專利名稱：一種雙組分低voc油性聚氨酯面漆的制作方法
技術領域：
本發明涉及涂料技術領域，尤其是一種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆。
背景技術：
木器涂料指用于實木板、木紋面板、膠木板、木屑板、纖維板等制成的器材上之涂料，包括家具、地板、文體用品、樂器及建筑裝修材料用漆。大致分成兩類，一類是用于家具制造廠，一類是用于室內裝修裝飾。國外把它歸于裝飾涂料，我國木器涂料大約占涂料總量的15% 20%，家具制造是一個古老的行業，家具涂裝在很大程度上可體現一個國家的涂料工業水平。從50年代使用酚醛清漆、醇酸清漆、、硝基漆；到60年代末期，聚氨酯涂料開始用于家具，使家具的涂裝提高了一個檔次，其代表作“685”，盛行了近三十年，至今在西部地區及不發達的農村仍在使用；70年代，硝基、聚氨酯、醇酸漆仍是主導產品；80年代末期， 港、澳、臺地區的“聚酯漆”(聚氨酯與不飽和聚氨酯)傳入大陸的沿海地區，由港、臺合資企業生產，家具涂裝的檔次有了新的突破；90年代，廣東珠江三角洲地區合資企業，民營企業生產“聚酯漆”如雨后春筍般發展，甚至到了 “遍地開花”的地步，并迅速發展延伸到了沿海內地，如上海、江蘇、浙江、山東、四川、湖南等省。這個時期無論是品種、結構還是數量都是發展最快的。不飽和聚酯漆有“3388”、“6688”代表，聚酯漆發展到外觀顏色水白，品種由初期的黑白灰實色面到閃光、閃采、閃銀等美術漆，發展到透明清漆(亮、啞光)，彩色透明系列(亮、啞光)，再到功能漆；如仿皮漆、裂紋漆；由面著色到底著色，面修色。工藝由全封閉式的向半開放、全開放式的發展。隨著住房的分配制度的改革，住房私有化，室內裝修成了時尚，裝修漆的推出木器涂料用途多了一個分支。進入21世紀，環保成了人們關注的話題，涂料的環保要求日趨嚴格，國家也相應出臺了相關的法規、政策和標準，各地廠商都推出了符合GB18581-2001的溶劑型木器涂料有害物質限量標準的裝修漆。可以說，當前是木器涂料發展的最快時期，無論是技術要求、質量水平都上了一個臺階。當前木器涂料(包括家具和室內裝飾裝修涂料) 的主要品種有硝基漆(NC)、聚氨酯涂料(PU)、不飽和聚酯涂料(PE)、胺基醇酸涂料(AC、簡稱酸固化涂料)、紫外光固化涂料(UV)和水性涂料等，由于這些涂料性能不同，用途上各有側重，加之各國的經濟、技術、生活習慣、消費水平不同，各國的木器涂料的品種及所占比例有所區別。東歐與北歐基本相似，80%是酸固化涂料，德國、意大利、西班牙以PU、PE涂料為主，德國的NC涂料亦占大部分，西班牙、意大利的PE與UV居次要地位，水性涂料占5 %。歐州木器涂料約40萬噸，其比例居工業涂料之首。意大利木器涂料居歐州之首，據稱意大利木器涂料年用量達14萬噸，與其美稱“家具之都”是相稱的，以雙組分聚酯涂料占主導，而硝基僅占8%。美國市場與歐州市場大相徑庭，其硝基漆占75%，居絕對地位，其次酸固化涂料占11%，其它品種僅占14%。亞州地區的消費結構與歐美又有所不同，中國以占75% 以上的PU涂料是絕對優勢，硝基為輔，日本和韓國的結構與意大利的相似，日本的PU與AC 涂料要高于韓國，而韓國的UV與PE涂料之和占55%，遠遠超過日本，東南業地區的消費與中、韓、日完全不同，其NC和AC漆各占40%，居首位，而PU與PE居次，各占10%，這與其特殊的氣候條件和消費水平，生活習慣有關。綜觀各國木器涂料品種及消費觀念，總體的發展方向是向低污染、省資源、無公害、功能化、高固體分、低V0C、輻射固化、水性化發展。溶劑型木器涂料一直是家具涂料、裝修涂料的主流產品，我國木器裝修涂料與國外發達國家相比較，技術及有害物質限量有所差距，主要表現在生產廠商的專業程度與家具市場對價格的考慮，造成許多小工廠追求利益不顧安全性。木器涂料產品中含有機溶劑50% 30%，這些溶劑最終都將揮發到大氣中，造成嚴重污染，以06年統計中國木器涂料總生產量約60萬噸，大約有30萬噸的溶劑揮發到空氣之中，涂料中還存在合成樹脂殘留有害化合物的污染、使用重金屬顏料造成的污染以及有害助劑的污染等。這些污染給生態環境造成破壞，給人身健康造成威脅，不利于涂料行業的長遠發展，所以涂料行業對揮發性有機化合物(VOC)危害的重視、對VOC的控制從學術關注向產品質量實質轉變，降低VOC已成為行業技術創新關注的重點和發展趨勢。2007年為貫徹《中華人民共和國環境保護法》，有效利用和節約資源，減少室內裝飾裝修用溶劑型木器涂料在生產、使用過程中對環境和人體健康的影響，制定了環境標志產品技術要求室內裝飾裝修用溶劑型木器涂料標準，規定了室內裝飾裝修用溶劑型木器涂料中對鄰苯二甲酸酯類、乙二醇醚及其酯類、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醇、鹵代烴、正己烷、 異佛爾酮、相關重金屬、游離甲苯二異氰酸酯等進行限制的要求，如二甲苯中苯含量控制， 以毒性更低的溶劑代替甲苯、二甲苯等，進一步把GB18581-2001V0C標準降低，對裝修涂料產品更嚴格規范，對環境保護要求更高。而中國木器涂料裝修及家具行業，還沒有低VOC溶劑型PU涂料產品，涂料廠低VOC以乳膠漆及水性木器漆為主，但是水性木器漆在國內市場不成熟，其施工性、硬度等瓶頸尚未突破，所以仍無法完全取代油性涂料。市場量不到溶劑型木器漆百分之一，對目前家具及家裝市場的主流還是溶劑型木器漆產品，而低VOC溶劑型PU產品在市面上很少有企業推出。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的之一在于提供了一種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆；該面漆不僅保持了傳統聚氨酯涂料所具有的施工性好、耐水性好、硬度高等優點，同時其揮發性有機化合物含量又大大降低，甚至遠低于450g/L。本發明的目的之二在于提供了所述雙組分低VOC油性聚氨酯面漆的制備方法。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下一種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆，其特征在于，包括甲組分、乙組分和稀釋劑， 所述甲組分與乙組分的重量份數比為2 1 ；其中，所述甲組分的固含量為64 68%，并包括按重量百分比計算的如下原料高固體分多元醇樹脂
70 ~ 80%
酯類溶劑
分散劑
消光粉
消泡劑
流平劑
防沉劑
0.05-0.15%
0.2 ~ 0.4%
10-16%
0~1.5%
0 ~ 10%
0 ~ 1%甲組分中以上各原料之和為100% ；所述乙組分是固含量為68 72%的甲苯二異氰酸酯三聚體(TDI三聚體)，TDI三聚體優選三井化學HST-3 ；所述稀釋劑包括按重量百分比計算的如下原料丙二醇單甲醚丙酸酯 5 10%稀釋劑中以上各原料之和為100%。較佳地，所述高固體分多元醇樹脂的為分子量為3 5萬的改性大豆油醇酸樹脂， 其粘度小于5000cpS ；優選長興36091-X-80。較佳地，所述酯類溶劑為乙酸正丁酯(BAC)和乙酸乙酯(EAC)按重量比為2 1 的混合物。較佳地，所述分散劑為羧酸類高分子分散劑，優選三化E707。較佳地，所述消泡劑為硅類消泡劑，優選德謙6500。較佳地，所述流平劑為有機硅類的流平劑，優選迪高450。較佳地，所述防沉劑為氧化聚乙烯蠟，優選帝司巴隆4200。為了提升醇酸樹脂的漆膜物性，提升其韌性、硬度、抗刮、沖擊，本發明中還可以添加相應的改性助劑，如常用的氯醋乙烯樹脂(增加表面干燥及韌性)、馬林酸樹脂(提升硬度和抗刮性)等。本發明中所使用的固化劑中的游離甲苯二異氰酸酯(TDI)質量分數< 0. 5%。制備所述雙組分低VOC油性聚氨酯面漆的方法，所述甲組分的制備方法，包括如下制備步驟步驟A、將高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑和分散劑投入到反應器中，以轉速為 700 800轉/分的速度攪拌混合10 20分鐘，制得樹脂混合液；步驟B、將消光粉緩慢加入到有樹脂混合液的反應器中，以轉速為1000 1200轉 /分的速度分散20 30分鐘；步驟C、往反應器中加入消泡劑、流平劑、防沉劑，并以轉速為500 600轉/分的速度混合20 30分鐘；步驟D、以上混合物按要求稱重、包裝，制得甲組分；乙酸乙酯乙酸正丁酯
10 20% 70 85%
所述乙組分直接按所述量進行稱重分裝；所述稀釋劑直接按所述量進行稱重分裝。本發明包括甲組分、乙組分和稀釋劑，所述甲組分與乙組分的重量份數比為 2 1;其中，所述甲組分包括高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑、分散劑、消光粉、消泡劑、流平劑和防沉劑；本發明挑選樹脂溶劑為酯類溶劑，而樹脂粘度要求低于5000cps，以減少配方中溶劑使用，達到低粘度高固含低V0C，另外挑選大分子量的樹脂，分子量分布達到3萬到5萬之間，樹脂的Tg點挑選高一點以達更好的干燥性。本發明通過對甲組分中多元醇樹脂和乙組分中多異氰酸酯的不同分子量分別進行篩選，截取最佳分子量，保證在酯類、酮類溶劑中的溶解性；同時用其他助劑對分子結構作枝接改良，提升兩組分的混容性。因此本發明具有以下特點(1)、本發明中所含揮發性有機化合物含量很低(遠低于450g/L)；多元醇樹脂和多異氰酸酯在酯類溶劑中有優異的溶解性，保證了極高的固體份和相對較低的粘度；O)、多元醇樹脂和多異氰酸酯混合后有優異的混容性，保證了極高的施工固含量和適宜的施工粘度；(3)、因為經過枝接處理，在保證涂料兩組分優異混容性的同時，還保持有較快的干燥速度和硬度，達到實際應用要求；0)、涂料中選用助劑，改良了涂料的施工性和儲存安定性。
具體實施例方式實施例1一種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆，其特征在于，包括甲組分、乙組分和稀釋劑， 所述甲組分與乙組分的重量份數比為2 1 ；其中，所述甲組分包括按重量百分比計算的如下原料高固體分多元醇樹脂71. 1%、酯類溶劑16%、分散劑1. 5%、消光粉10%、消泡劑 0.3%、流平劑0. 15%、防沉劑0. 95% ；所述甲組分的固含量為64%。所述乙組分為甲苯二異氰酸酯三聚體，固含量為68%。所述稀釋劑包括按重量百分比計算的如下原料乙酸乙酯(EAC) 10%、乙酸正丁酯(BAC) 85%、丙二醇單甲醚丙酸酯(PMP) 5%。制備所述雙組分低VOC油性聚氨酯面漆的方法，所述甲組分的制備方法，包括如下制備步驟步驟A、將高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑和分散劑投入到反應器中，以轉速為 700轉/分的速度攪拌混合20分鐘，制得樹脂混合液；步驟B、將消光粉緩慢加入有樹脂混合液的反應器中，以轉速為1000轉/分的速度分散30分鐘；步驟C、往反應器中加入消泡劑、流平劑、防沉劑，并以轉速為500轉/分的速度混合30分鐘；步驟D、以上混合物按要求稱重、包裝，制得甲組分；所述乙組分直接按所述量進行稱重分裝；所述稀釋劑直接按所述量進行稱重分裝。
使用時，將甲組分、乙組分和稀釋劑調配均勻即可。實施例2—種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆，其特征在于，包括甲組分、乙組分和稀釋劑， 所述甲組分與乙組分的重量份數比為2 1 ；其中，所述甲組分包括按重量百分比計算的如下原料高固體分多元醇樹脂80%、酯類溶劑11%、分散劑1%、消光粉8. 75%、消泡劑 0. 1%、流平劑0.05%。所述甲組分的固含量為66% ；所述乙組分為甲苯二異氰酸酯三聚體，固含量為70% ；所述稀釋劑包括按重量百分比計算的如下原料乙酸乙酯(EAC) 15%、乙酸正丁酯(BAC) 75%、丙二醇單甲醚丙酸酯(PMP) 10%。制備所述雙組分低VOC油性聚氨酯面漆的方法，所述甲組分的制備方法，包括如下制備步驟步驟A、將高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑和分散劑投入到反應器中，以轉速為 750轉/分的速度攪拌混合15分鐘，制得樹脂混合液；步驟B、將消光粉緩慢加入有樹脂混合液的反應器中，以轉速為1100轉/分的速度分散25分鐘；步驟C、往反應器中加入消泡劑、流平劑、防沉劑，并以轉速為550轉/分的速度混合25分鐘；步驟D、以上混合物按要求稱重、包裝，制得甲組分；所述乙組分直接按所述量進行稱重分裝；所述稀釋劑直接按所述量進行稱重分裝。使用時，將甲組分、乙組分和稀釋劑調配均勻即可。實施例3—種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆，其特征在于，包括甲組分、乙組分和稀釋劑， 所述甲組分與乙組分的重量份數比為2 1 ；其中，所述甲組分包括按重量百分比計算的如下原料高固體分多元醇樹脂80%、酯類溶劑17. 2%、分散劑1. 5%、消泡劑0. 2%、流平劑 0. 1%、防沉劑1%。所述甲組分的固含量為68% ；所述乙組分為甲苯二異氰酸酯三聚體，固含量為72% ；所述稀釋劑包括按重量百分比計算的如下原料乙酸乙酯(EAC) 20%、乙酸正丁酯(BAC) 85%、丙二醇單甲醚丙酸酯(PMP) 10%。制備所述雙組分低VOC油性聚氨酯面漆的方法，所述甲組分的制備方法，包括如下制備步驟步驟A、將高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑和分散劑投入到反應器中，以轉速為 800轉/分的速度攪拌混合10分鐘，制得樹脂混合液；步驟B、將消光粉緩慢加入有樹脂混合液的反應器中，以轉速為1200轉/分的速度分散20分鐘；步驟C、往反應器中加入消泡劑、流平劑、防沉劑，并以轉速為600轉/分的速度混合20分鐘；
步驟D、以上混合物按要求稱重、包裝，制得甲組分；所述乙組分直接按所述量進行稱重分裝；所述稀釋劑直接按所述量進行稱重分裝。使用時，將甲組分、乙組分和稀釋劑調配均勻即可。對本發明進行相關物性測試，測試結果如下1、揮發性有機化合物含量檢測目前國內環境標志產品標準(HJ/T414-2007)
權利要求
10-16% 0~1.5% 0 ~ 10% 0.2 ~ 0.4% 0.05-0.15% 0 ~ 1%
1.一種雙組分低VOC油性聚氨酯面漆，其特征在于，包括甲組分、乙組分和稀釋劑，所述甲組分與乙組分的重量份數比為2 1 ；其中，所述甲組分的固含量為64 68%，并包括按重量百分比計算的如下原料 高固體分多元醇樹脂70 ~ 80%酯類溶劑分散劑消光粉消泡劑流平劑防沉劑甲組分中以上各原料之和為100% ；所述乙組分是固含量為68 72%的甲苯二異氰酸酯三聚體；所述稀釋劑包括按重量百分比計算的如下原料乙酸乙酯10 20%乙酸正丁酯70 85%丙二醇單甲醚丙酸酯 5 10%稀釋劑中以上各原料之和為100%。
2.根據權利要求1所述的雙組分低VOC油性聚氨酯元醇樹脂是分子量為3 5萬的改性大豆油醇酸樹脂。
3.根據權利要求2所述的雙組分低VOC油性聚氨酯醇酸樹脂的粘度小于5000cps。
4.根據權利要求1所述的雙組分低VOC油性聚氨酯乙酸正丁酯和乙酸乙酯按重量比為21的混合物。
5.根據權利要求1所述的雙組分低VOC油性聚氨酯酸類高分子分散劑。
6.根據權利要求1所述的雙組分低VOC油性聚氨酯類消泡劑。
7.根據權利要求1所述的雙組分低VOC油性聚氨酯機硅類流平劑。
8.根據權利要求1所述的雙組分低VOC油性聚氨酯化聚乙烯蠟。
9.制備權利要求1中所述雙組分低VOC油性聚氨酯漆，其特征在于，所述高固體分多漆，其特征在于，所述改性大豆油漆，其特征在于，所述酯類溶劑為漆，其特征在于，所述分散劑為羧漆，其特征在于，所述消泡劑為硅漆，其特征在于，所述流平劑為有漆，其特征在于，所述防沉劑為氧漆的方法，其特征在于，所述甲組分的制備方法，包括如下制備步驟步驟A、將高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑和分散劑投入到反應器中，以轉速為700 800轉/分的速度攪拌混合10 20分鐘，制得樹脂混合液；步驟B、將消光粉緩慢加入到有樹脂混合液的反應器中，以轉速為1000 1200轉/分的速度分散20 30分鐘；步驟C、往反應器中加入消泡劑、流平劑、防沉劑，并以轉速為500 600轉/分的速度混合20 30分鐘；步驟D、以上混合物按要求稱重、包裝，制得甲組分； 所述乙組分直接按所述量進行稱重分裝； 所述稀釋劑直接按所述量進行稱重分裝。
全文摘要
本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種雙組份低VOC油性聚氨酯面漆及其制備方法；本發明包括甲組分、乙組分和稀釋劑，所述甲組分與乙組分的重量份數比為2∶1；其中，所述甲組分包括高固體分多元醇樹脂、酯類溶劑、分散劑、消光粉、消泡劑、流平劑和防沉劑；本發明通過對甲組分中多元醇樹脂和乙組分中多異氰酸酯的不同分子量分別進行篩選，截取最佳分子量，保證在酯類溶劑中的溶解性；同時用其他助劑對分子結構作枝接改良，提升兩組分的混容性；使得本發明不僅保持了傳統聚氨酯漆所具有的施工性好、耐水性好、硬度高等特點，而且其揮發性有機化合物含量大大降低，甚至低于450g/L。
文檔編號C09D175/14GK102250539SQ20111015561
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者陳賀生 申請人:上海大寶化工制品有限公司, 東莞大寶化工制品有限公司