CN1483777A - 高丰满度高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆 - Google Patents

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Abstract

一种高丰满度高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆，由漆组分、聚氨酯固化剂组分和稀释剂组分按重量比为1∶0.5∶0.6－0.8组成，聚氨酯固化剂组分包含50－70％重量的甲苯二异氰酸酯三聚体，其余为80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷的加成物，漆组份包含15－25％重量的80％固含的短油度大豆油醇酸树脂、50－60％的改性饱和聚酯树脂、0－5％蓖麻油、10－12％的60％固含的醛酮树脂、3－5％的消光粉、0.3－1.0％的聚四氟乙烯蜡、4％－10％的常规助剂和溶剂，稀释剂组分包含70－80％重量的醋酸丁酯、10－20％的混二酸二甲酯、10－15％的异弗尔酮。本发明的聚氨酯哑光清漆具有高清晰度、漆膜丰满、硬度和抗刮性有所提高、耐黄变性较好的特点。

Description

高丰满度高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆
技术领域
本发明涉及一种用于木器涂装的聚氨酯哑光清漆。
背景技术
在家具行业，聚氨酯哑光清漆的挥发性有机化合物(VOC)排放量高，游离TDI即甲苯二异氰酸酯含量以及三苯含量过高，产品施工时丰满性不够，重涂时透明性欠佳，一直是众多涂料生产厂家难以解决的课题。目前，木器市场用的聚氨酯哑光清漆大体有两类：第一类是在其漆组分中引入一定量的硝化棉，在固化剂组分中基本不引入甲苯二异氰酸酯三聚体固化剂。这类聚氨酯哑光清漆的优点是重涂后透明性较好，缺点是漆膜不丰满，VOC排放量过高，且大多三苯含量高，耐黄性也较差。导致缺点的原因是硝化棉，硝化棉引起粘度高，从而施工固含低、不丰满、VOC排放量大，而且硝化棉与甲苯二异氰酸酯的反应又引起黄变。第二类聚氨酯哑光清漆是在漆组分中不引入硝化棉，在固化剂组份中引入20-25％的甲苯二异氰酸酯三聚体。这类清漆的优点是漆膜丰满比第一类好，耐黄性较好，缺点是重涂后透明性较差，其原因是重涂造成层间相溶不好，另外消光粉或蜡粉含量过高导致漆膜发白，透明性不佳。这两类聚氨酯哑光清漆的施工固含均不高，丰满性欠佳，VOC排放量过高，且选用普通固化剂时，游离TDI含量也难以达环保要求，稀释剂为常规组分，三苯含量难以达环保要求。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述第二类聚氨酯哑光清漆存在的问题，提供一种透明度好、漆膜丰满、耐黄性较好、低挥发性有机化合物排放量、低游离TDI含量、低三苯含量的高丰满度高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆。
本发明的目的是这样实现的：本发明的聚氨酯哑光清漆由漆组分、聚氨酯固化剂组分和稀释剂组分组成，三个组分的重量配比为1∶0.5∶0.6-0.8；所述聚氨酯固化剂组分包含50-70％重量的甲苯二异氰酸酯三聚体，其余为80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷的加成物；所述漆组份包含15-25％重量的80％固含的短油度大豆油醇酸树脂、50-60％重量的改性饱和聚酯树脂、0-5％重量的蓖麻油、10-12％重量的60％固含的醛酮树脂、3-5％重量的消光粉、0.3-1.0％重量的聚四氟乙烯蜡、4％-10％重量的常规助剂和溶剂；所述稀释剂组分包含70-80％重量的醋酸丁酯、10-20％重量的混二酸二甲酯、10-15％重量的异弗尔酮。
本发明聚氨酯固化剂组分中甲苯二异氰酸酯三聚体的重量百分含量为50-60％较佳；漆组份中，短油度大豆油醇酸树脂的重量百分含量为15-20％较佳，蓖麻油的重量百分含量为2-5％较佳。
本发明优选的短油度大豆油醇酸树脂的原料组成为：32-34％重量的油酸、2-4％重量的苯甲酸、0.5-1％重量的顺丁烯二酸酐、38-42％重量的苯酐、15.5-18％重量的季戊四醇，15-18％重量的乙二醇，短油度大豆油醇酸树脂的OH百分含量为4.5-5.8％，K值为1.13-1.15。短油度大豆油醇酸树脂按常规的醇酸树脂的生产工艺生产而得。
本发明中的稀释剂为无三苯、无乙二醇***乙酸酯、乙二醇丁醚的环保型健康稀释剂。
本发明中的其它原料均可在市场上购得。
与市场上的第二类聚氨酯哑光清漆相比，本发明的优点如下：
1.环保健康：本发明在聚氨酯固化剂中引入游离TDI＜0.2％的甲苯二异氰酸酯三聚体及80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷的加成物，从而使施工时游离TDI含量从通常的0.5-0.7％左右降至0.25％以下；漆组分、固化剂组分、稀释剂组分中的溶剂均不添加三苯及CAC、BCS等高毒致畸溶剂，三苯含量远低于第二类聚氨酯哑光清漆组合达环保产品要求；另外，由于漆组分中树脂的固含高的原因，使挥发性有机化合物(VOC)排放小于600g/L，达环保产品要求；另外，原材料带入的重金属含量几乎为零，远远小于500mg/kg。以上各项指标均优于中国商品学会颁布的聚氨酯涂料绿色选择评定标准GCP006-2002。
2.重涂透明性佳：本发明在聚氨酯固化剂组分中，将快干型聚氨酯固化剂甲苯二异氰酸酯三聚体的重量百分含量从20～25％提高到50～70％左右，从而增加消光性能，并可使消光粉重量从5-6％降低到3-5％左右。以上措施均明显的提高了重涂透明性。
3.丰满性极佳：本发明在漆组分中引入高固含(80％)豆油醇酸树脂，固化剂组分中引入高固含(75％)80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷的加成物的固化剂，使固化剂的固含量提高，稀释剂组分弃用二苯而全部使用强溶剂，从而使施工固含从普通的35％左右提高到41％左右。
4.高硬度、高抗刮、韧性好、耐黄性好：本发明在聚氨酯固化剂组分中，增加甲苯二异氰酸酯三聚体快干固化剂使交联密度增大，硬度提高，抗刮伤性提高，引入10％左右的韧性树脂，提高韧性，完全不使用硝化棉，保持良好的耐黄变性。
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
以下的百分含量均为重量百分含量。
实施例一：
本实施例的聚氨酯哑光清漆配制过程如下：
1.漆组分(简称组分A)的制备：
在500ml铁罐内，加入改性饱和聚酯树脂(HS129)180g，短油度大豆油醇酸树脂(1180D)45g，蓖麻油15g，韧性醛酮树脂(CF-60)30g，再加入低分子量不饱和多元羧酸聚合物分散剂(BYK104)1.2g，改性聚硅氧烷消泡剂(5500)0.9g，聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂(BYK306)0.6g，聚丙烯酸共聚体流平剂(BYK358)1.5g，聚醚硅氧烷流平剂(10％Tego450)1.8g，高沸点溶剂混二酸二甲酯(NME)8.1g，再加消光粉(ED-30)15g，聚四氟乙烯蜡(FS421)0.9g，以上物料高速搅拌分散刮细度≤20um。
2.聚氨酯固化剂组份(简称组份B)的制备：
在一个500ml铁罐内，加入PU甲苯二异氰酸酯三聚体固化剂(50T)150g，加入PU 80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物通用固化剂(JK-75)150g，搅拌均匀。
3.稀释剂组份(简称组份C)的制备：
在一个500ml铁罐内，加入醋酸丁酯240g、高沸点溶剂混二酸二甲酯(NME)30g、异弗尔酮30g，混合均匀。
4、配漆：
取组分A300g、组分B150g、组分C240g(按A∶B∶C＝1∶0.5∶0.8的重量比)混合在一起，即配制成高丰满、高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆690g。实施例一的产品的NCO/OH＝100％，施工固含高达41.6％。
在本实施例中，型号为1180D的短油度大豆油醇酸树脂，由公司按常规的醇酸树脂生产方法自行生产，其原料组成为：34％重量的油酸、2％重量的苯甲酸、0.5％重量的顺丁烯二酸酐、40％重量的苯酐、15.5％重量的季戊四醇，16.2％重量的乙二醇，其OH百分含量为4.75％，K值为1.132。
其余原料的来源如下：
改性饱和聚酯树脂(HS129)为意大利SAPICI公司生产的树脂；
蓖麻油为进口或国产的精制蓖麻油；
韧性醛酮树脂(CF-60)为60％固含的由德国BASF公司生产的A-81醛酮树脂，采用醋酸丁酯溶解；
NME为本公司生产的丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯的混合物，可使用杜邦的DBE；
聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂(BYK306)、聚丙烯酸共聚体流平剂(BYK358)为德国毕克化学的流平助剂；低分子量不饱和多元羧酸聚合物分散剂(BYK104)为毕克化学的分散助剂；
聚醚硅氧烷流平剂(10％Tego450)为德国TEGO(迪高)化学公司的TEGO450流平助剂用二甲苯溶解成10％的溶液。
聚四氟乙烯蜡(FS421)为美国三叶化学的聚四氟乙烯与聚乙烯的混合蜡。
消光粉(ED-30)为美国GRACE公司的消光粉。
PU甲苯二异氰酸酯三聚体固化剂(50T)采用意大利SAPICI公司的60T固化剂用醋酸丁酯兑稀50％固含。
80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物通用固化剂(JK-75)采用德国BAYER公司的L-75固化剂。
实施例二：
将实施例一的组分A中，改性饱和聚酯树脂(HS129)改为165g，短油度大豆油醇酸树脂(1180D)改为60g，蓖麻油改为6g，醛酮树脂(CF-60)改为30g，消光粉(ED-30)改为12g，聚四氟乙烯蜡(FS-421)改为1.5g，混二酸二甲酸(NME)改为19.5g，其它不变。将实施例一的组分B中，甲苯二异氰酸酯三聚体50T改为180g，80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物(JK75)改为120g。配漆时取组分A300g、组分B150g、组分C210g(按A∶B∶C＝1∶0.5∶0.7的重量比)混合在一起，即配制成高丰满、高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆660g。实施例二的产品的NCO/OH＝99.2％，施工固含高达41.6％。
实施例三：
将实施例一的组分A中，改性饱和聚酯树脂(HS129)改为150g，短油度大豆油醇酸树脂(1180D)改为75g，蓖麻油改为0，醛酮树脂(CF-60)改为36g，消光粉(ED-30)改为9g，聚四氟乙烯蜡(FA-421)改为3g，混二酸二甲酯NME改为6g，其它不变，将实施例一的组分B中，甲苯二异氰酸酯三聚体(50T)改为210g，80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物(JK75)改为90g。配漆时取组分A300g、组分B150g、组分C180g(按A∶B∶C＝1∶0.5∶0.6的重量比)混合在一起，即配制成高丰满、高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆630g。实施例三的产品的NCO/OH＝94.4％，施工固含高达42.8％。
实施例四：
按实例一的方案同样制作哑光清漆。但是本实例中的短油度大豆油醇酸树脂(1181D)与实例一、二、三不同。施工固含高达41.6％。
在本实施例中，型号为1181D的短油度大豆油醇酸树脂，由公司按常规方法自行生产，其原料组成为；32％重量的油酸、3％重量的苯甲酸、0.8％重量的顺丁烯二酸酐、38％重量的苯酐、17％重量的季戊四醇，15％重量的乙二醇，其OH百分含量为5.0％，K值为1.133。实施例五：
按实例一的方案同样制作哑光清漆。但是本实例中的短油度大豆油醇酸树脂(1182D)与实例一、二、三、四不同。施工固含高达41.6％。
在本实施例中，型号为1182D的短油度大豆油醇酸树脂，由公司按常规方法自行生产，其原料组成为；33％重量的油酸、4％重量的苯甲酸、1％重量的顺丁烯二酸酐、42％重量的苯酐、18％重量的季戊四醇，18％重量的乙二醇，其OH百分含量为5.8％，K值为1.154。市场产品一的组成为：
漆组分A中含改性饱和聚酯树脂(HS129)40-50％，70％固含的短油度大豆油醇酸树脂(9970D)20-30％，哑光粉ED-30为5-6％，聚四氟乙稀蜡0.3-1.0％，其它为常规的溶剂和助剂如分散剂、防沉剂、消泡剂、流平剂。
固化剂组份B中含快干甲苯二异氰酸酯三聚体50T 20-30％，通用80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物PU固化剂(GB50)70-80％。
稀释剂为常规稀释剂，施工重量配比为A∶B∶C＝1∶0.5∶0.6-0.8，施工固含通常为36％左右。市场产品二的组成为：
组分A中含硝化棉1-4％，改性饱和聚酯树脂(HS129)40-50％，70％固含的短油度大豆油醇酸树脂(9970D)20-30％，哑光粉(ED-30)3-4％，聚四氟乙稀蜡0.3-1.0％，其它为常规组份包括溶剂和助剂如分散剂、防沉剂、消泡剂、流平剂。组份B通常不含甲苯二异氰酸酯三聚体50T，全用80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物PU通用固化剂(GB50)，施工重量配比为1∶0.5∶0.6-1，施工固含通常仅有25-30％。
将本发明的上述三个实施例的产品与市场上现有两个产品的性能比较如下表，表中的数值为各原料在组分A、组分B或组分C中的重量百分含量。
物料   例一   例二     例三     产品一     产品二
组份 组分A 1.1/2硝化棉   -   -     -     -     3
2.高沸点溶剂混NME   2.7   6.5     2     2     4
3.改性饱和聚酯树脂HS129 60％   60   55     50     50     50
4.短油度大豆油醇酸树脂9970D70％ - - - 30 20
5.短油度豆油改性醇酸树脂1180D   15   20     25     -     -
6.蓖麻油   5   2     0     -     -
7.醛酮树脂CF-60   10   10     12     -     -
8.不饱和多元羧酸聚合物分散剂   0.4   0.4     0.4     0.4     0.4
9.改性聚硅氧烷消泡剂5500   0.3   0.3     0.3     0.3     0.3
10.聚丙烯酸共聚物流平剂   0.5   0.5     0.5     0.5     0.5
11.聚醚硅氧烷流平剂10％TEG0450 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
12.聚醚改性聚二甲基硅氧烷流平剂BYK306 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
13.哑光粉ED-30   5   4     3     5.5     3.5
14.聚四氟乙稀蜡FS421   0.3   0.5     1     0.5     0.5
15.酯醋丁酯BAC   -   -     -     10     17
组分B 1.甲苯二异氰酸酯三聚体50T   50   60     70     20     -
2.80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物GB-50 - - - 80 80
3.80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷加成物JK-75 50 40 30 - -
4.醋酸丁酯BAC   -   -     -     -     20
组分C 1.二甲苯XYLENE   -   -     -     60     60
2.醋酸丁酯BAC   70   70     80     20     20
3.乙氧基乙酸乙酯CAC   -   -     -     20     20
4.异氟尔酮   15   10     10     -     -
5.高沸点溶剂混二酸二甲酯NME   15   20     10     -     -
物性对比 1.A∶B∶C(岩田4#杯13″)   1∶0.5∶0.8   1∶0.5∶0.7     1∶0.5∶0.6     1∶0.5∶0.8     1∶0.5∶1
2.施工固含(％)   41.6   41.6     42.8     35.6     28
3.VOC排放(G/L)   572.3   572.3     560.6     631.1     698.4
4.甲苯二甲苯含量(％)   12.2   11.7     13.5     38.1     34.4
5.游离TDI(％)   0.23   0.21     0.24     0.4     0.3
6.表干(min)   24   28     20     22     26
7.实干(hr)   18   16     14     20     16
8.硬度(铅笔硬度计)   2H   2H     2H     2H     2H
9.附着力   可   可     可     可     可
10.透明性(重涂三遍)   良   良     良     劣     良
11.丰满度   好   好     好     可     劣
12.抗刮性   可   可     可     可     劣
13.耐黄变性   可   可     可     可     劣
从上表可以看出，本发明的三个实施例的产品与市场产品相比，有以下优点：
1.VOL排放明显低于市场产品一、二，达环保产品要求；
2.原料带入甲苯、二甲苯含量低于市场产品一、二，达环保产品要求；
3.重涂性优于市场产品一，丰满度明显优于市场产品一、二；
4.耐黄变性优于市场产品二，抗刮性优于市场产品一。

Claims (2)

1.一种高丰满度高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆，其特征在于：由漆组分、聚氨酯固化剂组分和稀释剂组分组成，三个组分的重量配比为1∶0.5∶0.6-0.8；所述聚氨酯固化剂组分包含50-70％重量的甲苯二异氰酸酯三聚体，其余为80％甲苯二异氰酸酯与20％三羟甲基丙烷的加成物；所述漆组份包含15-25％重量的80％固含的短油度大豆油醇酸树脂、50-60％重量的改性饱和聚酯树脂、0-5％重量的蓖麻油、10-12％重量的60％固含的醛酮树脂、3-5％重量的消光粉、0.3-1.0％重量的聚四氟乙烯蜡、4％-10％重量的常规助剂和溶剂；所述稀释剂组分包含70-80％重量的醋酸丁酯、10-20％重量的混二酸二甲酯、10-15％重量的异弗尔酮。
2.根据权利要求1所述的高丰满度高清晰度环保型聚氨酯哑光清漆，其特征在于所述短油度大豆油醇酸树脂的原料组成为：32-34％重量的油酸、2-4％重量的苯甲酸、0.5-1％重量的顺丁烯二酸酐、38-42％重量的苯酐、15.5-18％重量的季戊四醇，15-18％重量的乙二醇，短油度大豆油醇酸树脂的OH百分含量为4.5-5.8％，K值为1.13-1.15。
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