一種高硬度和耐磨性水性木器漆及其制備方法

專利名稱：一種高硬度和耐磨性水性木器漆及其制備方法
技術領域：
本發明涉及水性木器漆技術領域，具體是一種高硬度和耐磨性水性木器漆及其制 備方法。
背景技術：
隨著人們環保意識的日益增強，溶劑型涂料的使用范圍已經日益受到限制，而水 性涂料具有無環境污染、毒性小及無火災隱患等優點而越來越受到人們的關注和重視。在 歐美等發達國家，隨著環保法規的日趨深入，溶劑型木器漆的銷量在逐年下降，水性木器漆 的用量逐年上升。在我國，隨著改革開放的深入及國民經濟的快速發展和人民生活水平的 提高，低污染高性能的環保型涂料已日益受到人們的關注，水性木器漆的研究開發及推廣 應用已越來越受到人們的重視。近年來水性木器漆的研究開發在我國得到了前所未有的發 展。水性木器漆在家庭裝修及普通家具上已經獲得了成功的應用，并正在擴大其市場 占有率。然后，在油性聚氨酯漆控制的高檔家具市場上，水性漆尚難有所作為。高檔家具漆 要求有很高的豐滿度、耐水性、耐磨性、硬度等，這些都是制約水性木器漆發展的因素。目前提高水性木器漆硬度通常會從兩個方面考慮一是樹脂的選擇；二是能過制 漆過程中添加硬填料。作為目前市場主流的單組分水性木器漆的樹脂一般為丙烯酸乳液 類、水性丙烯酸與聚氨酯的復合或雜化體和水性聚氨酯分散體三類。不管是采用哪種成膜 物，提升硬度都受等原材料、配方、工藝等的局限，甚至提升硬度在制漆過程中要以犧牲加 入引入VOC的成膜助劑為代價。在制漆后添加工藝中，有報道使用玻璃粉、透明粉等提升水 性木器漆的硬度，但加量少不能起到明顯的作用，加量過大又會帶來沉降的問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種高硬度和耐磨性水性木器漆及其制備方法， 解決現有水性木器漆硬度低、耐磨性差的問題。本發明的技術方案為—種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備而成水性聚 氨酯分散體500-850、丙烯酸乳液0-350、納米氧化鋁漿90_110、消泡劑2_5、潤濕劑 4-6、PH值調節劑1_、成膜助劑13-15、流平劑3_5、增稠劑3_5、增滑劑2_4、去離子水 15-25 ；其中，所述的納米氧化鋁漿是由下列重量份比的原料制備而成納米氧化鋁粉 9-11、消泡劑0. 1-0. 3、潤濕劑0. 1-0. 3、分散劑1. 4-1. 8、PH值調節劑0. 1-0. 2、增稠劑 0. 3-0. 5、去離子水87-88。 所述的分散劑是由硬脂酸和鋁酸酯組合而成，其混合重量份比為硬脂酸鋁酸酯 =0. 4-0. 6 1-1. 2。一種高硬度和耐磨性水性木器漆的制備方法，包括下列步驟
(1)、納米氧化鋁漿的制備按重量份將去離 子水、消泡劑、潤濕劑、分散劑和PH值調節劑混合攪拌，中低速分 散5-10分鐘后，加入納米氧化鋁粉，高速攪拌并緩慢加入增稠劑，高速分散20-30分鐘，制 得納米氧化鋁漿；(2)、水性木器漆的制備按重量份將水性聚氨酯分散體、丙烯酸乳液、消泡劑、潤濕劑、PH值調節劑混合攪 拌，中速分散5-10分鐘，再緩慢加入納米氧化鋁漿，中速分散20-30分鐘后，低速消泡5-10 分鐘，再依次加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、增滑劑和去離子水，中速攪拌5-15分鐘，過濾 出料。所述的納米氧化鋁漿中的分散劑硬脂酸和鋁酸酯，保證納米氧化鋁粉能穩定的分 散在水相中；增稠劑增加納米氧化鋁漿體系的粘度，提高分散效率。所述的水性聚氨酯分散體為自制固含量為35%的樹脂，鉛筆硬度為H，耐磨性 (1000g/1000r下磨損失重)80mg ；增滑劑用于增加漆膜的手感和抗滑傷性，也對提高耐磨
性有一定貢獻。鈉米氧化鋁的選擇普通鈉氧化鋁因在水中分散難等因素很難在水性體系中使 用，但通過晶型選擇和表面處理后的可獲得較好的水分散性，親油型的鈉米氧化鋁一般表 面會用硬酸酸、鋁酸酯或鈦酸酯處理，通常晶型是α相；親水型的鈉米氧化鋁α相晶型比 表面積不低于10m2/g，平均粒徑在80nm，γ相晶型比表面積通常不低于160m2/g，平均粒徑 相對較小，只有20nm。、相晶型IimAl2O3粒徑較小，能較為穩定的分散在木器漆體系中，發 揮作用。本發明的優點(1)、納米氧化鋁在水性木器漆體系中能穩定分散，不會產生分層和沉降的現象；(2)、納米氧化鋁的引入能有效提升水性木器漆的硬度和耐磨性，鉛筆硬度從原來 的H提高到2H以上，耐磨性提高了 50%以上；(3)、本發明所述的高硬度和耐磨性水性木器漆可替代傳統的油性2KPU漆，為單 組份施工，操作方便快捷，無毒無味，不會對施工人員和使用者帶來身體傷害；近零V0C，基 本不會有環境污染，更不會造成資源的浪費；(4)、本發明能夠滿足家裝和家具行業的要求，適合在家裝和家具行業推廣使用。本發明是在制漆體系中加入納米氧化鋁漿來提高水性木器漆的硬度和耐磨性，且 無污染、性能穩定，適用于家裝和家具行業。
具體實施例方式實施例1一種高硬度和耐磨性水性木器漆的制備(1)、納米氧化鋁漿的制備直接把納米氧化鋁粉加入木器漆體系中，其不易分散，因預先制備穩定的納米氧 化鋁漿，在調漆階段再加入木器漆體系中。a、納米氧化鋁漿是由下列重量份比的原料制備而成納米氧化鋁粉10、消泡劑 0. 2、潤濕劑0. 2、硬脂酸0. 5、鋁酸酯1. 1、PH值調節劑0. 1、增稠劑0. 4、去離子水87. 5 ；
b、制備方法在分散器的攪拌狀態下依次加入去離子水、消泡劑、潤濕劑、分散劑 硬脂酸和鋁酸酯、PH值調節劑，加畢后，在中低速下分散5-10分鐘，然后加入納米氧化鋁 粉，提高轉速為中高速，再緩慢就加入增稠劑，高速分散20-30分鐘，得納米氧化鋁漿。納米氧化鋁漿中，納米氧化鋁的含量為10%，50°C熱貯一周未見分層現象。(2)、水性木器漆的制 備a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制備而成水性聚氨酯分散體845、納米 氧化鋁漿100、消泡劑4、潤濕劑5、PH值調節劑1、成膜助劑14、流平劑4、增稠劑4、 增滑劑3、去離子水20 ；b、制備方法按重量份在分散器的攪拌狀態下依次加入水性聚氨酯分散體、消泡 齊U、潤濕劑、PH值調節劑，低速分散5分鐘，再緩慢加入納米氧化鋁漿，中速分散20-30分 鐘，低速消泡5-10分鐘，再依次加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、增滑劑和去離子水，中速攪 拌5-15分鐘，過濾出料。水性木器漆的各項理化指標涂-4杯粘度為100士 10s，細度< 30 μ m，固含量 32士 1 % ；鉛筆硬度彡2H，耐磨性(1000g/1000r下磨損失重)35mg,耐水性24h無異常，附著 力(劃格間距Imm) ( 1，耐沖擊彡50Kg/cm。實施例2一種用于家裝的高硬度高豐滿度的木器底漆的制備步驟(1)同實施例1。(2)、木器底漆的制備a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制備而成水性聚氨酯分散體500、丙烯 酸乳液345、納米氧化鋁漿100、消泡劑2、潤濕劑5、PH值調節劑1、成膜助劑14、流平 劑4、增稠劑4、增滑劑3、去離子水20 ；b、制備方法按重量份在分散器的攪拌狀態下依次加入水性聚氨酯分散體、丙烯 酸乳液、消泡劑、潤濕劑、PH值調節劑，低速分散5分鐘，再緩慢加入納米氧化鋁漿，中速分 散20-30分鐘，低速消泡5-10分鐘，再依次加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、增滑劑和去離子 水，中速攪拌5-15分鐘，過濾出料。實施例3一種用于家具的高硬度高豐滿度的木器底漆的制備步驟(1)同實施例1。(2)、木器底漆的制備a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制備而成水性聚氨酯分散體845、納米 氧化鋁漿100、消泡劑2、潤濕劑5、PH值調節劑1、成膜助劑14、流平劑3、增稠劑4、 增滑劑4、去離子水20 ；b、制備方法按重量份在分散器的攪拌狀態下依次加入水性聚氨酯分散體、消泡 齊U、潤濕劑、PH值調節劑，低速分散5分鐘，再緩慢加入納米氧化鋁漿，中速分散20-30分 鐘，低速消泡5-10分鐘，再依次加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、增滑劑和去離子水，中速攪 拌5-15分鐘，過濾出料。實施例4一種用于家具的高硬度和耐磨性半啞面漆的制備
步驟(1)同實施例1。(2)、木器底漆的制備a、水性木器漆是由下列重量份比的原料制備而成水性聚氨酯分散體825、納米 氧化鋁漿110、消泡劑2、潤濕劑5、PH值調節劑1、分散劑2、消光粉20、成膜助劑13、 流平劑3、增稠劑3、增滑劑4、去離子水12 ；b、制備方法按重量份在分散器的攪拌狀態下依次加入水性聚氨酯分散體、消泡 齊U、潤濕劑、PH值調節劑、分散劑和消光粉，低速分散5分鐘，再緩慢加入納米氧化鋁漿，中 速分散20-30分鐘，低速消泡5-10分鐘，再依次加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、增滑劑和去 離子水，中速攪拌5-15分鐘，過濾出料。
權利要求
1.一種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備而 成水性聚氨酯分散體500-850、丙烯酸乳液0-350、納米氧化鋁漿90_110、消泡劑2_5、 潤濕劑4-6、PH值調節劑1_2、成膜助劑13-15、流平劑3_5、增稠劑3_5、增滑劑2_4、 去離子水=15-25 ；其中，所述的納米氧化鋁漿是由下列重量份比的原料制備而成納米氧化鋁粉9_11、 消泡劑0. 1-0. 3、潤濕劑0. 1-0. 3、分散劑1. 4-1. 8、PH值調節劑0. 1-0. 2、增稠劑 0. 3-0. 5、去離子水87-88。
2.根據權利要求1所述的一種高硬度和耐磨性水性木器漆，其特征在于所述的分散 劑是由硬脂酸和鋁酸酯組合而成，其混合重量份比為硬脂酸鋁酸酯=0.4-0. 6 1-1.2。
3.根據權利要求1所述的一種高硬度和耐磨性水性木器漆的制備方法，其特征在于 包括下列步驟(1)、納米氧化鋁漿的制備按重量份將去離子水、消泡劑、潤濕劑、分散劑和PH值調節劑混合攪拌，中低速分散 5-10分鐘后，加入納米氧化鋁粉，高速攪拌并緩慢加入增稠劑，高速分散20-30分鐘，制得 納米氧化鋁漿；(2)、水性木器漆的制備按重量份將水性聚氨酯分散體、丙烯酸乳液、消泡劑、潤濕劑、PH值調節劑混合攪拌，中 速分散5-10分鐘，再緩慢加入納米氧化鋁漿，中速分散20-30分鐘后，低速消泡5-10分鐘， 再依次加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、增滑劑和去離子水，中速攪拌5-15分鐘，過濾出料。
全文摘要
本發明公開了一種高硬度和耐磨性水性木器漆及其制備方法，水性木器漆是由下列重量份比的原料制備而成水性聚氨酯分散體500-850、丙烯酸乳液0-350、納米氧化鋁漿90-110、消泡劑2-5、潤濕劑4-6、pH值調節劑1-2、成膜助劑13-15、流平劑3-5、增稠劑3-5、增滑劑2-4、去離子水15-25。本發明在水性木器漆體系中加入納米氧化鋁添加劑，提高了水性木器漆的硬度和耐磨性，且無污染、性能穩定，適用于家裝和家具行業。
文檔編號C09D7/12GK102108247SQ20101062260
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者王奇 申請人:王奇