一种水性木器封闭底漆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种水性木器底漆及其制备方法，尤其设及一种适合各种木材的水性 木器封闭底漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 20世纪90年代初，世界发达国家的涂料绿色革命促进了涂料行业的大踏步的发 展，其中水性涂料的优越性日益突出。随着科学进步，技术发展，水性木器涂料不仅能够满 足大多数性能要求，而且因其突出的环保性和安全性，正在逐步取代传统溶剂型涂料成为 木器涂料新的发展方向。
[0003] 木材的特性之一是吸水膨胀，失水收缩，因为木材中的木质纤维素本身是亲水性 的，而其中的有色成分也具有亲水性，能溶于水中。例如单宁酸，提纯后是淡黄色至浅栋色 固体，暴露于空气中能变黑。溶于水、乙醇、丙酬，却几乎不溶于苯、氯仿、乙酸及石油酸。从 它
[0004]
[0005] 单宁酸分子式
[0006] 的分子结构（见单宁酸分子式）也有体现，由于分子结构中含有大量的-0H，因而 与水的相容性较好。而运些有色成分难溶于溶剂型涂料的常用溶剂中，故对溶剂型涂料几 乎没有影响。因此，木材中有色成分的亲水性是水性涂料变色的根本原因。
[0007] 水是水性涂料的主要组成物之一，涂料的一半质量甚至更多都是水。当涂料施工 于木材表面时，木材中的有色成分会迅速溶解到涂料的连续相一一水中，就像在涂料中又 添加了颜色，从而改变了涂料的色相。因此，水性涂料中的水为木材中有色成分的溶解提供 了基础条件。
[0008] 水性木器涂料的成膜物目前大多是水分散型的，聚合物W球形颗粒分散于水中， 每个颗粒由不同数量的高分子聚合物所组成。它是一个非均相体系，当水蒸发后球形颗粒 经过了一系列物理化学过程，大致可分为颗粒的堆积、颗粒的融结及聚合物链端的扩散等 才能形成一个连续的薄膜。水性涂料的成膜初期涂膜不致密，而木材吸收了涂料中的水分 后，在水分挥发干燥的过程中，有将木材中有色成分带往表面的趋势。
[0009] 总之，水性木器涂料的变色是由于木材中的有色成分溶解到涂料的水中所致，物 理过程多于化学过程，是木材与涂料双重作用的结果，涂料实干后立刻就能显示出来。
[0010] 目前市场上采用较多的封闭底漆方案是：采用阳离子乳液作为封闭底漆，W及向 传统阴离子乳液中加入可与单宁酸反应的离子或者化合物来抑制单宁酸。
[0011] 如US6245141B1公布了一种添加铁酸醋偶联剂的水性抗单宁酸涂料。该铁酸醋偶 联剂结构中至少含有一个氨基反应基团，可添加在涂料配方中。US4021398公开了碱性侣化 物，特别是水溶性碱性面化侣及其衍生物制备涂料桂除单宁酸。EP1291144A2公开了在涂料 中添加偏侣酸盐抑制单宁酸。
[0012]CN102134434A公开了一种采用阳离子型水性环氧乳液或水性纳米Si02改性丙 締酸树脂制备的水性封闭底漆，该封闭底漆具有粒径小，引入能与单宁酸反应的官能团，其 中碱性物质可促进阳离子乳液的交联反应，形成能够阻止基材中单宁酸上浮的封闭体系。 CN103642342A则公开了一种在阳离子乳液中加入具有络合能力的金属化合物作为抗渗色 助剂制备低粘度清漆封闭底漆，通过二者协同作用，实现封闭单宁酸的效果。
[0013] 但是，现有技术存在W下缺点：（1)多数技术方案采取单独使用抗单宁酸助剂或 阳离子乳液或者采用阳离子乳液中引入抗单宁酸助剂制得封闭底漆。通常抗单宁酸助剂具 有专一性，只能与某一种物质作用，而木材种类繁多，单宁酸的成分复杂多样，所W单独使 用抗单宁酸助剂的方案具有很强的局限性。而单独使用阳离子乳液作为封闭底漆在渗色比 较严重的基材上封闭效果不佳，阳离子乳液中引入抗单宁酸助剂短期内可W达到理想的封 闭效果，但是放置长久时间之后，依然会有单宁酸渗出的情况。（2)多数配方中抗单宁酸助 剂和乳液均没有很好的相容性，长时间储存会出现乳液稳定性下降，抗单宁酸效果变差等 现象。采用阳离子乳液作为封闭底漆还会导致与上层阴离子涂层附着力问题。
[0014] 因此，需要寻求一种新的水性木器封闭底漆配方，实现对各种基材具有长久有效 的单宁酸封闭作用。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于提供一种水性木器封闭底漆，采用将水性单组份阴离子型丙締 酸聚合物乳液或改性丙締酸聚合物乳液和特殊亲水改性多异氯酸醋混合制得水性木器封 闭底漆，在保持较长的开放时间的基础上，对于不同基材均有良好的封闭单宁酸作用。
[0016] 本发明的另一个目的在于提供一种水性木器封闭底漆的制备方法，该方法步骤简 单易行。
[0017] 为达上述目的，本发明采取如下方案：
[0018] 一种水性木器封闭底漆，由包含W下重量含量的组分配制而成：
[0019] 水件孔液 45-90wt% 亲水改性多异氯酸廳 2-15wt% 成膜肋剂 2-lOwt% 水性助剂 1.3-5.8wt% 尘离了水 3.7-48.7wt%〇
[0020] 作为一种优选的技术方案，所述的水性木器封闭底漆，由包含W下重量含量的组 分配制而成：
[0021] 水性乳液 50-75wt% 亲氷改性多异氛酸醋 5-10wt%
[0022] 成膜助剂 4-8wl;% 水性助剂 2.1-4.6wt% 山离了水 l:3-9J8.9wi:%。
[0023] 作为一种更优选的技术方案，所述的水性木器封闭底漆，由包含W下重量含量的 组分配制而成：
[0024] 水巧乳液 45-90wt% 来水改性多开試酸鴨 2-15wt% 成膜助剂 2-lOwt% 消泡剂 0.1-Iwt% 基材润湿剂 0.3-lwt% 流平剂 化MJ. 5Wt% pH调节剤 0.5-1.5wt% 増稠剂 0.2-1.5wt〇/〇 杀齒剂 （U-0.3wt% 么鸟了水 3.7-48.7wt%。
[00巧]作为一种进一步更优选的技术方案，所述的水性木器封闭底漆，由包含W下重量 含量的组分配制而成：
[0026] 水件孔液 50-75wt% 亲水改性多异氯酸廳 5-10wt% 成膜肋剂 4-8wt% 消泡剂 0.2-0.8wt% 基材润湿剂 0.4-0.8wt%
[0027] 流平剂 0.3-0.4Wt% pH调节剂 0.55-1.25wt% 增綱劍 a5-Uwt% 杀簡剤 化巧-0,巧城錄 主离T?水 13.9-38.9wt%。
[0028] 本发明中，所述水性乳液为单组份阴离子型丙締酸聚合物乳液或者改性丙締酸聚 合物乳液中的一种或多种，包括纯丙締酸聚合物乳液，环氧改性丙締酸乳液，聚氨醋改性 丙締酸乳液，有机娃改性丙締酸乳液和有机氣改性丙締酸乳液。
[0029] 本发明中，单组份阴离子型丙締酸醋聚合物乳液或者改性丙締酸醋聚合物乳液作 为成膜物，形成均匀连续的漆膜包裹住木材，并提供光泽，硬度，化学品抗性等；亲水改性多 异氯酸醋则通过两方面作用实现封闭性：一是亲水改性多异氯酸醋的加入可W提高最终漆 膜的交联密度，形成"互穿网络"结构，漆膜更致密，单宁酸不易渗出；二是亲水改性多异氯 酸醋具有活性-NCO基团，可与单宁酸分子中的-OH反应，从而将单宁酸封闭在木材表面。
[0030] 本发明中，所述亲水改性多异氯酸醋为在50-100°C下，使多异氯酸醋与含有对异 氯酸醋呈反应活性基团的单官能度聚酸和任选的含可离子化基团的化合物、对异氯酸醋具 有反应活性的单官能度的醇酸反应，然后再用对异氯酸醋呈反应惰性的溶剂稀释得到。其 固含为65-92wt%，官能度为1. 8-2. 4，NC0含量为8-20wt%，乙氧基单元含量为2-15wt%， 粘度为 50-500mPa.S。
[0031] 本发明中，亲水改性多异氯酸醋的制备中多异氯酸醋、单官能度聚酸、对异氯酸醋 具有反应活性的单官能度的醇酸、溶剂的质量比为147 :(8-30) :(16-36) :(18-120)。单官 能度聚酸提高多异氯酸醋的亲水性，使其能够在机械揽拌下分散在水性乳液中；对异氯酸 醋具有反应活性的单官能度的醇酸则形成一道保护层，有效隔绝了水和-NCO基团的反应， 保证水性封闭底漆有充足的储存和施工时间。
[0032] 本发明中，所述多异氯酸醋为官能度是2. 5-4. 0,NCO含量为15. 0-32.Owt%的芳 香族多异氯酸醋、芳香族多异氯酸醋聚合物和改性芳香族多异氯酸醋中的一种或多种；优 选基于MDI的聚合物或改性物，更优选聚合MDI和聚酸改性的液化MDI中的一种或多种。制 备的基于MDI的亲水改性多异氯酸醋在水性涂料体系中的开放时间大于地，满足了产品的 施工要求尤其是在气溫较高的地域的施工要求，解决了水性MDI型多异氯酸醋的开放时间 短的问题，丰富了水性多异氯酸醋的种类。
[0033] 本发明中，所述的单官能度聚酸的数均分子量为250-4500,优选500-3500,每分 子中乙氧基单元的个数为5-100个，优选10-80个。
[0034] 本发明中，所述的对异氯酸醋具有反应活性的单官能度的醇酸，结构式为
其中，B表示与异氯酸醋具有反应活性基团径基；Ri表示1，2-亚乙基、 ，： 1-甲基-1, 2-亚乙基，Rz表不甲基、乙基、丙基、异丙基、了基、叔了基；n表不1-4中的任意 整数；所述的醇酸优选乙二醇甲酸、二丙二醇乙酸、二丙二醇丙酸、二丙二醇下酸、二丙二醇 叔下基酸。
[0035] 本发明中，含可离子化基团的化合物为二径甲基丙酸和/或4-环己氨基下横酸， 用量为基于多异氯酸醋量的〇-5wt%。
[0036] 本发明中，所述的对异氯酸醋呈反应惰性的溶剂为150号溶剂油、乙酸乙醋、丙二 醇甲酸醋酸醋、N-乙基化咯烧酬、甲苯和1-甲氧基丙-2-基乙酸醋中的一种或多种；优选 为150号溶剂油、乙酸乙醋、N-乙基化咯烧酬和丙二醇甲酸醋酸醋的一种或多种。
[0037] 本发明中，所述成膜助剂为二丙二醇甲酸、二丙二醇下酸、乙二醇下酸、=丙二醇 下酸，二乙二醇下酸和乙二醇己酸中的一种或多种，优选为二丙二醇甲酸和二丙二醇下酸 中的一种或两种。
[0038] 本发明中，所述消泡剂为有机娃类消泡剂，优选为赢创工业的Tego-805、 Teg〇-810、Teg〇-815、Teg〇-825、Teg〇-902w和Tego-1488 中的一种或多种。
[0039] 本发明中，所述基材润湿剂为聚酸硅氧烷共聚物，优选为毕克化学的Byk-346、 Byk-348和气体化工的Su计即O1-104BC、Surf即O1-104E中的一种或多种。
[0040] 本发明中，所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷，优选为赢创工业的Tego-410、 Tego-4