CN114517050A - 木器用封闭底漆和含有由该封闭底漆形成的封闭底漆层的制品 - Google Patents

木器用封闭底漆和含有由该封闭底漆形成的封闭底漆层的制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种木器用封闭底漆和含有由该封闭底漆形成的封闭底漆层的制品。具体地，所述木器用封闭底漆包含：A组分，所述A组分含有可水分散性异氰酸酯和溶剂，所述A组分的固含量在60‑100wt％范围内。

Description

木器用封闭底漆和含有由该封闭底漆形成的封闭底漆层的 制品
技术领域
本发明涉及一种木器用封闭底漆和含有由该封闭底漆形成的封闭底漆层的制品，所述封闭底漆层形成于木制基材表面，能够起到防涨筋的作用。
背景技术
木质产品，包括木制家具，是工业和生活中最常用的产品之一，其主要由表面具有毛细管多孔结构的木质基材制成。在涂装之前，为了获得光滑的表面，通常必须先抛光木质基材。然而，该过程不可避免地导致在木质基材的表面留下大量松散结合的木材纤维。当在处理过的基材上涂覆水性木器漆时，水很容易地渗透到基材的毛细管中，引起毛细管膨胀，导致松散结合的纤维突出到经打磨的表面，形成表面凹凸不平的涂层，称为“涨筋”现象。这种现象的存在会显著降低涂膜的装饰效果。
目前，用于减少或消除由水性木器漆引起的“涨筋”问题的方法通常包括两种：1)采用快干水性丙烯酸乳液或水性聚氨酯分散体作为成膜树脂来制漆，利用其快干、渗透好的特点来控制涨筋并实现封闭效果。由于施工固含量不高，漆膜交联程度不高，因此填充效果一般，防涨筋能力有限，且对整体漆膜的透明度有影响。2)采用可水溶的丙烯酸树脂作为成膜树脂来制漆，利用其自干型树脂的特性的特点来控制涨筋并实现封闭效果。缺点是入孔性较差；对一些易收缩的基材防涨筋效果一般；而且VOC超标，气味大。
因此，木器涂料工业中仍存在进一步改善木质基材的防“涨筋”涂层的需求。
发明内容
本发明一方面公开了一种木器用封闭底漆，其为单组分涂料组合物，其包含：A组分，所述A组分包含可水分散性异氰酸酯和溶剂，所述A组分的固含量在60-100wt％范围内，优选在65-90wt％范围内。
本发明的还要另一方面公开了一种木器用封闭底漆，其为双组分涂料组合物，包含：A组分，所述A组分包含可水分散性异氰酸酯和溶剂，所述A组分的固含量在60-100wt％范围内，优选在65-90wt％范围内；和B组分，所述B组分包含(甲基)丙烯酸羟烷基酯。
本发明的还要另一方面提供了一种制品，所述制品包含具有至少一个主表面的木质基材；以及直接涂覆在所述木质基材的主表面上的由本发明的木器用封闭底漆形成的封闭底漆层。
在本发明中，发明人开创性地将可水分散性异氰酸酯作为封闭底漆的主要成分，可水分散性异氰酸酯的异氰酸酯基团(NCO基团)可与木材中的羟基、羧基等发生反应，在木材的表面形成致密的漆膜，从而在木材上形成封闭涂层，起到防涨筋的作用。此外，根据本发明的包含A组分的木器用封闭底漆具有较高的固含量，其可直接涂在木质基材的主表面上，所得封闭底漆层的防涨筋效果和附着力都很优异。
令人惊讶的是，根据本发明的木器用封闭底漆可以进一步包含B组分，所述B组分为小分子的(甲基)丙烯酸羟烷基酯。在这种情况下，该木器用封闭底漆为双组分涂料组合物，A组分和B组分具有非常好的相容性和施工宽容度，干膜透明度优异。两者混合后具有优异的水溶性，可以用水直接清洗设备及工具，具有较好的环保性。由于(甲基)丙烯酸羟烷基酯的优异入孔性和润湿性，随着A、B组分在木材表面及内部快速反应，反应交联密度更大，形成致密且有韧性的交联结构，能够有效地对木材表面进行固定，可以实现明显更优的防涨筋效果，这在本发明之前是难以预见到的。
本发明的发明人还惊讶地发现，由根据本发明的双组分木器用封闭底漆与传统水性封闭底漆相比有如下优势：
(1).优异的入孔性及润湿性：由于水溶性单体分子量小且粒径小的特点，根据本发明的木器用封闭底漆在各种木质基材上均具有优异的入孔及润湿性；
(2).优异的防涨筋性：由于根据本发明的木器用封闭底漆具有优异的入孔性及润湿性，随着A、B组分在木质基材表面及内部快速反应，形成致密且有韧性的交联结构，能够有效的对木质基材表面进行固定，防止涨筋现象；
(3).优异的封闭性：当根据本发明的木器用封闭底漆为双组分涂料组合物时，反应交联密度大，异氰酸酯干膜本身具有优异的封油性、耐水性、耐醇性等特性，所以封闭效果优异；
(4).优异的填充性：由于根据本发明的木器用封闭底漆的施工固含量在40wt％～60wt％，较传统水性封闭底漆(20wt％～30wt％)具有明显优势，干膜具有更好的填充性；
(5).由于成膜后通透性极佳，漆膜具有优异的显色效果，对于基材颜色或底修色的显映有着非常好的效果。
本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。
定义
在本文中使用时，不使用数量词、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含添加剂的组合物可以被解释为表示该组合物包含“一种或多种”添加剂。
在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
术语“成膜树脂”是指能够在一定条件下形成连续的漆膜或涂层的高分子化合物，可以是天然的，也可以是合成的，可以是通过溶剂挥发而物理成膜，也可以是通过化学交联反应而化学成膜，其中，化学成膜的成膜树脂又分为：通过与固化剂反应成膜的树脂，和自交联成膜树脂。常见的成膜树脂有：酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂等。在本文中，本发明所使用的“可水分散性异氰酸酯”在涂料领域里通常作为固化剂使用，不属于成膜树脂。
当在木质基材的上下文中使用时，术语“主表面”是由木质基材的长度和宽度尺寸形成的用于提供装饰的表面。
当在“涂覆在表面或基材上的涂层”的上下文中使用时，术语“在……上”包括涂层直接或间接涂覆于表面或基材上。因此，例如，涂覆于位于基材上的底漆层的涂层构成涂覆在该基材上的涂层。
在涉及“木器用封闭底漆”使用时，术语“施工粘度”是指这样的粘度，在该粘度下所述木器用封闭底漆可以正常施工，而不会存在垂挂或无法涂覆的施工问题。
在涉及“木器用封闭底漆”使用时，术语“施工固含量”是指该木器用封闭底漆在可以正常施工时所包含的不挥发物的含量，通常该含量在150℃的常压烘箱中烘烤1小时后测定的。通常，在施工过程中，如果将木器用封闭底漆的各组分混合后得到的混合物过粘，则需要添加稀释剂对其进行稀释，从而满足施工需要。因此，施工固含量通常低于木器用封闭底漆本身的固含量。
在本发明中使用时，术语“挥发性有机化合物(VOC)”是指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐以外，任何会参与大气光化学反应的含碳化合物。通常，挥发性有机化合物具有0.1mm Hg或更高的蒸气压。本文中使用时，“挥发性有机化合物含量(VOC含量)”是指每体积的组合物或涂料组合物中的VOC重量，例如被报道为g/L。
当出现在本说明书和权利要求中时，术语“包含”和“包括”及其变体不具有限制性含义。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。
具体实施方式
本发明实施例一方面公开了一种木器用封闭底漆，包含：
A组分，所述A组分包含可水分散性异氰酸酯和溶剂，所述A组分的固含量在60-100wt％范围内。
本发明实施例的木器用封闭底漆具有较高的固含量。在本发明的一些实施方式中，A组分的固含量优选在60-100wt％的范围内，更优选在65-90wt％的范围内，还要更优选在65-85wt％的范围内，还要更优选在65-80wt％的范围内，最优选在65-75wt％的范围内。
根据本发明实施例的包含A组分的木器用封闭底漆具有较高的固含量，符合VOC排放标准，其可直接涂在木材基材的主表面上。所得制品的防涨筋效果和附着力均可媲美油性防涨筋封闭涂层，而VOC排放量符合环保要求。
可水分散性异氰酸酯
本文使用的术语“异氰酸酯”是指含有至少一个异氰酸酯基团(-NCO)的化合物，可以是小分子化合物或低聚物。术语“多异氰酸酯”是指含有至少两个异氰酸酯基团(-NCO)的化合物。所述异氰酸酯基团能够与活泼氢聚合物发生扩链和交联反应，从而在涂层中形成三维网络结构。适当的异氰酸酯包括脂族多异氰酸酯、芳族多异氰酸酯或其任意组合。本文使用的术语“脂族多异氰酸酯”指异氰酸酯基团直接连接到脂族链或环上的多异氰酸酯化合物。本文使用的术语“芳族多异氰酸酯”指异氰酸酯基团直接连接到芳族环上的多异氰酸酯化合物。
作为适当的多异氰酸酯化合物的实例，本发明可以使用六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯、环戊烷-1,3-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、联苯-4,4’-二异氰酸酯、苯-1,2,4-三异氰酸酯、二甲苯-l,4-二异氰酸酯、二甲苯-l,3-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、丁烷-1,2,3-三异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
作为适当的异氰酸酯低聚物的实例，可以使用以上列举的任意多异氰酸酯化合物的聚氨酯型预聚物、以上列举的任意多异氰酸酯化合物的聚酯型预聚物或以上列举的任意多异氰酸酯化合物的聚醚型预聚物及其任意组合。聚氨酯型预聚物(例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体)、聚酯型预聚物或聚醚型预聚物可以通过本领域普通技术人员已知的任何适当方法制成。例如，聚氨酯型预聚物可以通过如下制成：使多元醇单体与多异氰酸酯化合物中的一种或多种在适当的条件下进行反应；聚酯型预聚物或聚醚型预聚物可以通过如下制成：使聚酯多元醇或聚醚多元醇与多异氰酸酯化合物中的一种或多种在适当的条件下进行反应。或者，作为聚氨酯型预聚物、聚酯型预聚物或聚醚型预聚物，可以使用任何适当的商品。在本发明的一个实施方式中，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体。
在本发明某些实施方式中，可水分散性异氰酸酯优选是亲水基团改性的和/或至少部分地亲水基团改性的异氰酸酯，更优选是亲水基团改性的。
在本发明某些实施方式中，亲水改性的异氰酸酯是非离子亲水改性的或离子亲水改性的，优选地是离子亲水改性的。
在本发明的一些实施方式中，可水分散性异氰酸酯衍生自1,4-丁烷二异氰酸酯、1,5-戊烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,10-癸烷二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、环戊烷-1,3-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、其二聚体或三聚体、其衍生物以及其任意组合组成的组，优选地衍生自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、其二聚体或三聚体中的一种或多种。
优选地，在根据本发明的木器用封闭底漆中，所使用的可水分散性异氰酸酯具有一个或多个亲水性基团。在本发明的一些实施方式中，亲水基团可以是酸的形式，例如羧酸基团、磺酸基团、磷酸基团、膦酸基团、亚膦酸基团等。额外地，考虑到体系的稳定性，该亲水基团中的一部分可以是酸盐的形式，例如经中和的酸或酸酐。合适的酸盐形式的亲水基团的实例包括羧酸根(-CO2 -)、硫酸根、磷酸根、磺酸根、亚磷酸根、膦酸根及其组合。在本发明的优选实施方式中，亲水基团不仅包含酸形式的阴离子性亲水基团，还包含酸盐形式的阴离子性亲水基团。优选地，所述可水分散性异氰酸酯含有磺酸根基团。
进一步优选地，所述可水分散性异氰酸酯包含至少一个异氰酸酯基团和至少一个烷氧基硅烷基团，例如如下式所示的可水分散性异氰酸酯：
Figure BDA0002788528450000071
上述包含至少一个异氰酸酯基团和至少一个烷氧基硅烷基团的可水分散性异氰酸酯，通常是对市售的异氰酸酯进行硅烷改性而获得。例如，采用市售的磺酸改性的异氰酸酯三聚体进行硅烷改性，在温室、搅拌的条件下，将烷氧基硅烷与磺酸改性的异氰酸酯三聚体反应，使磺酸改性的异氰酸酯三聚体中的至少一部分-NCO与烷氧基硅烷发生反应。在本发明的木器用封闭底漆中使用含有烷氧基硅烷基团的异氰酸酯，能够有助于形成更致密的涂层，进而提供更优异的封闭效果。
根据本发明的木器用封闭底漆包含对异氰酸酯基团呈惰性的合适溶剂。合适溶剂的实例是本身已知的常规涂料组合物用的溶剂，例如乙酸乙酯，乙酸丁酯，乙二醇单甲基或单乙基醚乙酸酯，乙酸1-甲氧基-2-丙基酯，乙酸3-甲氧基-正丁基酯，丙酮，2-丁酮，4-甲基-2-戊酮，环己酮，甲苯，二甲苯，氯苯，石油溶剂(例如以溶剂石脑油、
Figure BDA0002788528450000072
Figure BDA0002788528450000073
(DeutscheEXXON CHEMICAL GmbH,Cologne,DE)和
Figure BDA0002788528450000081
(Deutsche Shell Chemie GmbH,Eschborn,DE)为名商业化的相对高度取代的芳烃)，碳酸酯(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸1,2-亚乙酯和碳酸1,2-亚丙酯)，内酯(如β-丙内酯、γ-丁内酯、ε-己内酯和ε-甲基己内酯)，以及丙二醇二乙酸酯，二乙二醇二甲基醚，二丙二醇二甲基醚，乙二醇丁基醚乙酸酯，二乙二醇丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯，1,3-二氧杂环戊烷，N-甲基吡咯烷酮和N-甲基己内酰胺，或此类溶剂的任何混合物。
优选地，所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、甲苯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇丁醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇单丁醚、丙酮和丁酮中的一种或多种，优选地选自二甲苯和丙二醇单甲醚乙酸酯中的一种或多种。
发明人开创性地将可水分散性异氰酸酯作为封闭底漆的主要成分，利用可水分散性异氰酸酯的NCO基团与木材中的羟基、羧基等发生反应，在木材的表面形成致密的漆膜，从而在木材上形成防涨筋封闭层。
在本发明的一些实施方式中，除了组分A，所述木器用封闭底漆还包含组分B，该组分B包含(甲基)丙烯酸羟烷基酯。在这种情况下，所述木器用封闭底漆是双组分涂料组合物。优选地，所述(甲基)丙烯酸羟烷基酯为(甲基)丙烯酸羟基C1-C20烷基酯。更优选地，所述(甲基)丙烯酸羟烷基酯为水溶性的(甲基)丙烯酸羟基C1-C20烷基酯。合适的(甲基)丙烯酸羟基C1-C20烷基酯的实例包括但不限于，甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或其任意组合。优选地，(甲基)丙烯酸羟烷基酯选自(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯中的至少一种，更优选地，选自(甲基)丙烯酸羟乙酯。优选地，组分B为(甲基)丙烯酸羟烷基酯，更优选(甲基)丙烯酸羟基C1-C20烷基酯，最优选为(甲基)丙烯酸羟乙酯。在本发明某些实施例中，组分B的固含量为100wt％。
在木器用封闭底漆是双组分涂料组合物的情况下，所述A组分与所述B组分的重量比在1.5:1到3:1的范围内，优选在2:1到3:1的范围内，更优选在2.5:1到3:1的范围内。
本发明的发明人发现，该双组分涂料组合物采用可水分散性异氰酸酯作为组分A，(甲基)丙烯酸羟烷基酯(水溶性单体)作为组分B，两者具有非常好的相容性和施工宽容度，干膜的透明度优异。两者混合后具有优异的水溶性，可以用水直接清洗设备及工具，因此具有较好的环保性。此外，当二者的重量比满足上述范围时，根据本发明的木器用封闭底漆的施工固含量在40wt％～60wt％之间，较传统水性封闭底漆(施工固含量范围通常是20wt％～30wt％)具有明显优势，干膜具有更好的填充性。
在根据本发明的某些实施方式中，所述木器用封闭底漆基本不含成膜树脂。术语“基本上不含”某种化合物是指，本发明的涂层和/或组合物包含小于5wt％的所述化合物。
本发明的木器用封闭底漆可以进一步包含一种或多种填料。本文使用的术语“填料”指适用于涂料的任何体积增量剂，其可以是有机的或无机的例如颗粒形式。对颗粒的形状没有特殊限制，其可以具有任何适当的形状。填料的平均粒径可以在宽范围内变化，例如在约10纳米至约50微米的范围内变化。一些填料除了起到涂料的体积增量剂的作用以外还赋予组合物和/或由该组合物形成的涂层一种或多种所需性质。例如，一些填料可以赋予组合物以及由该组合物得到的涂层所需颜色。在这种情况下，这种填料也被称为“颜料”。一些填料可以改善化学和/或物理性质，特别可以改善由该组合物得到的涂层的机械性质。在这种情况下，这种填料也被称为“增强填料”。
本发明的木器用封闭底漆还可以任选地进一步包含常用在木器用封闭底漆中的附加添加剂，这些添加剂不会不利地影响涂料组合物或由其得到的固化涂层。适当的添加剂包括例如会改善涂料组合物的加工性能或制造性能、增强组合物的美感、或改善涂层组合物或由其得到的固化涂层的特定功能性质或特性(诸如对基材的粘附性)的那些试剂。可以包含的添加剂例如是载剂、乳化剂、颜料、抗迁移助剂、抗菌剂、扩链剂、润滑剂、润湿剂、生物杀灭剂、增塑剂、消泡剂、着色剂、蜡、抗氧化剂、防腐蚀剂、流动控制剂、触变剂、分散剂、粘着促进剂、UV稳定剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、高沸点成膜助剂或其组合。各个可选成分的含量足以起到其意欲达到目的，但优选地，这样的含量不会不利地影响涂料组合物或由其得到的固化涂层。
在根据本发明的某一实施方式中，双组分木器用封闭底漆包含，相对于所述木器用封闭底漆的总重量，25-40wt％的所述A组分；60-75wt％的所述B组分；和0-15wt％的附加添加剂。
在本发明的一个实施方式中，所述双组分木器用封闭底漆在达到30s或更低的施工粘度时仍具有40至60wt％的施工固含量。
在本发明的一个优选实施方式中，所述双组分木器用封闭底漆在达到30s或更低的施工粘度时具有40至60wt％的施工固含量并且同时具有600g/L或更低的挥发性有机化合物(VOC)含量。
根据本发明，单组分木器用封闭底漆的制备可以采用本领域普通技术人员所熟知的任何适当的方法来实现。例如木器用封闭底漆可以通过如下制成：将所有组分全部添加到容器中，然后将所得混合物搅拌至均匀。或者木器用封闭底漆可以通过如下制成：将部分组分先进行混合，然后再添加剩余的其他组分，从而形成均匀的混合物。
根据本发明，双组分木器用封闭底漆可以通过如下制备：应用前，将A组分与B组分以预定重量比在混合装置中进行简单混合。
根据本发明，所述木器用封闭底漆可以通过本领域普通技术人员已知的常规涂覆方法进行涂布。所述涂覆方法包括浸涂、旋涂、喷涂、帘涂、刷涂、辊涂以及本领域已知的其他涂覆方法。在本发明的一个实施方式中，木器用封闭底漆通过喷涂来进行涂覆。该木器用封闭底漆可被涂成各种湿膜厚度。在本发明的实施方式中，木器用封闭底漆的涂布量在30-100g/m2的范围内，优选在50-90g/m2的范围内，更优选在60-80g/m2的范围内。可以通过使涂覆的涂层风干或通过使用本领域技术人员熟悉的各种干燥装置(例如，烘箱)加速固化来使其固化。
在本发明中，所述木器用封闭底漆可以原样使用，涂覆到基材上形成涂层，优选作为底漆层与基材直接接触。因此，本发明还涉及一种制品，其包含(a)具有至少一个主表面的木质基材；(b)涂覆在所述木质基材的主表面上的由本发明的木器用封闭底漆形成的封闭底漆层。
在根据本发明的制品中，封闭底漆层的表面上可以涂覆一个或多个由水性涂料组合物形成的涂层。根据本发明，所述涂层可以包括底漆涂层、中间涂层、面漆涂层或其组合。该涂层可以直接涂覆到封闭底漆层上，与封闭底漆层直接接触。在本发明的一些实施方式中，由水性涂料组合物形成的涂层和封闭底漆层之间可以存在一种或多种着色剂层，从而获得想要的颜色。
根据本发明，可以在封闭底漆层上涂覆两个或更多个由水性涂料组合物形成的涂层，优选涂覆三个或更多个由水性涂料组合物形成的涂层，更优选涂覆4个或更多个由水性涂料组合物形成的涂层，而不会影响该封闭底漆层的阻隔效果。
本发明的还要另一方面提供了一种制品，其包含(a)具有至少一个主表面的木质基材；(b)直接涂覆在所述木质基材的主表面上的由本发明的木器用封闭底漆形成的封闭底漆层；和(c)涂覆在所述封闭底漆层上的由水性涂料组合物形成的涂层。
作为用于制造本发明制品的木质基材，可以使用本领域已知的任何合适的木质基材。根据本发明，木质基材具有至少一个、优选两个彼此相对的主表面。当在本文中使用时，“主表面”是由木质基材的长度和宽度尺寸形成的用于装饰的表面。
优选地，木质基材的主表面上可以带有羟基、氨基、巯基等极性基团，结果当将本发明的木器用封闭底漆涂覆到其上时，该涂料组合物中可水分散性异氰酸酯可以容易地润湿该表面，从而在基材表面上形成涂层。使得木质基材获得具有羟基的主表面的方法是本领域已知的。具体地，可以通过向木质基材的主表面进行表面处理，例如通过电晕处理进行氧化，从而在木质基材的表面引入羟基。
根据本发明，所述木质基材包括软木或硬木或其组合。作为软木的实例，可以使用松木、杉木或柏木。作为硬木的实例，可以使用水曲柳、白蜡木、椴木、榆木、枫木、桦木、桤木、山毛榉、橡木、樱桃木、胡桃木、或红木。在本发明的一个实施方式中，使用实心乌金木板作为木质基材。
根据本发明，所述木器用封闭底漆可以通过本领域普通技术人员已知的常规涂覆方法进行涂布。所述涂覆方法包括浸涂、旋涂、喷涂、帘涂、刷涂、辊涂以及本领域已知的其他涂覆方法。在本发明的一个实施方式中，利用喷涂工艺来实施涂覆。
根据本发明，所述制品可以例如通过如下制备：(1)提供经打磨的木质基材；(2)利用喷涂工艺，将本发明的木器用封闭底漆涂覆到木质基材上，从而形成封闭底漆层；(3)利用湿对干涂覆工艺，在所述封闭底漆层上依次涂覆一个或多个由水性涂料组合物形成的所需涂层。可选地，可以在步骤(3)之前将着色剂涂覆在封闭底漆层上，从而为木质基材提供所需的颜色。
根据本发明，由此得到的制品可用于如下应用，包括，但不限于：家用家具，例如桌子、椅子、橱柜等；卧室和浴室家具；办公家具；定制家具，例如学校和儿童家具、医院家具、餐厅和酒店家具、厨房橱柜和家具；室内设计用的板；室内和室外的窗户和门；室内和室外的窗框和门框；室外和室内的护墙板以及木地板。
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修正和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购并且可直接使用而无需进一步处理。
实施例
测试方法
透明度：在相同的基材及工艺条件下使涂料组合物成膜，并目测对比各涂层的透明度，按照“高”、“一般”、“差”三个等级进行评定。
附着力：根据ASTM D3359标准采用划格法确定，按照“好”“一般”“差”三个等级进行评定。
固含量：将样品在150℃的常压烘箱中烘烤1小时后测定的剩余组分的量，以确定固含量。
施工固含量：采用一定量的水或溶剂对待测样品进行稀释后得到施工用待测样品，然后根据测试固含量的测试方法测定施工用待测样品。
施工粘度：根据需要，采用一定量的水或溶剂对待测样品进行稀释，然后采用岩田4#杯测试其粘度。
VOC含量：依据标准HJ2537-2014进行测定。
施工性：依据喷涂时是否堵枪、雾化效果，喷涂后润湿效果、流平性进行人工判断，按照“好”、“一般”、“差”三个等级进行评定。
处理木质基材
将购自木材市场的乌金木实木板进行窑炉干燥。从烘干的板材上截取尺寸为15厘米*15厘米*1.5厘米的样本，并将其置于温度为25℃、相对湿度(RH)为60％且空气流速为1.8m/s的条件下调节至恒重，其中该样品的平衡水分含量为11％。采用条式打磨机，通过购自3MT Utility Cloth Sheet 180号砂纸打磨样品，并用气压枪进行清洁。
材料
各实例中使用的原料列在如下表1中。
表1
Figure BDA0002788528450000131
实施例1-8：单组分木器用封闭底漆
配制本发明的单组分木器用封闭底漆，将可水分散性异氰酸酯与任选地溶剂进行混合，从而形成本发明的木器用封闭底漆。
然后，在经处理的样品上喷涂本发明的木器用封闭底漆，并在空气中干燥15分钟，在40℃的烘箱中1小时，然后在空气冷却30分钟，然后采用目测确定防涨筋效果。
其中实施例8采用自制的含有至少一个烷氧基硅烷基团的可水分散性异氰酸酯，化学结构式如下所示。该自制的可水分散性异氰酸酯的制备如下所示：在温室、搅拌的条件下，用二(3-三甲氧基硅烷基丙基)胺与市售的磺酸改性的异氰酸酯三聚体(商品牌号Bayhydur XP2655)以2:1的摩尔比进行硅烷改性得到硅烷改性的异氰酸酯。
Figure BDA0002788528450000141
下表2汇总了本发明的单组分木器用封闭底漆的组成以及防涨筋效果。
表2
Figure BDA0002788528450000142
由表2的结果可见，发明人开创性地将可水分散性异氰酸酯作为封闭底漆的主要成分，未使用成膜树脂成分，可水分散性异氰酸酯的异氰酸酯基团可与木材中的羟基、羧基等发生反应，在木材的表面形成致密的漆膜，从而在木材上形成封闭涂层，起到防涨筋的作用。此外，尽管根据本发明的单组分木器用封闭底漆具有较高的固含量，但其可直接喷涂在木质基材的主表面上，所得封闭底漆层的防涨筋效果和附着力都很优异。
实施例9-10：双组分木器用封闭底漆
根据本发明的木器用封闭底漆可以进一步包含B组分，所述B组分为(甲基)丙烯酸羟烷基酯。在这种情况下，该木器用封闭底漆为双组分涂料组合物。
为了研究B组分对本发明的木器用封闭底漆的影响，依照表3所示的组分，使用不同的小分子量醇和(甲基)丙烯酸羟烷基酯与A组分，即可水分散性异氰酸酯组合，并对所得双组分涂料组合物进行测试施工固含量、混溶性、VOC含量、施工粘度、涂布量，然后将涂层在50℃条件下干燥1小时，测试表干时间，压干时间和成膜性，结果如表3所示：
表3
Figure BDA0002788528450000151
经测试，小分子量醇在与IPDI类型亲水改性脂肪族异氰酸酯反应过快，容易产生大量气泡，且存在成膜性的问题。因此，无法用于根据本发明的木器用封闭底漆。水溶性的甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯与IPDI类型亲水改性脂肪族异氰酸酯有很好的相容性，因而所得漆膜性能优异。甲基丙烯酸羟丁酯由于分子量相对较大，不溶于水，相容性和水洗性能比较差，因而不适合于本申请。
为了进一步研究A组分和B组分的不同比例对本发明的木器用封闭底漆的影响，依照表4所示的将甲基丙烯酸羟乙酯和Bayhydur401-70按不同比例添加到混合容器中并混合，然后在800-1000rpm下搅拌至均匀，从而形成待测样品。对待测样品进行施工性和成膜性的测试，结果如下所示：
表4：
Figure BDA0002788528450000161
因此，在木器用封闭底漆是双组分涂料组合物的情况下，A组分与B组分的重量比在1.5:1到3:1的范围内能够取得比较好的施工效果。
为了进一步验证本发明的木器用封闭底漆的防涨筋效果，依照如下的施工参数，将本发明实施例9的双组分木器用封闭底漆与常规水基封闭产品WK8000B和WK1000B分别涂覆在乌金木基材上形成底漆涂层，从而形成待测样品。
下表5汇总了本发明的双组分木器用封闭底漆和用于对照的水性封闭产品的组成、施工参数以及测试结果。
表5
Figure BDA0002788528450000162
Figure BDA0002788528450000171
由表5的结果可见，根据本发明的双组分木器用封闭底漆的施工固含量在40wt％～60wt％之间，较传统水性封闭底漆(20wt％～30wt％)具有明显优势。此外，干膜具有优异的入孔性及优异的防涨筋效果，并且成膜后通透性极佳。
涂层
将根据以上实施例9制备的根据本发明的双组分木器用封闭底漆、来自广东华润涂料有限公司的WK8000B以及来自广东华润涂料有限公司的WK1000B分别根据下表6所示采用DPM或水进行稀释，并且将经稀释的混合物涂覆在乌金木基材表面上作为第一道封闭底漆，然后涂覆通用水性双组分底漆WTD8500作为第二道底漆和通用水性双组分面漆WT85033作为第三道底漆。第一道底漆的施工参数如上表3所示，整个涂层的测试结果汇总在表6中。
表6
Figure BDA0002788528450000172
由表6的测试结果可见，根据本发明的双组分木器用封闭底漆，具有更高的交联密度，能够达到极好的防涨筋和封闭效果；与常规的水性双组分底漆和面漆具有优异的相容性，进而进一步提升整体漆膜的透明度。此外，所得漆膜具有优异的颜色效果，对于基材颜色或底修色的显映有着非常好的效果。
尽管本发明参照大量实施方式和实施例进行描述，但是本领域普通技术人员根据本发明公开的内容能够认识到可以设计其它实施方式，这并未脱离本发明的保护范围和精神。

Claims (13)

1.一种木器用封闭底漆，包含：
A组分，所述A组分包含可水分散性异氰酸酯，所述A组分的固含量在60-100wt％范围内。
2.根据权利要求1所述的木器用封闭底漆，其中，所述A组分的固含量在65-90wt％范围内。
3.根据权利要求1所述的木器用封闭底漆，其中，所述可水分散性异氰酸酯衍生自1,4-丁烷二异氰酸酯、1,5-戊烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,10-癸烷二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、环戊烷-1,3-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、其二聚体或三聚体、其衍生物以及其任意组合组成的组，优选地衍生自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、其二聚体或三聚体中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的木器用封闭底漆，其中，所述可水分散性异氰酸酯含有磺酸根基团。
5.根据权利要求1所述的木器用封闭底漆，其中，所述可水分散性异氰酸酯含有烷氧基硅烷基团。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的木器用封闭底漆，还包含：
B组分，包含(甲基)丙烯酸羟烷基酯。
7.根据权利要求6所述的木器用封闭底漆，其中，所述(甲基)丙烯酸羟烷基酯是水溶性的(甲基)丙烯酸羟烷基酯。
8.根据权利要求6所述的木器用封闭底漆，其中，所述A组分与所述B组分的重量比在1.5:1到3:1的范围内。
9.根据权利要求6所述的木器用封闭底漆，其中，所述木器用封闭底漆的施工固含量为至少40wt％。
10.根据权利要求6所述的木器用封闭底漆，其中，所述(甲基)丙烯酸羟烷基酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或多种。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的木器用封闭底漆，其中，所述木器用封闭底漆基本不含成膜树脂。
12.一种制品，其包含：
木质基材，其具有至少一个主表面；和
封闭底漆层，所述封闭底漆层是由涂覆在所述主表面上的由权利要求1至11中任意一项所述的木器用封闭底漆形成的。
13.根据权利要求12所述的制品，其中，所述木器用封闭底漆的涂布量在30-100g/m2范围内。
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