一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆及其製備方法
2023-06-23 16:19:31
專利名稱：一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆及其製備方法
一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆及其製備方法技術領域：
本發明涉及一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆及其製備方法。背景技術：
水性木器塗料從進入中國市場的第一天開始，其廣闊的市場前景就從來沒有被懷疑過。據中國塗料工業協會統計，2011年中國木器塗料的消費量約為100萬噸。由於塗料使用過程中需要添加稀釋劑，一般約佔塗料總量的70%，因此，以2011年木器塗料的100萬噸銷量計算，每年揮發掉大氣中的稀釋劑總量約為70萬噸。如果水性木器塗料對油性木器塗料的取代比例僅以50%計算，實現木器塗料水性化之後，每年可減少35萬噸VOC的排放，極大地推動了社會環境的綠化保護與能源的節省利用。進入21世紀以來，隨著人們環保和健康意識的不斷增強，各國的環保法規對VOC的限制逐漸趨於苛刻；以環保的水性木器塗料替代高汙染性的油性木器塗料，正日趨成為木器塗料發展的重要方向。水性木器塗料在某些重要性能上與油性木器塗料的差距，是制約水性木器塗料普及化的一個關鍵性因素。傳統的單組分水性木器塗料雖然具有健康環保、操作方便等優點，但普遍存在乾燥速度慢、耐劃傷性不好、耐磨損性差等缺點。雙組分木器塗料通過異氰酸酯鍵與羥基或其他基團的外交聯而形成緻密的漆膜，故而具有相對較高的硬度、更突出的耐熱性、更好的耐汙染和耐化學性 能等優勢。然而，目前市場上銷售的雙組分水性木器塗料仍然存在貯存期短、乾燥時間長、抗劃傷性與耐磨性遠不如溶劑型塗料等弊病。因此，開發符合客戶要求的快幹型高性能水性雙組分木器塗料勢在必行。
發明內容
本發明為解決的上述技術問題，提供了一種可大大降低產品VOC的含量，乾燥速度快、豐滿度高、硬度高、耐磨抗劃性能好的快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆及其製備方法。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案
一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，主要由主漆和固化劑組成，所述主漆包含的成分及重量百分比為羥基丙烯酸二級分散體樹脂56% 72%、分散劑O. 1% O. 3%、鈦白粉15% 26%、玻璃粉4. 6% 7. 8%、抗劃傷蠟助劑1. 5% 3. 8%、有機鉍/鋅複合催化劑O. 2% O. 6%、消泡劑O. 1% O. 5%、潤溼劑O. 2% O. 6%以及水與其它添加劑
5.5% 22. 3%，其組分的重量百分比之和為百分之百；所述固化劑100%，為磺酸鹽改性HDI三聚體，而且所述主漆與固化劑之比為n(-NCO) :n(-0H) =1. 4 1. 7的NC0/0H當量比，SP主漆中的-NCO官能團與固化劑中的-OH官能團的當量摩爾比為1. 4 1.7。進一步地，所述抗劃傷蠟助劑為改性聚乙烯蠟乳液。進一步地，所述玻璃粉為納米級二氧化矽玻璃粉。進一步地，所述有機鉍/鋅複合催化劑為環境友好型有機鉍與有機鋅的複合催化劑。
進一步地，所述其他添加劑為防腐劑、增稠劑、成膜助劑、防黴劑、抗粘連劑和流平劑中任意四種以上的混合物。進一步地，所述防腐劑為異噻唑啉酮類殺菌劑，其含量為O.1 O. 2% ;所述增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑，其含量為O. 3 1.0% ;所述成膜助劑為二丙二醇丁醚，其含量為O. 5 2%;所述防黴劑為二氯辛基異噻唑啉酮類，其含量為O.1 O. 2%;所述抗粘連劑為高分子量聚二甲基矽氧烷乳液，其含量為O.1 O. 3% ;所述流平劑為聚醚矽氧烷共聚物，其含量為O. 05 O. 2%，所述含量均為相對於清漆總重量的重量百分含量。進一步地，所述輕基丙烯酸二級分散體樹脂為Bayer Material Science公司的Bayhydrol A XP 2695輕基丙烯酸二級分散體,所述固化劑為Bayer Material Science公司的Bayhydur XP 2655固化劑。一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆的製備方法，包括有以下工藝步驟
a.首先，在分散缸中按重量百分比加入水與羥基聚丙烯酸酯分散體樹脂，並進行中速分散；然後，均勻混入分散劑、鈦白粉、玻璃粉，並進行高速分散；接著，加入抗劃傷蠟助劑、有機鉍/鋅複合催化劑、消泡劑、潤溼劑、水和其它組分，並再次進行中速分散；最後，取樣檢測成品細度與粘度，檢測合格後進行過濾，製得主漆；
b.在分散缸中加入磺酸鹽改性HDI三聚體，並進行過濾，製得固化劑；
c.將主漆與固化劑按照n(-NC0):n(-0H)=1. 4 1. 7的當量比進行混合均勻，靜置即可。進一步地， 所述中速分散的速度為600 800r/min，所述再次進行中速分散的時間為15 min ;所述高速分散的速度為1000 1500r/min，所述高速分散的時間為25 35min,所述靜置時間為15min。進一步地，所述主漆的細度為15 40um，粘度為70 120s。本發明的有益效果是
按照本發明所述的主漆和固化劑各自的重量百分比，以及其之比(NC0/0H當量比)，並通過本發明所述的製備方法生產加工出的雙組分聚氨酯木器白漆，大大降低產品VOC的含量，乾燥速度快、豐滿度高、硬度高、耐磨抗劃性能好。
圖1是本發明所述一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆的製備方法實施例的流程圖。具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明所述的一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，主要由主漆和固化劑組成，所述主漆包含的成分及重量百分比為羥基丙烯酸二級分散體樹脂(如=BayerMaterial Science公司的Bayhydrol A XP 2695輕基丙稀酸二級分散體)56% 72%、分散劑O. 1% O. 3%、鈦白粉15% 26%、玻璃粉4. 6% 7. 8%、抗劃傷蠟助劑1. 5% 3. 8%、有機鉍/鋅複合催化劑O. 2% O. 6%、消泡劑O. 1% O. 5 %、潤溼劑O. 2% O. 6 %以及水與其它添加劑5. 5% 22. 3%，其組分的重量百分比之和為百分之百；所述固化劑為磺酸鹽改性HDI三聚體(如Bayer Material Science公司的Bayhydur XP 2655固化劑)，而且所述主漆與固化劑之比為n(-NCO) :n(-OH) =1. 4 1. 7的NC0/0H當量比，即主漆中的-NCO官能團與固化劑中的-OH官能團的當量摩爾比為1. 4 1.7。其中，所述抗劃傷蠟助劑為改性聚乙烯蠟乳液；所述玻璃粉為納米級二氧化矽玻璃粉；所述有機鉍/鋅複合催化劑為環境友好型有機鉍與有機鋅的複合催化劑；所述其他添加劑為防腐劑、增稠劑、成膜助劑、防黴劑、抗粘連劑和流平劑中任意四種以上的混合物，而且所述防腐劑為異噻唑啉酮類殺菌劑，其含量為O.1 O. 2%，所述增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑，其含量為O. 3 1. O %，所述成膜助劑為二丙二醇丁醚，其含量為O. 5 2%，所述防黴劑為二氯辛基異噻唑啉酮類，其含量為O.1 O. 2%，所述抗粘連劑為高分子量聚二甲基矽氧烷乳液，其含量為O.1 O. 3 %，所述流平劑為聚醚矽氧烷共聚物，其含量為O. 05 O. 2%,所述含量均為相對於清漆總重量的重量百分含量。如圖1中所示
本發明所述的一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆的製備方法，包括有以下工藝步驟
步聚A.首先，在分散缸中按重量百分比加入水與羥基聚丙烯酸酯分散體樹脂，並進行中速分散；然後，均勻混入分散劑、鈦白粉、玻璃粉，並進行高速分散；接著，加入抗劃傷蠟助劑、有機鉍/鋅複合催化劑、消泡劑、潤溼劑、水和其它組分，並再次進行中速分散；最後，取樣檢測成品細度與粘度，檢測合格後進行過濾，製得主漆； 步聚B.在分散缸中加入磺酸鹽改性HDI三聚體，並進行過濾，製得固化劑；
步聚C.將主漆與固化劑按照n(-NC0):n(-0H)=1. 4 1. 7的當量比進行混合均勻，靜置即可。其中，所述中速分散的速度為600 800r/min，所述再次進行中速分散的時間為15 min，所述高速分散的速度為1000 1500r/min，所述高速分散的時間為25 35min，所述靜置時間為15min，所述主漆的細度為15 40um，粘度為70 120s。這樣，按照本發明所述的主漆和固化劑各自的重量百分比，以及其之比(NC0/0H當量比)，並通過本發明所述的製備方法生產加工出的雙組分聚氨酯木器白漆具有下列優
佔-
^ \\\ ·
(I)本發明產品屬於快幹型水性雙組分聚氨酯塗料產品，其乾燥速度較常規水性雙組分塗料產品提升了一倍以上，表幹時間與實幹時間明顯縮短。依據中華人民共和國化工行業標準《HG/T 3828-2006室內用水性木器塗料行業標準》要求，雙組分水性聚氨酯塗料產品的表幹時間與實幹時間分別為60min和24h。本發明產品的表幹時間為28min，比中華人民共和國化工行業標準要求的達標時間(60min)縮短了一半以上；其實幹時間為8h，僅為中華人民共和國化工行業標準要求的達標時間(24h)的三分之一。(2)本發明產品在抗劃傷性與耐磨性方面，取到了重大突破。產品漆膜的抗劃傷性能得到了明顯的提高，其抗劃傷效果可以跟溶劑型木器塗料相媲美；依據GB/T 9729標準規定，在劃針上給定負荷IOOg進行劃傷試驗，檢測結果達到「未劃傷」的級別；產品的耐磨性損耗不大於O. 019g(750g/500r)，遠低於HG/T3828-2006中設定的O. 030g的標準。(3)本發明產品通過篩選雙組分水性聚氨酯塗料的羥基組分與異氰酸酯組分，並利用先進的塗料配方技術，使得產品漆膜光澤可達到55° (按GB/T9754規定測定，60° )以上，解決了長期以來水性木器塗料市場存在的水性白漆產品光澤嚴重偏啞的問題。(4)本發明產品為雙組分水性聚氨酯木器塗料產品，通過異氰酸醋鍵與羥基基團的外交聯而形成比單組分水性木器塗料更為緻密的漆膜，全面提升了漆膜的耐水性、耐汙染性和耐化學品性，全項通過了《HG/T 3828-2006室內用水性木器塗料行業標準》要求的漆膜耐水性、耐汙染性和耐化學品性的測試，賦予了該產品漆膜更具使用耐久性的優勢。(5)本發明產品採用雙組分水性聚氨酯塗料調漆技術，降低了塗料罐內和施工過程的刺激性揮發物的用量，大幅度地降低了產品VOC的含量。本水性木器塗料產品的TVOC可控制在78g/L以下，遠遠低於塗料行業最嚴格的環保標準(HJ/T201— 2005)要求的限量值250g/L，從而強勢突顯雙組分水性聚氨酯木器塗料的環保性能。(6)本發明產品以水分散型丙烯酸多元醇分散體為羥基組分、以易分散的磺酸鹽改性HDI三聚體為多異氰酸酯組分，這兩種組分相容性好、混合容易。在進行雙組分產品的混合使用時，不用經過高速分散，只需簡單的攪拌即可實現羥基組分與多氰酸酯組分的均勻混合，因而施工方便，可操作性強。(7)本發明產品性能指標達到水性木器塗料行業標準《HG/T3828-2006室內用水性木器塗料》對雙組分水性木器塗料的全面要求。(8)本發明產品符合國家環保標準HJ/T201-2005《環境標誌產品技術要求水性塗料》的全面要求。以下是針對本發明所述的快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆及其製備方法進行的六個實施例，具體情況如下。表1:六個實施例中主漆和固化劑各組成成分及重量百分比。
權利要求
1.一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，主要由主漆和固化劑組成，其特徵在於，所述主漆包含的成分及重量百分比為羥基丙烯酸二級分散體樹脂56% 72%、分散劑O. 1% O. 3%、鈦白粉15% 26%、玻璃粉4. 6% 7. 8%、抗劃傷蠟助劑1. 5% 3. 8%、有機鉍/鋅複合催化劑O. 2% O. 6%、消泡劑O. 1% O. 5 %、潤溼劑O. 2% O. 6 %以及水與其它添加劑5. 5% 22. 3%，其組分的重量百分比之和為百分之百；所述固化劑100%，為磺酸鹽改性HDI三聚體，而且所述主漆與固化劑之比為n(-NCO) :n(-OH) = 1.4 1.7的％0/OH當量比，即主漆中的-NCO官能團與固化劑中的-OH官能團的當量摩爾比為1. 4 1. 7。
2.根據權利要求1所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，其特徵在於，所述抗劃傷蠟助劑為改性聚乙烯蠟乳液。
3.根據權利要求2所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，其特徵在於，所述玻璃粉為納米級二氧化矽玻璃粉。
4.根據權利要求3所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，其特徵在於，所述有機鉍/鋅複合催化劑為環境友好型有機鉍與有機鋅的複合催化劑。
5.根據權利要求4所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，其特徵在於，所述其他添加劑為防腐劑、增稠劑、成膜助劑、防黴劑、抗粘連劑和流平劑中任意四種以上的混合物。
6.根據權利要求5所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，其特徵在於，所述防腐劑為異噻唑啉酮類殺菌劑，其含量為O.1 O. 2% ;所述增稠劑為非離子締合型聚氨酯增稠劑，其含量為O. 3 1. O %;所述成膜助劑為二丙二醇丁醚，其含量為O. 5 2 %;所述防黴劑為二氯辛基異噻唑啉酮類，其含量為O.1 O. 2% ;所述抗粘連劑為高分子量聚二甲基矽氧烷乳液，其含量為O.1 O. 3% ;所述流平劑為聚醚矽氧烷共聚物，其含量為O. 05 O. 2%，所述含量均為相對於清漆總重量的重量百分含量。
7.根據權利要求1至6任何一項所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，其特徵在於，所述輕基丙烯酸二級分散體樹脂為Bayer Material Science公司的BayhydrolA XP 2695輕基丙烯酸二級分散體，所述固化劑為Bayer Material Science公司的Bayhydur XP 2655 固化劑。
8.—種上述權利要求1至6中任何一項所述快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆的製備方法，其特徵在於，包括有以下工藝步驟 a.首先，在分散缸中按重量百分比加入水與羥基聚丙烯酸酯分散體樹脂，並進行中速分散；然後，均勻混入分散劑、鈦白粉、玻璃粉，並進行高速分散；接著，加入抗劃傷蠟助劑、有機鉍/鋅複合催化劑、消泡劑、潤溼劑、水和其它組分，並再次進行中速分散；最後，取樣檢測成品細度與粘度，檢測合格後進行過濾，製得主漆； b.在分散缸中加入磺酸鹽改性HDI三聚體，並進行過濾，製得固化劑； c.將主漆與固化劑按照n(-NC0):n(-0H)=1. 4 1. 7的當量比進行混合均勻，靜置即可。
9.根據權利要求8所述磺化木質炭的製備方法，其特徵在於，所述中速分散的速度為600 800r/min，所述再次進行中速分散的時間為15 min ;所述高速分散的速度為1000 1500r/min,所述高速分散的時間為25 35min,所述靜置時間為15min。
10.根據權利要求9所述磺化木質炭的製備方法，其特徵在於，所述主漆的細度為15 40um，粘度為70 120s。
全文摘要
本發明涉及一種快幹型抗劃耐磨水性雙組分聚氨酯木器白漆，主要由主漆和固化劑組成，主漆的成分及重量百分比為羥基丙烯酸二級分散體樹脂56%～72%、分散劑0.1%～0.3％、鈦白粉15%～26％、玻璃粉4.6%～7.8%、抗劃傷蠟助劑1.5%～3.8％、有機鉍/鋅複合催化劑0.2%～0.6%、消泡劑0.1%～0.5％、潤溼劑0.2%～0.6％、水與其它添加劑5.5%～22.3％，其重量百分比之和為百分之百；固化劑100%，為磺酸鹽改性HDI三聚體，且主漆與固化劑之比為n(-NCO):n(-OH)=1.4～1.7的NCO/OH當量比。該白漆的VOC含量低，乾燥速度快、豐滿度和硬度高、耐磨抗劃性強。
文檔編號C09D7/12GK103059704SQ20121056720
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者陳小文, 蔣建平, 肖國欽 申請人:中山藍海洋水性塗料有限公司