专利名称：一种用于木器保护的新型聚氨酯半哑白面漆的制作方法
技术领域：
本发明属于室内装饰装修用木器漆技术领域，具体涉及一款性能优异的环保抗黄 变低成本的半 白面漆。
背景技术：
现今市面上制备的双组份聚氨酯木器漆，主漆普遍采用植物油短油度醇酸树脂为 基料制做，固化剂普遍采用甲苯二异氰酸酯或其三聚体制做，主漆与固化剂按比例混合固 化后的漆膜存在如下缺陷，(1)其聚氨酯中芳香族氨酯键极易被紫外线氧化成醌而变黄；植物油油度树脂中少量不饱和双键被紫外线氧化而变黄，导致漆膜耐黄变性差，耐黄变 性(UVA，168小时)Δ E色差达10. 0以上，影响了装饰质量。市面上的木器漆受醇酸树脂羟值的影响很大，采用低羟值树脂制备得到的木 器漆干燥快，有较好的弹性、耐水性和保光性，但目前市面上的醇酸树脂的羟值基本在 120mgK0H/g左右，羟值高，粘度大，虽然所制备的木器漆常温干燥硬度高、耐汽油性好，但是 耐水性较差、易开裂。传统木器漆一般采用m (油漆)m (固化剂)m (稀释剂)=1 0.5 1，需 加入较多固化剂达到施工效果，成本高且不环保，因此亟需开发一款性能更优越的耐黄变、 环保、低成本的半哑白面漆。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种使用硬脂酸改性醇酸树 脂树脂作成膜物质而得到一种耐黄变、耐水性强、快干型、低成本且综合性能优越的半 白 面漆。本发明的另一目的是提供一种上述面漆的制备方法。本发明的目的可以通过以下措施达到一种用于木器保护的新型聚氨酯半哑白面漆，该面漆由如下质量含量的组分混合 而成硬脂酸改性醇酸树脂25. 0 35. 0%、聚酮树脂溶液(PQE918)5. 0 15. 0%、消泡剂 0. 1 0. 5%、防沉剂0. 5 1. 5%、分散剂0. 1 0. 5%、白面浆为35. 0 45. 0%、手感蜡 粉0. 5 1. 5 %、气溶消光粉1. 0 5. 0 %、20 %的VAGH氯醋树脂5. 0 15. 0 %、流平剂 0. 1 0. 5%、抗黄变助剂0. 5 1. 0%、除味剂0. 1 0. 5%、丁酯1. 0 5. 0%。该面漆各组分优选的质量含量为硬脂酸改性醇酸树脂28. 0 32. 0%、聚酮树脂 溶液8.0 12. 0%、消泡剂0. 1 0. 3%、防沉剂为0.8 1.2%、分散剂0.2 0.4%、白 面浆38. 0 42. 0 %、手感蜡粉0. 8 1. 2 %、气溶消光粉3. 0 5. 0 %、20 %的VAGH氯醋树 脂8.0 12. 0%、流平剂0.2 0.4%、抗黄变助剂0.6 0.9%、除味剂0. 1 0.2%、丁 酯 2. 0 4. 0%。本发明采用的特定的硬脂酸改性醇酸树脂，该树脂璃化温度较高，干燥过程中释 放溶剂快，配以少量的固化剂即可达到干燥的效果；同时新型的硬脂酸改性醇酸树脂树脂中含有的伯羟基，空间位阻小，固化反应活性高，加快了油漆施工的干燥成膜速度。该硬脂 酸改性醇酸树脂树脂酸值在10 12mgK0H/g之间，稍高于传统的树脂(7 10mgK0H/g)，对 粉料的润湿性较好，且不存在涨罐等问题，所制备的半 清漆达到了最好的效果。该硬脂酸改性短油度醇酸树脂由如下质量含量的原料反应制得精油酸10 35%、硬脂酸5 28%、苯酐28 42%、苯甲酸1 10%、二甘醇5 20%、三羟甲基丙烷 0. 1 5%、甘油1 10%、季戊四醇5 15%、抗氧剂0. 1 1%。该硬脂酸改性短油度醇 酸树脂的各原料精油酸、硬脂酸、苯酐、苯甲酸、二甘醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇和抗 氧剂的优选的质量含量分别为10 30%、5 10%、30 40%、3 8%、10 16%、1 5%、2 8%、8 12%、0· 1 0. 5%;最优选为20 25%、5 7%、35 40%、3 4%、 10 13%、2 5%、5 8%、10 12%、0. 2 0. 5%。该硬脂酸改性短油度醇酸树脂的各原料的反应过程为将精油酸、硬脂酸、苯酐、 苯甲酸、二甘醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、抗氧剂混合，以二甲苯做带水剂，以二氧化 碳为保护气，在120 220°C下反应，至酸值< 12mgK0H/g，降温，调节粘度后过滤。其中抗 氧剂为亚磷酸三苯酯和次磷酸中的一种或两种。抗氧剂在苯酐加入之后与其他原料混合， 且抗氧剂加入时体系的温度小于80°C。其中调节粘度以及过滤的步骤包括先调节至反应 物料粘度至格式粘度38 45S/25 °C，再出料，待出料后，先用二甲苯洗釜，再用二甲苯与甲 苯调节粘度，待粘度合格(25000士5000mPa*S/25°C)后过滤。其中带水剂二甲苯的用量为 各原料总质量的2 10%。上述在120 220°C下反应的详细过程为先升温至120°C，打开搅拌(以及循环 冷却水)，再在1 3h内升至160 180°C，保温0. 5 2h ；然后在1 4h内升温至200°C 210°C，继续恒温反应。抗氧剂在苯酐加入之后与其他原料混合，且抗氧剂加入时体系的温 度小于80°C。该硬脂酸改性短油度醇酸树脂羟值低，在60mgK0H/g左右(35 65mgK0H/g)，明显 低于传统的醇酸树脂(110 120mgK0H/g)所制备的木器漆干燥快，耐水性好、附着力好、保 光性好、弹性好，而羟值低会对木器漆的硬度、粘度有一定影响，但是在本发明中含有一定 量的苯酐、苯甲酸等含有苯环结构的化合物，在各组分的配合下提高了分子结构的支链、树 脂的硬度，因此，所制得的木器漆不仅耐水性和保光性好，其硬度也不低。本发明制备工艺中的白面浆，采用411白面浆，其由R-706钛白粉制得到，具体由 质量含量10 30%的硬脂酸改性短油度醇酸树脂、60 80%的R-706钛白粉和5 15% 的分散剂BYK-104S搅拌0. 5 1. Oh制得。此钛白粉在其他组分的配合下具有的较好的遮 盖力和填充性。制得的半 白面漆具有较好漆膜固化性、耐磨性、润湿性、分散性、耐腐蚀 性、光泽性和极佳的耐黄变性与耐候性。本发明采用5300和SS-220中的一种或两种为消泡剂，在其他组分的配合下避免 了非硅类消泡剂混容性差、易缩孔等缺点，采用有机硅类与非硅类消泡剂混合使用，设计其 含量(0. 1% )适中，达到很好的抑泡效果。本发明采用20 %的VAGH氯醋树脂，其由20wt %的VAGH氯醋树脂和80wt %的二甲 苯混合制得。在其他组分的配合下其具有较好的韧性、耐磨损性、良好耐水性、耐油脂、耐稀 酸性、耐碱性、耐盐水性能。本发明的流平剂采用采用流平剂BYK-306，在其他组分的配合下强烈降低了表面张力、增进底材润湿、防止缩孔、改善流平、增光、增滑、增进消光粉定向效果、改善抗流挂 性。本发明中的手感蜡粉采用手感蜡粉1400SF，在其他组分的配合下具有极佳的滑爽 性、抗划伤性、丝面效果、分散性、防结块性，可改善涂料的平滑性，使得半 白面漆保光性 极佳，且光泽好、手感好。本发明中的气溶消光粉采用TSS-110新型气溶胶消光粉，在其他组分的配合下具 有优异的分散性、优良的消光性、极强的抗沉淀性、极佳的透明度和重涂性。本发明的聚酮树脂溶液的质量含量为30. 0 70. 0%，该聚酮树脂溶液的溶剂采 用二甲苯，其具体可由30 70%的聚酮树脂和30 70%的二甲苯高速搅拌(800 1200r/ min) 1. 0 4. Oh至混溶得到。本发明的分散剂采用分散剂AF1040 ；抗黄变助剂采用抗黄变助剂KH-18 ；除味剂 采用芳香型涂料除味剂BI0PLU，该产品主要是由乙酸芳樟酯和香叶醇类化合物组成的混合 物；防沉剂采用50%的6900防沉剂，其由50wt%的二甲苯与50衬％的6900防沉剂混合制得。上述聚氨酯半哑白面漆的混合方法如下①将硬脂酸改性醇酸树脂、聚酮树脂溶液、消泡剂、防沉剂、分散剂和白面浆加入 到反应罐内，在转速500 800r/min中分散5 IOmin ；②再加入手感蜡粉和气溶消光粉，在转速1000 1200r/min下分散至物料细度
<25 μ m ；③然后加入20% VAGH氯醋树脂、流平剂、抗黄变助剂和除味剂，在转速500 800r/min 中分散 5 IOmin ；④最后用丁酯将物料粘度调到1000士200mPa · s/25°C后，过200目筛。本发明还包括该用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆的制备方法，具体包括如 下步骤①将硬脂酸改性醇酸树脂、聚酮树脂溶液、消泡剂、防沉剂、分散剂和白面浆加入 到反应罐内，在转速500 800r/min中分散5 IOmin ；②再加入手感蜡粉和气溶消光粉，在转速1000 1200r/min下分散至物料细度
<25 μ m ；③然后加入20% VAGH氯醋树脂、流平剂、抗黄变助剂和除味剂，在转速500 800r/min 中分散 5 IOmin ；④最后用丁酯将物料粘度调到1000士200mPa · s/25°C后，过200目筛；其中各组分的质量含量为硬脂酸改性醇酸树脂25. 0 35. 0%、聚酮树脂溶液 5.0 15. 0%、消泡剂0. 1 0.5%、防沉剂0.5 1.5%、分散剂0. 1 0.5%、白面浆为 35. 0 45. 0 %、手感蜡粉0. 5 1. 5 %、气溶消光粉1. 0 5. 0 %、20 %的VAGH氯醋树脂 5. 0 15. 0%、流平剂0. 1 0. 5%、抗黄变助剂0. 5 1. 0%、除味剂0. 1 0. 5%、丁酯 1. 0 5. 0% ；所述的硬脂酸改性短油度醇酸树脂由如下质量含量的原料反应制得精油酸 10 35%、硬脂酸5 28%、苯酐28 42%、苯甲酸1 10%、二甘醇5 20%、三羟甲 基丙烷0. 1 5%、甘油1 10%、季戊四醇5 15%、抗氧剂0. 1 1%。
制备方法中各组分及各原料的定义、选择、用量及优选用量如上所述。本发明的有益效果本发明采用固化剂为HDI三聚体，进一步提高了木器漆的抗黄变能力。本发明提供的新型聚氨酯半 白面漆制得的漆膜丰满、硬度适中、柔韧性好、耐水 性好、耐黄变、环保，是一款综合性能优异的半 白面漆。本发明与现有技术相比具有如下优点1、本发明产品使用的溶剂中不含苯、甲苯及人体难降解的排泄溶剂，产品性能稳 定。 2、本发明设计m(油漆)m(固化剂)m(稀释剂)=4
1，加入较少的
固化剂就可以达到速干效果，经济环保。3、本发明所使用的填料中不含有汞、铬、镉、铅等重金属离子，即不含 GB18581-2009所限有毒有害化学物质。4、本发明采用不可替代的新型的硬脂酸改性醇酸树脂中含有伯羟基，在固化过程 中与固化剂的反应活性大，加快了油漆施工后的干燥成膜性能。5、本发明木器漆具有较好的耐水性、保光性和耐磨性，其油漆漆膜丰满、硬度适 中、柔韧性较好、遮盖力强、耐温耐擦洗、流平性极佳、手感细腻、抗黄变性极强，是综合性能 优异的半 白面清漆。6、本发明木器漆装涂方便，可以刷涂也可以喷涂，喷涂时涂装粘度为12.0 20. Os (涂-4杯)，喷枪口径为Φ 1 1. 5，气压为5 8kg/cm2，喷涂膜厚35 40 μ m。本发明透明半哑清漆与市面上的半哑清漆优越性对比如表1，环保性指标如表2， 性能检测指标如表3。表1本发明与市面上的半哑清漆优越性对比
检测项目 漆膜柔韧性(曲率半径)
涂抹硬度(檫伤) 耐黄变/168h,AE7—级，S
漆膜外观性能
市面上的性能本发明的性能
>3 mm HB
3.0
一般
1 mm F 2.0
漆膜丰满
结论 本发明更优越 本发明更优越 本发明耐黄变性强 本发明更优越 表2本发明有害物质限量的要求^lMgagaKg mIlllIM ι ^ιι ,'^ιι 'M mMil··· ι ^ιι ,'^ιι 'M mIlIlIM ι ^ι'1.' " 1H mIlIlIM^IIWII'.' 11 1H mIlIlIM^IIWII'.' 11 1H ι"ι·Μ1H ι"ι·ΜΠΤ ΠViTTTι· Π ^Τ|Τ Π ,ι, M ................................. ................................. ..................................................................................................."f'"'
检测项目技术指标检验结果结论挥发性有机化合物(VOC) g/L, <670592合格甲苯和二甲苯含量总和/%，<3025合格苯含量/%，<0.3未检出合格可浮 重 性铅(Pb) / mg/kg, <90未检出合格可箱 金 可蒋 属 可箱 性镉(Cd) / mg/kg, < f性铬(Cr) /mg/kg, <75 60未检出 未检出合格 合格 性汞(Hg) / mg/kg, <60未检出合格
表3本发木器漆性能检测结果
8
权利要求
一种用于木器保护的新型聚氨酯半哑白面漆，其特征在于该面漆由如下质量含量的组分混合而成硬脂酸改性醇酸树脂25.0～35.0％、聚酮树脂溶液5.0～15.0％、消泡剂0.1～0.5％、防沉剂0.5～1.5％、分散剂0.1～0.5％、白面浆为35.0～45.0％、手感蜡粉0.5～1.5％、气溶消光粉1.0～5.0％、20％的VAGH氯醋树脂5.0～15.0％、流平剂0.1～0.5％、抗黄变助剂0.5～1.0％、除味剂0.1～0.5％、丁酯1.0～5.0％；其中所述的硬脂酸改性短油度醇酸树脂由如下质量含量的原料反应制得精油酸10～35％、硬脂酸5～28％、苯酐28～42％、苯甲酸1～10％、二甘醇5～20％、三羟甲基丙烷0.1～5％、甘油1～10％、季戊四醇5～15％、抗氧剂0.1～1％。
2.根据权利要求1所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆，其特征在于各组分 的质量含量为硬脂酸改性醇酸树脂28. 0 32. 0%、聚酮树脂溶液8. 0 12. 0%、消泡剂 0. 1 0.3%、防沉剂为0.8 1. 2%、分散剂0.2 0.4%、白面浆38. 0 42. 0%、手感蜡 粉0.8 1.2%、气溶消光粉3.0 5. 0%、20%的VAGH氯醋树脂8. 0 12. 0%、流平剂 0. 2 0. 4%、抗黄变助剂0. 6 0. 9%、除味剂0. 1 0. 2%、丁酯2. 0 4. 0%。
3.根据权利要求1所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆，其特征在于所述硬 脂酸改性短油度醇酸树脂的各原料精油酸、硬脂酸、苯酐、苯甲酸、二甘醇、三羟甲基丙烷、 甘油、季戊四醇和抗氧剂的质量含量分别为10 30%、5 10%、30 40%、3 8%、 10 16%、1 5%、2 8%、8 12%、0. 1 0. 5%。
4.根据权利要求3所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆，其特征在于所述硬 脂酸改性短油度醇酸树脂的各原料精油酸、硬脂酸、苯酐、苯甲酸、二甘醇、三羟甲基丙烷、 甘油、季戊四醇和抗氧剂的质量含量分别为20 25%、5 7%、35 40%、3 4%、10 13%、2 5%、5 8%、10 12%、0. 2 0. 5%。
5.根据权利要求1所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆，其特征在于所述 硬脂酸改性短油度醇酸树脂的各原料的反应过程为将精油酸、硬脂酸、苯酐、苯甲酸、二甘 醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、抗氧剂混合，以二甲苯做带水剂，以二氧化碳为保护气， 在120 220°C下反应，至酸值< 12mgK0H/g，降温，调节粘度后过滤；其中抗氧剂在苯酐加 入之后与其他原料混合，且抗氧剂加入时体系的温度小于80°C。
6.根据权利要求1或2所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆，其特征在于 所述消泡剂选白消泡剂5300和SS-220中的一种或两种；所述防沉剂为50%的6900防沉 剂；所述分散剂为分散剂AF1040 ；所述手感蜡粉为手感蜡粉1400SF ；所述气溶消光粉为气 溶消光粉TSS-110 ；所述20%的VAGH氯醋树脂中含有质量含量为80%的二甲苯；所述流平 剂为流平剂BYK306 ；所述抗黄变助剂为抗黄变助剂KH-18 ；所述除味剂为芳香型涂料除味 剂BIOPLU ；所述白面浆由质量含量10 30%的硬脂酸改性短油度醇酸树脂、60 80%的 R-706钛白粉和5 15%的分散剂BYK-104S，搅拌0. 5 1. Oh制得。
7.根据权利要求1所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆，其特征在于该面漆 的混合制备方法如下①将硬脂酸改性醇酸树脂、聚酮树脂溶液、消泡剂、防沉剂、分散剂和白面浆加入到反 应罐内，在转速500 800r/min中分散5 IOmin ；②再加入手感蜡粉和气溶消光粉，在转速1000 1200r/min下分散至物料细度 < 25 μ m ；③然后加入20% VAGH氯醋树脂、流平剂、抗黄变助剂和除味剂，在转速500 SOOr/ min中分散5 IOmin ；④最后用丁酯将物料粘度调到1000士200mPa· s/25°C后，过200目筛。
8.权利要求1所述的用于木器保护的新型聚氨酯半 白面漆的制备方法，其特征在于 包括如下步骤①将硬脂酸改性醇酸树脂、聚酮树脂溶液、消泡剂、防沉剂、分散剂和白面浆加入到反 应罐内，在转速500 800r/min中分散5 IOmin ；②再加入手感蜡粉和气溶消光粉，在转速1000 1200r/min下分散至物料细度 < 25 μ m ；③然后加入20%VAGH氯醋树脂、流平剂、抗黄变助剂和除味剂，在转速500 SOOr/ min中分散5 IOmin ；④最后用丁酯将物料粘度调到1000士200mPa· s/25°C后，过200目筛；其中各组分的质量含量为硬脂酸改性醇酸树脂25. 0 35. 0%、聚酮树脂溶液5. 0 15. 0%、消泡剂0. 1 0.5%、防沉剂0.5 1.5%、分散剂0. 1 0.5%、白面浆为35. 0 45. 0%、手感蜡粉0.5 1.5%、气溶消光粉1.0 5. 0%、20%的VAGH氯醋树脂5. 0 15. 0%、流平剂0. 1 0. 5%、抗黄变助剂0. 5 1. 0%、除味剂0. 1 0. 5%、丁酯1. 0 5. 0% ；所述的硬脂酸改性短油度醇酸树脂由如下质量含量的原料反应制得精油酸10 35%、硬脂酸5 28%、苯酐28 42%、苯甲酸1 10%、二甘醇5 20%、三羟甲基丙烷 0. 1 5%、甘油1 10%、季戊四醇5 15%、抗氧剂0. 1 1%。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述硬脂酸改性短油度醇酸树脂的各 原料精油酸、硬脂酸、苯酐、苯甲酸、二甘醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇和抗氧剂的质量 含量分别为10 30%、5 10%、30 40%、3 8%、10 16%、1 5%、2 8%、8 12%,0. 1 0. 5%;所述消泡剂选白消泡剂5300和SS-220中的一种或两种；所述防沉剂为 50%的6900防沉剂；所述分散剂为分散剂AF1040 ；所述手感蜡粉为手感蜡粉1400SF ；所述 气溶消光粉为气溶消光粉TSS-110 ；所述20%的VAGH氯醋树脂中含有质量含量为80%的 二甲苯；所述流平剂为流平剂BYK306 ；所述抗黄变助剂为抗黄变助剂KH-18 ；所述除味剂为 芳香型涂料除味剂BIOPLU ；所述白面浆由质量含量10 30%的硬脂酸改性短油度醇酸树 脂、60 80%的R-706钛白粉和5 15%的分散剂BYK-104S搅拌0. 5 1. Oh制得。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述硬脂酸改性短油度醇酸树脂的 各原料的反应过程为将精油酸、硬脂酸、苯酐、苯甲酸、二甘醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊 四醇、抗氧剂混合，以二甲苯做带水剂，以二氧化碳为保护气，在120 220°C下反应，至酸 值< 12mgK0H/g，降温，调节粘度后过滤；其中抗氧剂在苯酐加入之后与其他原料混合，且 抗氧剂加入时体系的温度小于80°C。
全文摘要
本发明公开了一种用于木器保护的新型聚氨酯半哑白面漆，该面漆由如下组分混合而成硬脂酸改性醇酸树脂、聚酮树脂溶液、消泡剂、防沉剂、分散剂、白面浆、手感蜡粉、气溶消光粉、20％的VAGH氯醋树脂、流平剂、抗黄变助剂、除味剂、丁酯；本发明提供的新型聚氨酯半哑白面漆制得的漆膜丰满、硬度适中、柔韧性好、耐水性好、耐黄变、环保，是一款综合性能优异的半哑白面漆。
文档编号C09D175/06GK101967340SQ201010518228
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者谢海 申请人:江苏冠军涂料科技集团有限公司