專利名稱：一種高耐磨水性木器涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高耐磨水性木器涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界大力倡導(dǎo)綠色經(jīng)濟(jì)，重視環(huán)境保護(hù)，所以進(jìn)行低V0C或零V0C的水性涂料 的研究是當(dāng)今涂料研究的重要方向。水性環(huán)氧作為涂料基體樹(shù)脂其固化后硬度和拉伸強(qiáng)度大、涂膜光澤度高、對(duì)各類 底材黏附力好、耐化學(xué)品性優(yōu)異、電絕緣性好且品種多樣等優(yōu)點(diǎn)使其在鋼結(jié)構(gòu)、木材等領(lǐng)域 已得到廣泛應(yīng)用。但水性環(huán)氧成膜后膜的柔性不夠，耐老化、抗粉化的性能不好等限制了其 在高端領(lǐng)域的應(yīng)用。故對(duì)水性環(huán)氧進(jìn)行改性并應(yīng)用于高端領(lǐng)域成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，用聚氨酯對(duì)環(huán)氧進(jìn)行改性的研究越來(lái)越多，聚氨酯具體有優(yōu)異的柔韌性、 耐候性，由聚氨酯改性環(huán)氧制備的涂料使用在木器領(lǐng)域時(shí)，充分結(jié)合了環(huán)氧和聚氨酯的優(yōu) 點(diǎn)，使得涂料具有優(yōu)良的耐性，尤其涂層的耐磨性能和柔韌性能方面得到明顯的改善。依照 目前，國(guó)內(nèi)水性木器涂料的研發(fā)和生產(chǎn)的現(xiàn)狀，聚氨酯改性水性環(huán)氧涂料在高檔木器涂料 領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。本發(fā)明正是基于目前國(guó)內(nèi)相關(guān)研究結(jié)果加以改進(jìn)，研制一種以聚氨酯改性水性環(huán) 氧分散體、非離子水性環(huán)氧固化劑為成膜物質(zhì)的高耐磨水性木器涂料，該涂料能夠有效地 應(yīng)用于高檔家具等木材領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高耐磨水性木器涂料的制備方法。本發(fā)明提出的一種高耐磨水性木器涂料的制備方法，具體步驟如下(1) A組份的制備在室溫和轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，取二乙二醇乙醚、異噻唑啉酮?dú)⒕栏?齊IJ、蠟乳液、納米材料水溶液和分散劑，依次加入聚氨酯改性水性環(huán)氧分散劑中，加入PH調(diào) 節(jié)劑調(diào)節(jié)混合物的PH值為8-9，將混合液分散至15目以下，然后加入消泡劑、潤(rùn)濕流平劑和 增稠劑分散均勻，將混合液過(guò)濾，倒出，即得涂料A組分；(2)B組分非離子水性環(huán)氧固化劑的制備 將環(huán)氧樹(shù)脂和表面活性劑混合于三頸瓶中，加熱到待完全溶解后，停止加熱，降溫 至75-85°C加入多元胺，控制反應(yīng)溫度在90-100°C，反應(yīng)時(shí)間為lh，然后自然降溫至80°C， 再加入環(huán)氧樹(shù)脂嵌段共聚物的醚溶液，繼續(xù)反應(yīng)lh，然后加入適量水稀釋，即得到B組分； 其中環(huán)氧樹(shù)脂占60wt%，表面活性劑占5wt%，多元胺占10wt%，環(huán)氧樹(shù)脂嵌段共聚物的 醚溶液占10wt%，其余為水，其總重量滿足100% ；(3).涂料的制備將步驟(1)所得A組分和步驟(2)所得B組分按比例混合，即得所需成品；其中原料的質(zhì)量百分比見(jiàn)表1 :
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本發(fā)明中所使用的原料非離子水性環(huán)氧固化劑，聚氨酯改性水性環(huán)氧分散劑，納 米材料水溶液，二乙二醇乙醚，消泡劑，分散劑，潤(rùn)濕流平劑，增稠劑，異噻唑啉酮?dú)⒕栏?劑，PH調(diào)節(jié)劑和蠟乳液均采用工業(yè)級(jí)。本發(fā)明中，所述聚氨酯改性水性環(huán)氧分散劑為聚乙二醇聚醚型的聚氨酯預(yù)聚體與 環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)合成聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂水分散體。其中環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-55%。本發(fā)明中，所述納米材料水溶液中的納米材料為納米級(jí)陶瓷微珠或納米級(jí)Ti02等 無(wú)機(jī)納米材料，其固含量在50%以上。本發(fā)明中，所述消泡劑為有機(jī)硅的乳液，比如聚二甲基硅氧烷和聚醚該性聚二甲 基硅氧烷組成。本發(fā)明中，所述分散劑為分子量為1000-10000的聚丙烯酸酯型分散劑。
本發(fā)明中，所述潤(rùn)濕流平劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物潤(rùn)濕平流劑。本發(fā)明中，所述增稠劑為聚氨酯類非離子締合型增稠劑。本發(fā)明中，所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水。本發(fā)明中，所述水性環(huán)氧固化劑為非離子型環(huán)氧改性多元胺分散體，E-51環(huán)氧樹(shù) 脂改性經(jīng)過(guò)部分封端多元胺的所得，所述多元胺為三乙烯四胺(TETA)、四乙烯五胺或五乙 烯六胺中的一種或者幾種。本發(fā)明中，所述水性環(huán)氧固化劑中的嵌段共聚物為PEG與環(huán)氧樹(shù)脂的共聚物，其 中PEG為分子量為1000-10000中的一種或幾種。本發(fā)明所研制的高耐磨水性木器涂料，主要特點(diǎn)在于選取環(huán)氧樹(shù)脂作為基體、用聚氨酯加以改性，并且以水為分散介質(zhì)，結(jié)合環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，也做到了減少 污染；同時(shí)在乳液中加入少量納米材料水溶液，將無(wú)機(jī)納米粒子的機(jī)械強(qiáng)度、模量、熱穩(wěn)定 性和有機(jī)聚合物的彈性及易加工等特點(diǎn)完美地結(jié)合起來(lái)，提高涂料的拉伸強(qiáng)度、硬度、抗刮 擦性、耐紫外老化性、耐腐蝕性、耐磨性、隔熱保溫性、防靜電性等特性。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例中均按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算。實(shí)施例1按質(zhì)量稱取下列原料取18g的環(huán)氧樹(shù)脂，1. 5g的表面活性劑，混合，加熱至完全溶解，降溫至75_85°C加 入3g的多元胺，在100°C下反應(yīng)lh，自然降溫至80°C，加入4. 5g的水和3g的環(huán)氧樹(shù)脂嵌段 共聚物的醚溶液，攪拌均勻，得到非離子水性環(huán)氧固化劑。取15g的非離子水性環(huán)氧固化劑為涂料B組分，取55g的聚氨酯改性水性環(huán)氧分 散劑、3g的納米材料水溶液、6g的二乙二醇乙醚、lg的異噻唑啉酮?dú)⒕栏瘎?g的蠟乳液 和10g的水在常溫和轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合均勻，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合物 pH為8. 5左右，將混合液分散至15目以下，加入0. 2g的消泡劑、3g的分散劑、0. 5g的潤(rùn)濕 平流劑、0. 3g的增稠劑，混合均勻，然后將混合液過(guò)濾，倒出，得涂料A組分。A、B組分按照質(zhì)量比4 1混合得涂料成品。測(cè)試涂膜性能見(jiàn)表2。實(shí)施例2按質(zhì)量稱取下列原料取18g的環(huán)氧樹(shù)脂，1. 5g的表面活性劑，混合，加熱至完全溶解，降溫至75_85°C加 入3g的多元胺，在100°C下反應(yīng)lh，自然降溫至80°C，加入4. 5g的水和3g的環(huán)氧樹(shù)脂嵌段 共聚物的醚溶液，攪拌均勻，得到非離子水性環(huán)氧固化劑。取17g的非離子水性環(huán)氧固化劑為涂料B組分，取60g的聚氨酯改性水性環(huán)氧分 散劑、4g的納米材料水溶液、6g的二乙二醇乙醚、lg的異噻唑啉酮?dú)⒕栏瘎?g的蠟乳液 和6g的水在常溫和轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合均勻，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合物pH 為8. 5左右，將混合液分散至15目以下，加入0. 2g的消泡劑、3g的分散劑、0. 5g的潤(rùn)濕平 流劑、0. 3g的增稠劑，混合均勻，然后將混合液過(guò)濾，倒出，得涂料A組分。A、B組分按照質(zhì)量比4 1混合得涂料成品。測(cè)試涂膜性能見(jiàn)表2。實(shí)施例3按質(zhì)量稱取下列原料取18g的環(huán)氧樹(shù)脂，1. 5g的表面活性劑混合，加熱至完全溶解，降溫至75_85°C加 入3g的多元胺，在100°C下反應(yīng)lh，自然降溫至80°C，加入4. 5g的水和3g的環(huán)氧樹(shù)脂嵌段 共聚物的醚溶液，攪拌均勻，得到非離子水性環(huán)氧固化劑。取20g的非離子水性環(huán)氧固化劑為涂料B組分，取55g的聚氨酯改性水性環(huán)氧分 散劑、4g的納米材料水溶液、6g的二乙二醇乙醚、lg的異噻唑啉酮?dú)⒕栏瘎?g的蠟乳液 和5g的水在常溫和轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下混合均勻，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合物pH 為8. 5左右，將混合液分散至15目以下，加入0. 2g的消泡劑、3g的分散劑、0. 5g的潤(rùn)濕平流劑、0. 3g的增稠劑，混合均勻，然后將混合液過(guò)濾，倒出，得涂料A組分。A、B組分按照質(zhì)量比4 1混合得涂料成品。測(cè)試涂膜性能見(jiàn)表2。該產(chǎn)品具有不易損傷被涂飾表面，粘附性好且易于改性，耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度 高、變頂收縮率小、穩(wěn)定性好、耐劃痕的性能，符合實(shí)際應(yīng)用需求。以上所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)如下
權(quán)利要求
一種高耐磨性木器涂料的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)A組份的制備在室溫和轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，取二乙二醇乙醚、異噻唑啉酮?dú)⒕栏瘎?、蠟乳液、納米材料水溶液和分散劑，依次加入聚氨酯改性水性環(huán)氧分散劑中，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合物的pH值為8-9，將混合液分散至15目以下，然后加入消泡劑、潤(rùn)濕流平劑和增稠劑分散均勻，將混合液過(guò)濾，倒出，即得涂料A組分；(2)B組分自乳化型非離子水性環(huán)氧固化劑的制備將環(huán)氧樹(shù)脂和表面活性劑混合于三頸瓶中，加熱到待完全溶解后，停止加熱，降溫至75-85℃加入多元胺，控制反應(yīng)溫度在90-100℃，反應(yīng)時(shí)間為1h，然后自然降溫至80℃，再加入環(huán)氧樹(shù)脂嵌段共聚物的醚溶液，繼續(xù)反應(yīng)1h，然后加入適量水稀釋，即得到B組分；其中環(huán)氧樹(shù)脂占60wt％，表面活性劑占5wt％，多元胺占10wt％，環(huán)氧樹(shù)脂嵌段共聚物的醚溶液占10wt％，其余為水，其總重量滿足100％；(3).涂料的制備將步驟(1)所得A組分和步驟(2)所得B組分按比例混合，即得所需成品；其中原料的質(zhì)量百分比如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于聚氨酯改性水 性環(huán)氧分散劑為聚乙二醇聚醚型的聚氨酯預(yù)聚體與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)合成聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù) 脂水分散體。其中環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-55%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述納米材料 水溶液中的納米材料為納米級(jí)陶瓷微珠或納米級(jí)TiO2，其固含量在50%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述消泡劑為 有機(jī)硅的乳液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述分散劑為 高分子量聚丙烯酸酯型分散劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述潤(rùn)濕流平 劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚物潤(rùn)濕平流劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述增稠劑為 聚氨酯類非離子締合型增稠劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述多元胺為 三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺中的一至幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于所述PH調(diào)節(jié)劑 為氨水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨水性木器涂料的制備方法，其特征在于水性環(huán) 氧固化劑中的嵌段共聚物為聚乙二醇與環(huán)氧樹(shù)脂的共聚物，其中聚乙二醇為分子量為 1000-10000中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明屬于涂料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高耐磨水性木器涂料的制備方法。具體步驟為首先使用環(huán)氧樹(shù)脂及多元胺制備自乳化型水性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，然后在聚氨酯改性環(huán)氧乳液中加入相關(guān)助劑與納米材料水溶液，高速分散，最后將制得的固化劑與分散均勻的混合液共混，制成產(chǎn)品。本發(fā)明充分利用并結(jié)合了環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、蠟乳液以及無(wú)機(jī)納米材料的優(yōu)點(diǎn)，所得產(chǎn)品經(jīng)過(guò)性能測(cè)定均達(dá)標(biāo)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程將成本大幅降低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染而且節(jié)能，在木器涂料領(lǐng)域有著較大的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09D187/00GK101880508SQ20101020903
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者任天斌, 孫永, 尹雪梅, 蔣媛媛 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)