一種高固含水性清面漆及其製備方法
2023-12-12 19:30:22
一種高固含水性清面漆及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高固含水性清面漆，由如下重量份組分製得：水性樹脂750-900份，殺菌劑1-4份，幹膜防腐劑3-8份，成膜助劑5-25份，消泡劑5-15份，基材潤溼劑5-20份，pH調節劑2-5份，抗流掛助劑10-35份，消光蠟助劑10-40份，特種蠟助劑15-50份，分散劑3-15份，複合型耐老化助劑15-35份，樹脂型水性著色材料0-100份，水0-60份。本發明高固含產品適合用於在戶外已製造成形的木製平臺、木製門窗、柵欄、休閒桌椅及其他木製結構上的塗飾與防護。本發明高固含水性清面漆的製備方法簡單，容易操作，且對操作人員無害，適合工業推廣使用。
【專利說明】一種高固含水性清面漆及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種VOC含量低，固含高，耐候性良好的水性木器清面漆及其製備方法，屬於塗料領域。
【背景技術】
[0002]^一五」期間，我國確定了建設節約型、環境友好型社會，發展可持續、循環經濟的目標。2005年底，國務院轉發了國家發改委等12個政府部門《關於加快推進木材節約和代用工作意見》，要求推行木材保護技術，延長木製品使用期限。鼓勵對木材進行塗料塗裝、防腐、防蟲(蟻)、防黴、乾燥、阻燃、改性等保護處理。木材在戶外和作為景觀使用，必須經過表面處理、塗飾才更經濟、更耐用、更安全、更節約，這也與國民的消費水平提高，消費觀念的密切相關。
[0003]木材主要由纖維素、木質素、糖分、澱粉、蛋白質、無機鉀、磷鹽類和其他微量成分組成。由於其成分特殊性，容易遭受到化學作用(如暴露到空氣中的氧化作用)、微生物、生物作用(如黴菌、白蟻、昆蟲等)，物理作用(如水汽、溫差變化導致的體積變化)、紫外線損害、機械損壞(如雨、冰雹)等等，工業廢氣也會加速木纖維的分解。採用木器塗料進行塗飾、保護木材是一種最合適的方式。塗料是木材的皮膚，符合建築物理和化學原理的塗料不僅可以從視覺上而且可以從結構上保護木材。
[0004]目前市場上常見的戶外用木器漆主要有溶劑型丙烯酸塗料、單組份醇酸塗料和水性木器塗料。戶外用的木器塗料需達到如下基本要求:防腐、防蟲、防水與透氣、柔韌性、耐紫外線、耐老化和生態安全等。前兩種屬於溶劑型塗料，不符合國家倡導綠色、環保的要求，而目前市場上常規水性木器塗料多數適合做家具塗裝，用於戶外塗裝的水性木器塗料產品普遍存在VOC含量高，耐候性差的問題，因此開發一種低VOC含量的高固含耐候水性木器清面漆是十分必要的。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題，本發明提供一種VOC含量低，固含量高，耐候好的水性木器清面漆及其製備方法，主要用在戶外木材的塗飾和保護上。
[0006]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0007]—種高固含水性清面漆，由如下重量份組分製得:水性樹脂750-900份，殺菌劑
1-4份，幹膜防腐劑3-8份，成膜助劑5-25份，消泡劑5-15份，基材潤溼劑5_20份，pH調節劑2-5份，抗流掛助劑10-35份，消光蠟助劑10-40份，特種蠟助劑15-50份，分散劑3_15份，複合型耐老化助劑15-35份，樹脂型水性著色材料0-100份，水0-60份。
[0008]所述水性樹脂是指固體含量為50-60%，成膜溫度為_5°C -5°C的自交聯水性純丙烯酸乳液，優選WORLEE公司的W』 cryl7461 ;由於成膜溫度越低，需要添加的成膜助劑就越少，可有效降低有機揮發物含量，更加符合環保要求。
[0009]所述殺菌劑選自不含N-/0-縮甲醛的水性氯甲基異噻唑啉酮(CMI )、水性甲基異噻唑啉酮(MI)或溴硝基丙二醇中的一種或兩種以上，優選德國舒美公司的Parmetol A28(其主要成分為CMI/MI和溴硝基丙二醇混合物)、Parmetol K20 (其主要成分為CMI/MI混合物)、羅門哈斯的LXE殺菌劑或英國舒爾MV殺菌劑中的一種或兩種以上。
[0010]所述幹膜防腐劑選自咪唑衍生物、正辛基異噻唑啉酮、芳基脲衍生物中的一種或兩種以上；優選LANXESS (朗盛)公司的Preventol A14-D(咪唑衍生物、芳基脲衍生物及正辛基異噻唑啉酮的水溶液預製物)、Preventol A21-D (咪唑衍生物及正辛基異噻唑啉酮的水溶液預製物)等；
[0011]所述成膜助劑選自2，2，4-三甲基-1，3戊二醇單異丁酸酯(沸點255-260.5°C)、丙二醇苯醚(PPHdlg 242°C)、酯類高沸點混合物(GVE沸點275°C )、三丙二醇正丁醚(TPnB沸點276°C)中的一種或兩種以上；優選陶氏的TPnB (三丙二醇正丁醚)或伊斯曼化學的PPH (丙二醇苯醚)；說明:根據國家標準GB24410-2009，初沸點超過250度的溶劑不計算為VOC。
[0012]所述消泡劑選自有機矽氧烷類、聚醚類、聚醚改性矽類中的一種或兩種以上，優選德國BYK公司的BYK-024、BYK-028(在聚乙二醇中的憎水固體和破泡聚矽氧烷的混合物，屬於有機矽氧烷類)或EVONIK公司的TEGO Airex901ff (聚醚改性矽)TEGO foamex825 (聚矽氧烷-聚醚共聚物，屬於聚醚改性矽類)；
[0013]所述基材潤溼劑選自聚二甲基矽氧烷、聚矽氧烷-聚醚共聚物、非離子類表面活性劑、氟碳聚合物類中的一種或兩種以上，優選德國BYK公司的BYK346、BYK348 (屬聚醚改性聚二甲基矽氧烷類)，德國EVONIK公司的TEGO Wet KL245(屬聚矽氧烷-聚醚共聚物類)，杜邦公司的zonyl FS-610 (屬氟碳聚合物類)、美國氣體化學的Surfynoll04E、賽菲化學的塗易樂FS-204E (炔二醇類，屬非離子類)等；
[0014]所述pH調節劑選自氨水、三乙胺或醇胺，優選氣味小的醇胺，最優選美國ANGUS的AMP-95 (分子結構為2-氨基-2-甲基-1-丙醇)為了保證儲存過程中的清面漆的穩定性，pH控制在pH9-10為宜；
[0015]所述抗流掛助劑選自聚氨酯類、膨潤土類、蠟乳液類中的一種或兩種以上，優選美國Elementis (海明斯)的Bentone DE (改性有機膨潤土類)，德國BYK的AQUATIX8421 (改性乙烯醋酸乙烯共聚物乳液)，臺灣德謙的RHE0LATE299(聚氨酯締合型)，德國BYK的BYK420(聚氨酯改性聚脲類)等。
[0016]所述消光蠟助劑選自微粉蠟或蠟漿；優選德國BYK的Aquamat272 (蠟漿)，美國霍尼韋爾Acumist3105B (聚四氟乙烯/PTFE混合微粉蠟)，德國BYK的BYK CERAFL0UR929 (改性聚乙烯微粉蠟)等；
[0017]所述特種蠟助劑選自酯蠟、皂蠟或石蠟中的一種或兩種以上，優選BYK公司的AQUACER539 (基於改性石蠟的非離子型乳液)，美國麥克門的Michem? Emulsion32535 (改性聚乙烯蠟乳液)，CHENS0L公司的Nanocer918 (酯蠟、皂蠟、石蠟的混合物)；
[0018]所述分散劑為不含溶劑和乙氧基壬基酚的陰離子型、非離子型或多官能團型中的一種或兩種以上，優選德國TEGO公司的TEGO Dispers740ff (非離子型脂肪酸衍生物)或TEGO Dispers715ff (陰離子型聚丙烯酸鈉鹽)或TEGO Dispers760ff (多官能團型的表面活性劑與含顏料親和基團的水溶液)；
[0019]所述複合型耐老化助劑選自納米金屬氧化物和/或UVA/HALS混合物；優選德國BYK的nanobyk3820 (納米氧化鋅)，瑞士汽巴精化的CGL333 (苯並三唑與受阻胺的乳化混合物)等;
[0020]所述樹脂型水性著色材料為PolyTint高分子著色劑，優選TOLYTINT red3146，TOLYTINT yellowl016, TOLYTINT black3147 等；
[0021]作為本發明優選的實施方式，所述高固含水性清面漆，由如下重量份組分製得:按重量份計包括如下組分:水性樹脂800-900份，殺菌劑2-3份，幹膜防腐劑4-6份，成膜助劑10-20份，消泡劑6-14份，基材潤溼劑5-15份，pH調節劑2_4份，抗流掛助劑15-30份，消光蠟助劑15-30份，特種蠟助劑20-40份，分散劑3-15份，複合型耐老化助劑18-30份，樹脂型水性著色材料0-100份，水10-50份。
[0022]本發明還提供上述清面漆的製備方法，包括如下步驟:
[0023]1)將水性樹脂攪拌均勻，備用；
[0024]2)將殺菌劑、幹膜防腐劑在攪拌狀態下加入水性樹脂中，得混合物I ;
[0025]3)將消泡劑、成膜助劑、分散劑混合均勻後在攪拌狀態下加入到步驟2)所得混合物I中，然後再加入消光蠟助劑，高速分散15分鐘，得混合物2 ；
[0026]4)向混合物2中加入複合型抗老化助劑、特種蠟助劑、基材潤溼劑和水，中速攪拌10分鐘，得混合物3 ;
[0027]5)向混合物3中加入pH調節劑、抗流掛助劑和水，攪拌均勻得到清面漆。
[0028]在上述製備方法中，步驟3)中高速為1001-1500轉/分鐘；步驟4)中，中速為801-1000 轉 / 分鐘。
[0029]為了滿足市場上對木材不同顏色的需求，還可以在上述製備方法步驟4)加水後，再加入樹脂型水性著色材料進行調色。
[0030]本發明還提供上述清面漆在木材保護中的應用。具體方法是將木材打磨後採用噴塗設備噴施一次，溼膜厚度250-280微米，乾燥48h，漆膜保護96h。其中，所述噴塗設備可以採用混氣噴塗設備、無氣噴塗設備或普通空氣噴塗設備；施工時，還可以可根據具體情況加入適量的水調節粘度。
[0031]本發明通過採用高固體份自交聯純丙烯酸樹脂作為成膜物質，可以大大提高產品的固體含量，減少塗裝次數，只需要一次塗裝(溼膜厚度250微米)即可達到所需要的幹膜厚度，降低塗裝成本，提高生產效率；而且本發明產品採用最低成膜溫度為O度的樹脂，只需要添加極少量的抗開裂助劑即可，大大降低了 VOC (可揮發性有機化合物)含量；本發明產品採用蠟助劑消光，並添加了特殊蠟助劑，可以起到一定的荷葉效果和抗劃傷效果，能很好的保護木材；為了滿足立面塗裝一次性施工溼膜厚度可達250微米不流掛，本發明採用了特殊的抗流掛體系，具有優異的抗流掛性能。
[0032]本發明所述低VOC含量的高固含耐候水性木器清面漆，具有如下特點:
[0033]1、超低VOC含量，VOC含量低於30g/L，僅有國家標準的十分之一，對環境和人畜危咅極小；
[0034]2、超高固體含量，固體含量可達50%，並且具有優異的抗流掛性能，立面施工溼膜厚度可達250微米以上，僅需施工一遍即可達到所需幹膜厚度，成本低，效率高；
[0035]3、具有優異的抗老化性能和抗菌防黴性能，可長時間保持抗菌、防黴效果；可做無色處理，也可加入TOLYTINT水性著色材料做透明色漆；[0036]4、優異長效的荷葉效果，塗層賦予木材表面長期穩定的「荷花/鴨背」效應，即使兩年以上疏水效果還能保持85%以上，可長時間的對木材進行保護，節能降耗。
[0037]本發明採用高固含水性自交聯純丙烯酸樹脂、抗開裂成膜助劑、複合型耐老化助劑、抗流掛助劑以及蠟助劑調配高固體份水性清面漆，製成的產品固含高達50%，並且具有超低VOC含量，優異的耐老化性能，防腐性能，抗流掛性能以及防水性能，塗裝在戶外木製品上可以起到優異的保護木材作用，可以達到防水、防腐、防紫外線、緩解木材的開裂和變形的性能；同時樹脂型的顏料體系既能體現木材的自然紋理效果，又能有自然顏色的裝飾效果，最主要的是具有超強的耐候性能。本發明高固含產品適合用於在戶外已製造成形的木製平臺、木製門窗、柵欄、休閒桌椅及其他木製結構上的塗飾與防護。本發明高固含水性清面漆的製備方法簡單，容易操作，且對操作人員無害，適合工業推廣使用。
【具體實施方式】
[0038]以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0039]實施例1
[0040]本實施例提供一種高固含清面漆。
[0041]1、組成
【權利要求】
1.一種高固含水性清面漆，其特徵在於，由如下重量份組分製得:水性樹脂750-900份，殺菌劑1-4份，幹膜防腐劑3-8份，成膜助劑5-25份，消泡劑5-15份，基材潤溼劑5_20份，pH調節劑2-5份，抗流掛助劑10-35份，消光蠟助劑10-40份，特種蠟助劑15-50份，分散劑3-15份，複合型耐老化助劑15-35份，樹脂型水性著色材料0-100份，水0_60份。
2.根據權利要求1所述清面漆，其特徵在於，所述水性樹脂是指固體含量為50-60%，成膜溫度為_5°C _5°C的自交聯水性純丙烯酸乳液。
3.根據權利要求1所述清面漆，其特徵在於，所述成膜助劑選自2，2，4-三甲基-1，3戊二醇單異丁酸酯、丙二醇苯醚(PPH)、酯類高沸點混合物(GVE)、三丙二醇正丁醚(TPnB)中的一種或兩種以上。
4.根據權利要求1所述清面漆，其特徵在於，所述複合型耐老化助劑選自納米金屬氧化物和/或UVA/HALS混合物；所述抗流掛助劑選自聚氨酯類、膨潤土類、蠟乳液類中的一種或兩種以上。
5.根據權利要求1所述清面漆，其特徵在於，所述消光蠟助劑選自微粉蠟或蠟漿； 所述特種蠟助劑選自酯蠟、皂蠟或石蠟中的一種或兩種以上。
6.根據權利要求1所述清面漆，其特徵在於，所述消泡劑選自有機矽氧烷類、聚醚類、聚醚改性矽類中的一種或兩種以上； 所述殺菌劑選自不含N-/0-縮甲醛的水性氯甲基異噻唑啉酮(CMI)、水性甲基異噻唑啉酮(MI)或溴硝基丙二醇中 的一種或兩種以上； 所述幹膜防腐劑選自咪唑衍生物、正辛基異噻唑啉酮、芳基脲衍生物中的一種或兩種以上； 所述基材潤溼劑選自聚二甲基矽氧烷、聚矽氧烷-聚醚共聚物、非離子類表面活性劑、氟碳聚合物類中的一種或兩種以上； 所述分散劑為不含溶劑和乙氧基壬基酚的陰離子型、非離子型或多官能團型中的一種或兩種以上； 所述樹脂型水性著色材料為PolyTint高分子著色劑。
7.根據權利要求1所述清面漆，其特徵在於，由如下重量份組分製得:按重量份計包括如下組分:水性樹脂800-900份，殺菌劑2-3份，幹膜防腐劑4-6份，成膜助劑10-20份，消泡劑6-14份，基材潤溼劑5-15份，pH調節劑2-4份，抗流掛助劑15-30份，消光蠟助劑15-30份，特種蠟助劑20-40份，分散劑3-15份，複合型耐老化助劑18-30份，樹脂型水性著色材料0-100份，水10-50份。
8.權利要求1-7任一所述清面漆的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)將水性樹脂攪拌均勻，備用； 2)將殺菌劑、幹膜防腐劑在攪拌狀態下加入水性樹脂中，得混合物I; 3)將消泡劑、成膜助劑、分散劑混合均勻後在攪拌狀態下加入到步驟2)所得混合物I中，然後再加入消光蠟助劑，高速分散15分鐘，得混合物2 ； 4)向混合物2中加入複合型抗老化助劑、特種蠟助劑、基材潤溼劑和水，中速攪拌10分鐘，得混合物3; 5)向混合物3中加入pH調節劑、抗流掛助劑和水，攪拌均勻得到清面漆。
9.根據權利要求8所述製備方法，其特徵在於，在所述步驟4)加水後，加入樹脂型水性著色材料進行調色。
10.權利要求1-8任一所述清面漆在木材保護中的應用，其特徵在於，將木材打磨後採用噴塗設備噴施， 溼膜厚度250-280微米。
【文檔編號】B05D1/02GK103881495SQ201410010397
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】陳壽生, 王德華 申請人:北京展辰化工有限公司, 展辰塗料集團股份有限公司, 上海展辰塗料有限公司, 成都展辰化工有限公司, 青島展辰新材料有限公司