CN111849295A - 一种基材擦色剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基材擦色剂，包括主成分和配套色浆，所述主成分和配套色浆按照100：(5‑30)的比例进行混合；所述主成分，按重量百分比由以下组分组成：水性丙烯酸乳液10‑50％，pH调节剂0.2‑0.5％，润湿剂0.3‑0.5％，消泡剂0.2‑0.5％，成膜助剂2‑5％，慢干剂5‑40％，去离子水5‑20％，防霉剂0.1‑0.3％，膨润土0.3‑0.5％。这种基材擦色剂，通过用多层核壳结构水性丙烯酸乳液作为主体树脂，并搭配其他助剂，使得漆膜具有优异的擦试性和着色性，应用这种擦色剂无需喷涂水性封闭底漆，即可达到良好的封装效果和色彩自然性。本发明还提供了该基材擦色剂的制备方法。

Description

一种基材擦色剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料生产的技术领域，尤其是涉及一种水性基材擦色剂及其制备方法。
背景技术
随着各地环保政策的施行，人们对绿色环保涂装的意识也越来越强，家居类涂料水性化成为产品的应用趋势。
擦色剂主要是用于基材着色的涂装产品，在现有的市场上，水性底水性面和UV底水性面的产品在做透明有色工艺时，经常要做格丽斯擦拭，水性化的操作工艺为水性封闭底-水性格丽斯-水性透明底-水性面漆；UV工艺：水性格丽斯-UV底-UV底-UV面漆(水性面漆)。在以上的工艺中：水性工艺普遍存在格丽斯擦试性不好，着色不均匀的问题；UV工艺存在最大的问题就是实木拼板时，由于木材品质不一，容易造成局部吃色、渗色，整体颜色不一，严重影响涂装的美观性；同时与UV底的层间附着力较差。
公开号为CN104046240A的中国专利，公开了种水性擦色格丽斯基料，按照重量百分比包括以下组分制成：水性树脂A10％-15％、水性树脂B5％-10％、分散剂1％-3％、防霉剂0.1％-0.3％、增稠剂0.5％-1％、填料15％-25％、醇醚类溶剂25％-45％，消泡剂0.1％-0.5％、PH值调节剂0.5％-1.5％、色浆6％-30％、余量为水。该水性擦拭格丽斯基料用着色辊涂机对木器着色，其施工方便。但该水性擦色格丽斯基料在封装和渗色性这块，其附着力还有待验证。
因此，如何提供一种附着力好的基材擦色剂，使整体颜色同一，是本领域的技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基材擦色剂，通过用多层核壳结构水性丙烯酸乳液作为主体树脂，并搭配其他助剂，使得漆膜具有优异的擦试性和着色性，应用这种擦色剂无需喷涂水性封闭底漆，即可达到良好的封装效果和色彩自然性。本发明还提供了该基材擦色剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基材擦色剂，包括主成分和配套色浆，所述主成分和配套色浆按照100：(5-30)的比例进行混合；
所述主成分，按重量百分比由以下组分组成：
Figure BDA0002632458090000021
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述水性丙烯酸乳液为多层核壳结构的水性丙烯酸乳液，其最低成膜温度MFFT在5-20℃之间。这种具有多层核壳结构的水性丙烯酸乳液，具有良好的附着力、成膜性、耐水性和透明度，规格型号优选使用BASF公司的J95。
该树脂的MFFT在5-20℃，使其具有很好的低温成膜性，成膜助剂的需求量少，更低的VOC值；而且，树脂的乳液粒径小，粒径小的树脂具有良好的通透性、暖木效果、润湿性、渗透性和封闭性，本发明所提供的水性擦色剂因其树脂的特点所具备的良好封闭性，在实际应用当中即可作封闭底漆使用，还具有着色效果，与传统工艺相比可节省一道水性封闭底漆，在节约成本的同时且提高了客户的生产效率。
pH调节剂，主要用于提高体系的pH值，规格型号优选使用DOW公司的AMP-95。
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述润湿剂为聚醚改性硅烷溶液，其具有强烈降表面张力和显著提高基材润湿的能力。规格型号优选毕克化学的BYK-346。
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述消泡剂包括聚硅氧烷、脂肪族矿物油、有机改性聚硅氧烷、气相二氧化硅改性聚醚硅氧烷或聚醚硅氧烷的任意一种或几种。规格型号可选择德固赛公司的TEGO825和TEGO810，以及毕克化学的BYK019、BYK022和BYK024。
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述成膜助剂包括二丙二醇丁醚(DPnB)、丙二醇单丁醚(DPM)或乙二醇丁醚(BG)的至少一种。
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述慢干剂为丙二醇、乙二醇或甘油的至少一种，其用来调节主剂的干燥速度，干燥的快慢决定了主剂的擦试性。
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述防霉剂的主要成分为二氯辛基异噻唑啉酮，可配制成溶液，可以用于保护漆膜和涂层的液体防霉防藻，作为一种高性能防腐剂，可以有效抑制表面霉菌的生长，并具有优异的防藻抗菌活性，规格型号优选为DOW公司的342。
作为本发明的技术方案的进一步描述，所述膨润土为有机改性锂蒙脱石粘土，主要给予主剂良好的罐内粘度及在施工时良好的触变性，规格型号优选海名斯的EW或DE。
该有机改性锂蒙脱石粘土作为体系的增稠剂，并为体系提供良好的触变性。普通的聚氨酯缔合型增稠剂在含慢干剂多的体系中无法起到增稠作用，而本发明所使用的有机改性锂蒙脱石粘土对水相增稠效率高，且受含溶剂多少影响小。有机改性锂蒙脱石粘土的另一个优点是其提供良好的触变性，在擦试的过程中具有擦试阻力小和润湿性好的特点，大大提高了可操作性。
优选地，一种基材擦色剂，所述主成分和配套色浆按照100：20的比例进行混合；
所述主成分，按重量百分比由以下组分组成：
Figure BDA0002632458090000031
这种水性擦色剂，具有较好的擦试性，其开放时间长，而且该擦色剂与UV结合有优异附着力，应用这种擦色剂无需喷涂水性封闭底漆，即可达到良好的封装效果和色彩自然性。
本发明还提供了上述基材擦色剂的制备方法，按以下步骤进行制备：
S1.在制漆缸中，投入水性丙烯酸乳液，然后在搅拌的条件下投入pH调节剂，以600-800r/min的速度分散，将pH值调到8-9；
S2.依次投入润湿剂和消泡剂，以800-1000r/min的速度分散5分钟；
S3.预先将成膜助剂、慢干剂和去离子水混合均匀，在搅拌条件下，缓慢投入到制漆缸中；
S4.最后将防霉剂和膨润土缓慢依次投入到制漆缸中，以1000-1200r/min的速度搅拌20分钟即可。
S5.将主成分与配套色浆按照100：(5-30)的比例进行混合，并调整到适合的施工粘度，便可均匀的擦涂于木材上，干燥后即可获得优异的木纹色彩效果。
采用上述制备方法制备的到的基材擦色剂，具有优异的擦拭性，尤其是在做美式涂装时具有优异的着色性和和可擦试的开放时间；同时，在多种底材上附着力好且与油性漆做搭配工艺时也具有优异附着力，可作为UV底漆与木材之间的架桥漆，着色的同时又兼顾了优秀的附着力，该二合一功能大大提高了UV在木材上的施工性。
基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：
(1)本发明提供的基材擦色剂，选用多层核壳结构水性丙烯酸乳液作为主体树脂，具有良好的耐水性能和优异的附着力；所选树脂的MFFT在5-20℃，使其具有很好的低温成膜性，成膜助剂的需求量少，更低的VOC值；而且，该水性擦色剂因其树脂的特点所具备的良好封闭性，在实际应用当中即可作封闭底漆使用，还具有着色效果，与传统工艺相比可节省一道水性封闭底漆，在节约成本的同时且提高了客户的生产效率。
(2)本发明的基材擦色剂，使用有机改性锂蒙脱石粘土作为增稠剂，其水相增稠效率高，且受含溶剂多少影响小，并为体系提供良好的触变性，在擦试的过程中具有擦试阻力小和润湿性好的特点，大大提高了可操作性。
(3)本发明的基材擦色剂，在多种基材(底材)上附着力好，与水性漆或油性漆搭配时也具有优秀的附着力，还具有二合一的功能，提高了UV在木材上的施工性。该基材擦色剂，解决了传统水性擦色剂中存在的无法与木材直接施工，着色性差、渗色性不平衡和可擦拭性差的问题。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。本发明给出了的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
一种基材擦色剂，包括主成分和配套色浆，主成分和配套色浆按照100：(5-30)的比例进行混合；
主成分按重量百分比由以下组分组成：
Figure BDA0002632458090000051
水性丙烯酸乳液为多层核壳结构的水性丙烯酸乳液，其最低成膜温度MFFT在5-20℃之间，规格型号选用BASF公司的J95。
pH调节剂，主要用于提高体系的pH值，规格型号选用DOW公司的AMP-95。
润湿剂为聚醚改性硅烷溶液，规格型号优选毕克化学的BYK-346。
消泡剂包括聚硅氧烷、脂肪族矿物油、有机改性聚硅氧烷、气相二氧化硅改性聚醚硅氧烷或聚醚硅氧烷的任意一种或几种。规格型号可选择德固赛公司的TEGO825和TEGO810，以及毕克化学的BYK019、BYK022和BYK024。
成膜助剂包括二丙二醇丁醚(DPnB)、丙二醇单丁醚(DPM)或乙二醇丁醚(BG)的至少一种。
慢干剂为丙二醇、乙二醇或甘油的至少一种，其用来调节主剂的干燥速度，干燥的快慢决定了主剂的擦试性。
防霉剂的主要成分为二氯辛基异噻唑啉酮，可配制成溶液，规格型号优选为DOW公司的342。
膨润土为有机改性锂蒙脱石粘土，，规格型号优选海名斯的EW或DE。
在实际生产过程中，按照以下组分重量份数和比例，制备主成分：
(1)主成分的原料(组分)，其重量份数和配比见表1。
表1主成分原料(组分)的重量份数和配比
Figure BDA0002632458090000061
以上主成分的制备方法如下：
S1.在制漆缸中，投入水性丙烯酸乳液，然后在搅拌的条件下投入pH调节剂，以600-800r/min的速度分散，将pH值调到8-9；
S2.依次投入润湿剂和消泡剂，以800-1000r/min的速度分散5分钟；
S3.预先将成膜助剂、慢干剂和去离子水混合均匀，在搅拌条件下，缓慢投入到制漆缸中；
S4.最后将防霉剂和膨润土缓慢依次投入到制漆缸中，以1000-1200r/min的速度搅拌20分钟至完全混合均匀，过滤后包装。
实施例1
将主成分-A与配套色浆按照100：20的比例进行混合，并调整到适合的施工粘度，即得实施例1的基材擦色剂。
实施例2
将主成分-B与配套色浆按照100：15的比例进行混合，并调整到适合的施工粘度，即得实施例2的基材擦色剂。
实施例3
将主成分-C与配套色浆按照100：25的比例进行混合，并调整到适合的施工粘度，即得实施例3的基材擦色剂。
实施例4
将主成分-C与配套色浆按照100：5的比例进行混合，并调整到适合的施工粘度，即得实施例4的基材擦色剂。
对比例1
普通水性擦色剂。
将实施例1-实施例4的基材擦色剂，以及对比例1的普通水性擦色剂分别进行擦色剂应用测试、擦拭性对比测试、可擦拭的开放时间，附着力测试，冷热循环测试。具体方法如下：
(1)水性基材擦色剂应用测试方法如下：
对比润湿性能，准备两块实木拼接板材，如水曲柳、黑胡桃等，注意挑选木纹一致的板材，然后用240#砂纸砂光平整即可，将调好色的对比例1的普通水性擦色剂和实施例1-实施例4的基材擦色剂同时倒入适量在板材上，然后用碎布均匀画圈擦涂，对比木材导管处着色效果，导管着色均匀代表润湿性好。
(2)擦拭性对比测试方法：按照水性基材擦色剂应用测试方法，在木材上均匀擦试，手感觉擦试的阻力大小，擦试性越好的阻力越小。
(3)可擦试的开放时间：按照水性基材擦色剂应用测试方法，在木材上均匀擦试，然后常温分别待干3min、5min、8min和10min，在到达相应的时间段用碎布去收干净表面残留擦色剂，表面颜色擦不动代表开放时间短，根据实际操作要求开放时间应达到5-10min。
(4)附着力测试：在擦色剂30-35℃烘烤20-30min后，喷涂水性透明底和UV底漆，水性底漆待干燥3天后测附着力，百格应大于1级；UV底可在过灯后冷却20min测试，百格应大于1级。
(5)冷热循环测试：按照附着力测试工艺制作好的底漆板，放入冷热循环实验机器中，温度设置-20℃-60℃，低温恒温2h，高温恒温2h，测试10个循环，然后取出对比附着力是否变差，观察透明度是否变差，以及是否发霉等。
将实施例1-实施例4的基材擦色剂，以及对比例1的普通水性擦色剂，进行检测。测试结果见表2。
表3实施例1-实施例4，对比例1的基材擦色剂的性能测试结果
Figure BDA0002632458090000081
Figure BDA0002632458090000091
从表2可以看出，实施例1-实施例4的基材擦色剂在细度、贮存稳定性、附着力、擦拭性和开放时间等方面具有优异的表现，在开放时间的检测数值上，实施例1-实施例4的基材擦色剂的开放时间要明显大于对比例1的普通水性擦色剂的开放时间，在附着力的测试结果上，也有较大优势。
因此，实施例1-4提供的基材擦色剂，在多种基材(底材)上附着力好，与其他漆搭配时也具有优秀的附着力，还具有二合一的功能，提高了UV在木材上的施工性，解决了传统水性擦色剂中存在的无法与木材直接施工，着色性差、渗色性不平衡和可擦拭性差的问题。
以上内容仅仅为本发明的结构所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基材擦色剂，其特征在于，包括主成分和配套色浆，所述主成分和配套色浆按照100：(5-30)的比例进行混合；
所述主成分，按重量百分比由以下组分组成：
Figure FDA0002632458080000011
2.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液为多层核壳结构的水性丙烯酸乳液，其最低成膜温度MFFT在5-20℃之间。
3.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述润湿剂为聚醚改性硅烷溶液。
4.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述消泡剂包括聚硅氧烷、脂肪族矿物油、有机改性聚硅氧烷、气相二氧化硅改性聚醚硅氧烷或聚醚硅氧烷的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述成膜助剂包括二丙二醇丁醚、丙二醇单丁醚或乙二醇丁醚的至少一种。
6.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述慢干剂为丙二醇、乙二醇或甘油的至少一种。
7.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述防霉剂的主要成分为二氯辛基异噻唑啉酮，所述膨润土为有机改性锂蒙脱石粘土。
8.根据权利要求1所述的基材擦色剂，其特征在于，所述主成分和配套色浆按照100：20的比例进行混合；
所述主成分，按重量百分比由以下组分组成：
Figure FDA0002632458080000012
Figure FDA0002632458080000021
9.一种如权利要求1-8任一所述的基材擦色剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行制备：
S1.在制漆缸中，投入水性丙烯酸乳液，然后在搅拌的条件下投入pH调节剂，以600-800r/min的速度分散，将pH值调到8-9；
S2.依次投入润湿剂和消泡剂，以800-1000r/min的速度分散5分钟；
S3.预先将成膜助剂、慢干剂和去离子水混合均匀，在搅拌条件下，缓慢投入到制漆缸中；
S4.最后将防霉剂和膨润土缓慢依次投入到制漆缸中，以1000-1200r/min的速度搅拌20分钟，即得主成分；
S5.将主成分与配套色浆按照100：(5-30)的比例进行混合，并调整到适合的施工粘度。
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