一种高硬度和耐磨性水性木器漆及其制备方法

专利名称：一种高硬度和耐磨性水性木器漆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及水性木器漆技术领域，具体是一种高硬度和耐磨性水性木器漆及其制 备方法。
背景技术：
随着人们环保意识的日益增强，溶剂型涂料的使用范围已经日益受到限制，而水 性涂料具有无环境污染、毒性小及无火灾隐患等优点而越来越受到人们的关注和重视。在 欧美等发达国家，随着环保法规的日趋深入，溶剂型木器漆的销量在逐年下降，水性木器漆 的用量逐年上升。在我国，随着改革开放的深入及国民经济的快速发展和人民生活水平的 提高，低污染高性能的环保型涂料已日益受到人们的关注，水性木器漆的研究开发及推广 应用已越来越受到人们的重视。近年来水性木器漆的研究开发在我国得到了前所未有的发 展。水性木器漆在家庭装修及普通家具上已经获得了成功的应用，并正在扩大其市场 占有率。然后，在油性聚氨酯漆控制的高档家具市场上，水性漆尚难有所作为。高档家具漆 要求有很高的丰满度、耐水性、耐磨性、硬度等，这些都是制约水性木器漆发展的因素。目前提高水性木器漆硬度通常会从两个方面考虑一是树脂的选择；二是能过制 漆过程中添加硬填料。作为目前市场主流的单组分水性木器漆的树脂一般为丙烯酸乳液 类、水性丙烯酸与聚氨酯的复合或杂化体和水性聚氨酯分散体三类。不管是采用哪种成膜 物，提升硬度都受等原材料、配方、工艺等的局限，甚至提升硬度在制漆过程中要以牺牲加 入引入VOC的成膜助剂为代价。在制漆后添加工艺中，有报道使用玻璃粉、透明粉等提升水 性木器漆的硬度，但加量少不能起到明显的作用，加量过大又会带来沉降的问题。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高硬度和耐磨性水性木器漆及其制备方法， 解决现有水性木器漆硬度低、耐磨性差的问题。本发明的技术方案为—种高硬度和耐磨性水性木器漆，它是由下列重量份比的原料制备而成水性聚 氨酯分散体500-850、丙烯酸乳液0-350、纳米氧化铝浆90_110、消泡剂2_5、润湿剂 4-6、PH值调节剂1_、成膜助剂13-15、流平剂3_5、增稠剂3_5、增滑剂2_4、去离子水 15-25 ；其中，所述的纳米氧化铝浆是由下列重量份比的原料制备而成纳米氧化铝粉 9-11、消泡剂0. 1-0. 3、润湿剂0. 1-0. 3、分散剂1. 4-1. 8、PH值调节剂0. 1-0. 2、增稠剂 0. 3-0. 5、去离子水87-88。 所述的分散剂是由硬脂酸和铝酸酯组合而成，其混合重量份比为硬脂酸铝酸酯 =0. 4-0. 6 1-1. 2。一种高硬度和耐磨性水性木器漆的制备方法，包括下列步骤
(1)、纳米氧化铝浆的制备按重量份将去离 子水、消泡剂、润湿剂、分散剂和PH值调节剂混合搅拌，中低速分 散5-10分钟后，加入纳米氧化铝粉，高速搅拌并缓慢加入增稠剂，高速分散20-30分钟，制 得纳米氧化铝浆；(2)、水性木器漆的制备按重量份将水性聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、消泡剂、润湿剂、PH值调节剂混合搅 拌，中速分散5-10分钟，再缓慢加入纳米氧化铝浆，中速分散20-30分钟后，低速消泡5-10 分钟，再依次加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、增滑剂和去离子水，中速搅拌5-15分钟，过滤 出料。所述的纳米氧化铝浆中的分散剂硬脂酸和铝酸酯，保证纳米氧化铝粉能稳定的分 散在水相中；增稠剂增加纳米氧化铝浆体系的粘度，提高分散效率。所述的水性聚氨酯分散体为自制固含量为35%的树脂，铅笔硬度为H，耐磨性 (1000g/1000r下磨损失重)80mg ；增滑剂用于增加漆膜的手感和抗滑伤性，也对提高耐磨
性有一定贡献。钠米氧化铝的选择普通钠氧化铝因在水中分散难等因素很难在水性体系中使 用，但通过晶型选择和表面处理后的可获得较好的水分散性，亲油型的钠米氧化铝一般表 面会用硬酸酸、铝酸酯或钛酸酯处理，通常晶型是α相；亲水型的钠米氧化铝α相晶型比 表面积不低于10m2/g，平均粒径在80nm，γ相晶型比表面积通常不低于160m2/g，平均粒径 相对较小，只有20nm。、相晶型IimAl2O3粒径较小，能较为稳定的分散在木器漆体系中，发 挥作用。本发明的优点(1)、纳米氧化铝在水性木器漆体系中能稳定分散，不会产生分层和沉降的现象；(2)、纳米氧化铝的引入能有效提升水性木器漆的硬度和耐磨性，铅笔硬度从原来 的H提高到2H以上，耐磨性提高了 50%以上；(3)、本发明所述的高硬度和耐磨性水性木器漆可替代传统的油性2KPU漆，为单 组份施工，操作方便快捷，无毒无味，不会对施工人员和使用者带来身体伤害；近零V0C，基 本不会有环境污染，更不会造成资源的浪费；(4)、本发明能够满足家装和家具行业的要求，适合在家装和家具行业推广使用。本发明是在制漆体系中加入纳米氧化铝浆来提高水性木器漆的硬度和耐磨性，且 无污染、性能稳定，适用于家装和家具行业。
具体实施例方式实施例1一种高硬度和耐磨性水性木器漆的制备(1)、纳米氧化铝浆的制备直接把纳米氧化铝粉加入木器漆体系中，其不易分散，因预先制备稳定的纳米氧 化铝浆，在调漆阶段再加入木器漆体系中。a、纳米氧化铝浆是由下列重量份比的原料制备而成纳米氧化铝粉10、消泡剂 0. 2、润湿剂0. 2、硬脂酸0. 5、铝酸酯1. 1、PH值调节剂0. 1、增稠剂0. 4、去离子水87. 5 ；
b、制备方法在分散器的搅拌状态下依次加入去离子水、消泡剂、润湿剂、分散剂 硬脂酸和铝酸酯、PH值调节剂，加毕后，在中低速下分散5-10分钟，然后加入纳米氧化铝 粉，提高转速为中高速，再缓慢就加入增稠剂，高速分散20-30分钟，得纳米氧化铝浆。纳米氧化铝浆中，纳米氧化铝的含量为10%，50°C热贮一周未见分层现象。(2)、水性木器漆的制 备a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制备而成水性聚氨酯分散体845、纳米 氧化铝浆100、消泡剂4、润湿剂5、PH值调节剂1、成膜助剂14、流平剂4、增稠剂4、 增滑剂3、去离子水20 ；b、制备方法按重量份在分散器的搅拌状态下依次加入水性聚氨酯分散体、消泡 齐U、润湿剂、PH值调节剂，低速分散5分钟，再缓慢加入纳米氧化铝浆，中速分散20-30分 钟，低速消泡5-10分钟，再依次加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、增滑剂和去离子水，中速搅 拌5-15分钟，过滤出料。水性木器漆的各项理化指标涂-4杯粘度为100士 10s，细度< 30 μ m，固含量 32士 1 % ；铅笔硬度彡2H，耐磨性(1000g/1000r下磨损失重)35mg,耐水性24h无异常，附着 力(划格间距Imm) ( 1，耐冲击彡50Kg/cm。实施例2一种用于家装的高硬度高丰满度的木器底漆的制备步骤(1)同实施例1。(2)、木器底漆的制备a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制备而成水性聚氨酯分散体500、丙烯 酸乳液345、纳米氧化铝浆100、消泡剂2、润湿剂5、PH值调节剂1、成膜助剂14、流平 剂4、增稠剂4、增滑剂3、去离子水20 ；b、制备方法按重量份在分散器的搅拌状态下依次加入水性聚氨酯分散体、丙烯 酸乳液、消泡剂、润湿剂、PH值调节剂，低速分散5分钟，再缓慢加入纳米氧化铝浆，中速分 散20-30分钟，低速消泡5-10分钟，再依次加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、增滑剂和去离子 水，中速搅拌5-15分钟，过滤出料。实施例3一种用于家具的高硬度高丰满度的木器底漆的制备步骤(1)同实施例1。(2)、木器底漆的制备a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制备而成水性聚氨酯分散体845、纳米 氧化铝浆100、消泡剂2、润湿剂5、PH值调节剂1、成膜助剂14、流平剂3、增稠剂4、 增滑剂4、去离子水20 ；b、制备方法按重量份在分散器的搅拌状态下依次加入水性聚氨酯分散体、消泡 齐U、润湿剂、PH值调节剂，低速分散5分钟，再缓慢加入纳米氧化铝浆，中速分散20-30分 钟，低速消泡5-10分钟，再依次加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、增滑剂和去离子水，中速搅 拌5-15分钟，过滤出料。实施例4一种用于家具的高硬度和耐磨性半哑面漆的制备
步骤(1)同实施例1。(2)、木器底漆的制备a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制备而成水性聚氨酯分散体825、纳米 氧化铝浆110、消泡剂2、润湿剂5、PH值调节剂1、分散剂2、消光粉20、成膜助剂13、 流平剂3、增稠剂3、增滑剂4、去离子水12 ；b、制备方法按重量份在分散器的搅拌状态下依次加入水性聚氨酯分散体、消泡 齐U、润湿剂、PH值调节剂、分散剂和消光粉，低速分散5分钟，再缓慢加入纳米氧化铝浆，中 速分散20-30分钟，低速消泡5-10分钟，再依次加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、增滑剂和去 离子水，中速搅拌5-15分钟，过滤出料。
权利要求
1.一种高硬度和耐磨性水性木器漆，其特征在于它是由下列重量份比的原料制备而 成水性聚氨酯分散体500-850、丙烯酸乳液0-350、纳米氧化铝浆90_110、消泡剂2_5、 润湿剂4-6、PH值调节剂1_2、成膜助剂13-15、流平剂3_5、增稠剂3_5、增滑剂2_4、 去离子水=15-25 ；其中，所述的纳米氧化铝浆是由下列重量份比的原料制备而成纳米氧化铝粉9_11、 消泡剂0. 1-0. 3、润湿剂0. 1-0. 3、分散剂1. 4-1. 8、PH值调节剂0. 1-0. 2、增稠剂 0. 3-0. 5、去离子水87-88。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度和耐磨性水性木器漆，其特征在于所述的分散 剂是由硬脂酸和铝酸酯组合而成，其混合重量份比为硬脂酸铝酸酯=0.4-0. 6 1-1.2。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度和耐磨性水性木器漆的制备方法，其特征在于 包括下列步骤(1)、纳米氧化铝浆的制备按重量份将去离子水、消泡剂、润湿剂、分散剂和PH值调节剂混合搅拌，中低速分散 5-10分钟后，加入纳米氧化铝粉，高速搅拌并缓慢加入增稠剂，高速分散20-30分钟，制得 纳米氧化铝浆；(2)、水性木器漆的制备按重量份将水性聚氨酯分散体、丙烯酸乳液、消泡剂、润湿剂、PH值调节剂混合搅拌，中 速分散5-10分钟，再缓慢加入纳米氧化铝浆，中速分散20-30分钟后，低速消泡5-10分钟， 再依次加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、增滑剂和去离子水，中速搅拌5-15分钟，过滤出料。
全文摘要
本发明公开了一种高硬度和耐磨性水性木器漆及其制备方法，水性木器漆是由下列重量份比的原料制备而成水性聚氨酯分散体500-850、丙烯酸乳液0-350、纳米氧化铝浆90-110、消泡剂2-5、润湿剂4-6、pH值调节剂1-2、成膜助剂13-15、流平剂3-5、增稠剂3-5、增滑剂2-4、去离子水15-25。本发明在水性木器漆体系中加入纳米氧化铝添加剂，提高了水性木器漆的硬度和耐磨性，且无污染、性能稳定，适用于家装和家具行业。
文档编号C09D7/12GK102108247SQ20101062260
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者王奇 申请人:王奇