膜。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高级木器工艺品涂料，包括底漆和固化剂，所述底漆包括如下重量份的原料：改性环氧树脂60-70、氧化石墨烯2-3、偶联剂0.8-1份、消泡剂0.2-0.3、增稠剂0.4-0.5份、基材润湿剂0.7-0.9份、流平剂0.1-0.2份、二丙二醇丁醚4-5份、水12-15份；

所述固化剂为多异氰酸酯固化剂WT101，其中，改性环氧树脂中羟基与异氰酸酯基的物质的量之比为1:1.3-1.4。

进一步地，所述改性环氧树脂由如下方法制备：

S1、将乙醇胺加入反应釜中，在120-150r/min的匀速搅拌下加入碳酸钠粉末，升高温度，于50-60℃下缓慢滴加溶有对氯苯胺的DMF溶液，滴完后，升温至100-110℃反应100-120min，反应停止后趁热压滤，对滤液进行减压精馏，于抽真空的条件下收集153-156℃的馏分，制得改性剂；

S2、将改性剂与双酚A环氧树脂装入带有加热装置、温度计、搅拌器及冷凝管的四口烧瓶中，加入适量丙酮，加热搅拌，回流反应5h，得到含有中间体的丙酮溶液；

S3、再按比例加入二羟甲基丙酸与1,6-己二异氰酸酯继续回流反应4-5h，然后用与二羟甲基丙酸等物质的量的N,N-二甲基乙醇胺中和，继续回流反应 30-40min，反应结束后停止加热，滴加水搅拌分散至体系固含量为38-42％，冷却后减压蒸除丙酮，得到改性环氧树脂。

进一步地，步骤S1中溶有对氯苯胺的DMF溶液的对氯苯胺的质量浓度为 15％，乙醇胺：溶有对氯苯胺的DMF溶液：碳酸钠粉末的用量之比为3g：6-7mL： 1.0-1.1g。

进一步地，步骤S2中改性剂、双酚A环氧树脂、丙酮的用量之比为1g：6.5g： 30mL。

进一步地，步骤S3中二羟甲基丙酸、1,6-己二异氰酸酯的物质的量之比为 1:0.9；二者的加入量为S2制得的丙酮溶液的9-10％。

一种高级木器工艺品涂料的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将水、改性环氧树脂混合后边搅拌边加入氧化石墨烯、偶联剂、消泡剂、基材润湿剂、流平剂和二丙二醇丁醚，之后继续搅拌25-30min，然后加入增稠剂，加完后，继续搅拌10-20min，过滤，即得底漆；

第二步、将底漆和固化剂混合均匀，制得涂料。

本发明的有益效果：

本发明采用改性环氧树脂作为涂料的树脂基体，先采用改性剂对环氧树脂链接枝改性，再与聚氨酯共聚，改性剂分子上的-NH-与双酚A型环氧树脂端侧的环氧基团发生开环加成反应，将改性剂分子引入环氧树脂分子链，得到改性环氧树脂；环氧基团开环反应会形成-OH，加上改性剂本身含有的-OH，使得改性环氧树脂分子结构包含有多羟基，-OH能够与固化剂中的异氰酸酯基团反应，提高涂膜的交联程度，进而提高涂膜的致密性和强度，致密性能够降低酸雾或者腐蚀介质透过涂膜的能力，使涂料对木器工艺品具有优异的防腐蚀和防护作用；同时，改性剂分子接枝于环氧树脂分子链引入了叔胺基团，能够起到催化作用，使环氧树脂与异氰酸酯交联反应速度加快，并且叔胺基团直接连接有苯环，位阻效应较大，使得其催化羟基与异氰酸酯基以及水与异氰酸酯基的反应较为温和，涂膜的形成过程温和，不容易出现起泡等现象；将双酚A环氧树脂主链引入到双组分水性聚氨酯涂料中，可实现环氧树脂与聚氨酯的性能互补，所制备的涂膜具有优异的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽及耐液体介质性能；另外，改性剂分子上含有与苯环直接相连的-NH₂，能够与氧化石墨烯表面的-COOH基团作用，提高氧化石墨烯与树脂基体的结合力，促进氧化石墨烯在涂料中的分散，提高氧化石墨烯对涂料的抑菌、防腐性能；

本发明通过采用改性环氧树脂作为涂料的树脂基体，先采用改性剂对环氧树脂链接枝改性，再与聚氨酯共聚，不仅能够实现环氧树脂与聚氨酯的性能互补，所制备的涂膜具有优异的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽及耐液体介质性能；而且改性剂的接枝能够提高涂膜的致密性和强度，进一步涂料对木器工艺品具有优异的防腐蚀和防护作用；此外，改性剂分子上含有与苯环直接相连的-NH₂，能够与氧化石墨烯表面的-COOH基团作用，提高氧化石墨烯与树脂基体的结合力，促进氧化石墨烯在涂料中的分散，提高氧化石墨烯对涂料的抑菌、防腐性能；得到的涂料适用于高级木器工艺品的表面涂覆，在其表面形成防护性能强的漆膜。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种高级木器工艺品涂料，包括底漆和固化剂，底漆包括如下重量份的原料：改性环氧树脂60-70、氧化石墨烯2-3、偶联剂0.8-1份、消泡剂0.2-0.3、增稠剂0.4-0.5份、基材润湿剂0.7-0.9份、流平剂0.1-0.2份、二丙二醇丁醚4-5份、水12-15份；

固化剂为多异氰酸酯固化剂WT101，其中，控制改性环氧树脂中羟基与异氰酸酯基的物质的量之比为1:1.3-1.4；

其中，改性环氧树脂由如下方法制备：

S1、将乙醇胺加入反应釜中，在120-150r/min的匀速搅拌下加入碳酸钠粉末，升高温度，于50-60℃下缓慢滴加溶有对氯苯胺的DMF溶液(该溶液中对氯苯胺的质量浓度为15％)，滴完后，升温至100-110℃反应100-120min，反应停止后趁热压滤，对滤液进行减压精馏，于抽真空的条件下收集153-156℃的馏分，制得改性剂；

其中，乙醇胺：溶有对氯苯胺的DMF溶液：碳酸钠粉末的用量之比为3g： 6-7mL：1.0-1.1g；

乙醇胺分子上的-NH₂与对氯苯胺分子上的-Cl发生取代反应，形成仲胺基，合成得到改性剂，改性剂分子上包含有苯环、与苯环直接连接的氨基、-NH-和醇羟基；

改性剂、双酚A环氧树脂、丙酮的用量之比为1g：6.5g：30mL；

S3、再按比例加入二羟甲基丙酸与1,6-己二异氰酸酯继续回流反应4-5h，然后用与二羟甲基丙酸等物质的量的N,N-二甲基乙醇胺中和，继续回流反应 30-40min，反应结束后停止加热，滴加水搅拌分散至体系固含量为38-42％，冷却后减压蒸除丙酮，得到改性环氧树脂；

其中，二羟甲基丙酸、1,6-己二异氰酸酯的物质的量之比为1:0.9；二者的加入量为S2制得的丙酮溶液的9-10％；

改性剂分子上的-NH-与双酚A型环氧树脂端侧的环氧基团发生开环加成反应，将改性剂分子引入环氧树脂分子链，得到改性环氧树脂；环氧基团开环反应会形成-OH，加上改性剂本身含有的-OH，使得改性环氧树脂分子结构包含有多羟基，-OH能够与固化剂中的异氰酸酯基团反应，提高涂膜的交联程度，进而提高涂膜的致密性和强度，致密性能够降低酸雾或者腐蚀介质透过涂膜的能力，使涂料对木器工艺品具有优异的防腐蚀和防护作用；同时，改性剂分子接枝于环氧树脂分子链引入了叔胺基团，能够起到催化作用，使环氧树脂与异氰酸酯交联反应速度加快，并且叔胺基团直接连接有苯环，位阻效应较大，使得其催化羟基与异氰酸酯基以及水与异氰酸酯基的反应较为温和，涂膜的形成过程温和，不容易出现起泡等现象；将双酚A环氧树脂主链引入到双组分水性聚氨酯涂料中，可实现环氧树脂与聚氨酯的性能互补，所制备的涂膜具有优异的耐冲击性、附着力、柔韧性、硬度、光泽及耐液体介质性能；另外，改性剂分子上含有与苯环直接相连的-NH₂，能够与氧化石墨烯表面的-COOH基团作用，提高氧化石墨烯与树脂基体的结合力，促进氧化石墨烯在涂料中的分散，提高氧化石墨烯对涂料的抑菌、防腐性能；

该涂料的制备方法如下：

第二步、将底漆和固化剂混合均匀，制得涂料。

实施例1

固化剂为多异氰酸酯固化剂WT101，其中，控制改性环氧树脂中羟基与异氰酸酯基的物质的量之比为1:1.3-1.4。

实施例2

实施例3

对比例

将实施例1中的改性环氧树脂换为普通环氧树脂，其余原料及制备过程不变。

对实施例1-3和对比例得到的涂料喷涂于经过底漆处理过的木板表面，充分交联成膜后测定漆膜性能：按《室内装饰装修用水性木器涂料》(GB/T 23999-2009)测定涂料及漆膜性能，测试结果如下表所示：

由上表可知，实施例1-3制得的涂膜具有良好的光泽性、耐冲击性和附着力，并具有极高的耐水和耐盐雾性能；相较于对比例，说明环氧树脂经过改性剂改性、聚氨酯共聚后，能够显著提升涂膜的各项性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高级木器工艺品涂料，其特征在于，包括底漆和固化剂，所述底漆包括如下重量份的原料：改性环氧树脂60-70、氧化石墨烯2-3、偶联剂0.8-1份、消泡剂0.2-0.3、增稠剂0.4-0.5份、基材润湿剂0.7-0.9份、流平剂0.1-0.2份、二丙二醇丁醚4-5份、水12-15份；

2.根据权利要求1所述的一种高级木器工艺品涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂由如下方法制备：

S3、再按比例加入二羟甲基丙酸与1,6-己二异氰酸酯继续回流反应4-5h，然后用与二羟甲基丙酸等物质的量的N,N-二甲基乙醇胺中和，继续回流反应30-40min，反应结束后停止加热，滴加水搅拌分散至体系固含量为38-42％，冷却后减压蒸除丙酮，得到改性环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的一种高级木器工艺品涂料，其特征在于，步骤S1中溶有对氯苯胺的DMF溶液的对氯苯胺的质量浓度为15％，乙醇胺：溶有对氯苯胺的DMF溶液：碳酸钠粉末的用量之比为3g：6-7mL：1.0-1.1g。

4.根据权利要求2所述的一种高级木器工艺品涂料，其特征在于，步骤S2中改性剂、双酚A环氧树脂、丙酮的用量之比为1g：6.5g：30mL。

5.根据权利要求2所述的一种高级木器工艺品涂料，其特征在于，步骤S3中二羟甲基丙酸、1,6-己二异氰酸酯的物质的量之比为1:0.9；二者的加入量为S2制得的丙酮溶液的9-10％。

6.根据权利要求1所述的一种高级木器工艺品涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第二步、将底漆和固化剂混合均匀，制得涂料。