一種水性木器封閉底漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種水性木器底漆及其制備方法，尤其設(shè)及一種適合各種木材的水性 木器封閉底漆及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀90年代初，世界發(fā)達國家的涂料綠色革命促進了涂料行業(yè)的大踏步的發(fā) 展，其中水性涂料的優(yōu)越性日益突出。隨著科學進步，技術(shù)發(fā)展，水性木器涂料不僅能夠滿 足大多數(shù)性能要求，而且因其突出的環(huán)保性和安全性，正在逐步取代傳統(tǒng)溶劑型涂料成為 木器涂料新的發(fā)展方向。
[0003] 木材的特性之一是吸水膨脹，失水收縮，因為木材中的木質(zhì)纖維素本身是親水性 的，而其中的有色成分也具有親水性，能溶于水中。例如單寧酸，提純后是淡黃色至淺棟色 固體，暴露于空氣中能變黑。溶于水、乙醇、丙酬，卻幾乎不溶于苯、氯仿、乙酸及石油酸。從 它
[0004]
[0005] 單寧酸分子式
[0006] 的分子結(jié)構(gòu)（見單寧酸分子式）也有體現(xiàn)，由于分子結(jié)構(gòu)中含有大量的-0H，因而 與水的相容性較好。而運些有色成分難溶于溶劑型涂料的常用溶劑中，故對溶劑型涂料幾 乎沒有影響。因此，木材中有色成分的親水性是水性涂料變色的根本原因。
[0007] 水是水性涂料的主要組成物之一，涂料的一半質(zhì)量甚至更多都是水。當涂料施工 于木材表面時，木材中的有色成分會迅速溶解到涂料的連續(xù)相一一水中，就像在涂料中又 添加了顏色，從而改變了涂料的色相。因此，水性涂料中的水為木材中有色成分的溶解提供 了基礎(chǔ)條件。
[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球形顆粒分散于水中， 每個顆粒由不同數(shù)量的高分子聚合物所組成。它是一個非均相體系，當水蒸發(fā)后球形顆粒 經(jīng)過了一系列物理化學過程，大致可分為顆粒的堆積、顆粒的融結(jié)及聚合物鏈端的擴散等 才能形成一個連續(xù)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，在水分揮發(fā)干燥的過程中，有將木材中有色成分帶往表面的趨勢。
[0009] 總之，水性木器涂料的變色是由于木材中的有色成分溶解到涂料的水中所致，物 理過程多于化學過程，是木材與涂料雙重作用的結(jié)果，涂料實干后立刻就能顯示出來。
[0010] 目前市場上采用較多的封閉底漆方案是：采用陽離子乳液作為封閉底漆，W及向 傳統(tǒng)陰離子乳液中加入可與單寧酸反應的離子或者化合物來抑制單寧酸。
[0011] 如US6245141B1公布了一種添加鐵酸醋偶聯(lián)劑的水性抗單寧酸涂料。該鐵酸醋偶 聯(lián)劑結(jié)構(gòu)中至少含有一個氨基反應基團，可添加在涂料配方中。US4021398公開了堿性侶化 物，特別是水溶性堿性面化侶及其衍生物制備涂料桂除單寧酸。EP1291144A2公開了在涂料 中添加偏侶酸鹽抑制單寧酸。
[0012]CN102134434A公開了一種采用陽離子型水性環(huán)氧乳液或水性納米Si02改性丙 締酸樹脂制備的水性封閉底漆，該封閉底漆具有粒徑小，引入能與單寧酸反應的官能團，其 中堿性物質(zhì)可促進陽離子乳液的交聯(lián)反應，形成能夠阻止基材中單寧酸上浮的封閉體系。 CN103642342A則公開了一種在陽離子乳液中加入具有絡合能力的金屬化合物作為抗?jié)B色 助劑制備低粘度清漆封閉底漆，通過二者協(xié)同作用，實現(xiàn)封閉單寧酸的效果。
[0013] 但是，現(xiàn)有技術(shù)存在W下缺點：（1)多數(shù)技術(shù)方案采取單獨使用抗單寧酸助劑或 陽離子乳液或者采用陽離子乳液中引入抗單寧酸助劑制得封閉底漆。通常抗單寧酸助劑具 有專一性，只能與某一種物質(zhì)作用，而木材種類繁多，單寧酸的成分復雜多樣，所W單獨使 用抗單寧酸助劑的方案具有很強的局限性。而單獨使用陽離子乳液作為封閉底漆在滲色比 較嚴重的基材上封閉效果不佳，陽離子乳液中引入抗單寧酸助劑短期內(nèi)可W達到理想的封 閉效果，但是放置長久時間之后，依然會有單寧酸滲出的情況。（2)多數(shù)配方中抗單寧酸助 劑和乳液均沒有很好的相容性，長時間儲存會出現(xiàn)乳液穩(wěn)定性下降，抗單寧酸效果變差等 現(xiàn)象。采用陽離子乳液作為封閉底漆還會導致與上層陰離子涂層附著力問題。
[0014] 因此，需要尋求一種新的水性木器封閉底漆配方，實現(xiàn)對各種基材具有長久有效 的單寧酸封閉作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的在于提供一種水性木器封閉底漆，采用將水性單組份陰離子型丙締 酸聚合物乳液或改性丙締酸聚合物乳液和特殊親水改性多異氯酸醋混合制得水性木器封 閉底漆，在保持較長的開放時間的基礎(chǔ)上，對于不同基材均有良好的封閉單寧酸作用。
[0016] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種水性木器封閉底漆的制備方法，該方法步驟簡 單易行。
[0017] 為達上述目的，本發(fā)明采取如下方案：
[0018] 一種水性木器封閉底漆，由包含W下重量含量的組分配制而成：
[0019] 水件孔液 45-90wt% 親水改性多異氯酸廳 2-15wt% 成膜肋劑 2-lOwt% 水性助劑 1.3-5.8wt% 塵離了水 3.7-48.7wt%〇
[0020] 作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的水性木器封閉底漆，由包含W下重量含量的組 分配制而成：
[0021] 水性乳液 50-75wt% 親氷改性多異氛酸醋 5-10wt%
[0022] 成膜助劑 4-8wl;% 水性助劑 2.1-4.6wt% 山離了水 l:3-9J8.9wi:%。
[0023] 作為一種更優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的水性木器封閉底漆，由包含W下重量含量的 組分配制而成：
[0024] 水巧乳液 45-90wt% 來水改性多開試酸鴨 2-15wt% 成膜助劑 2-lOwt% 消泡劑 0.1-Iwt% 基材潤濕劑 0.3-lwt% 流平劑 化MJ. 5Wt% pH調(diào)節(jié)剤 0.5-1.5wt% 増稠劑 0.2-1.5wt〇/〇 殺齒劑 （U-0.3wt% 么鳥了水 3.7-48.7wt%。
[00巧]作為一種進一步更優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的水性木器封閉底漆，由包含W下重量 含量的組分配制而成：
[0026] 水件孔液 50-75wt% 親水改性多異氯酸廳 5-10wt% 成膜肋劑 4-8wt% 消泡劑 0.2-0.8wt% 基材潤濕劑 0.4-0.8wt%
[0027] 流平劑 0.3-0.4Wt% pH調(diào)節(jié)劑 0.55-1.25wt% 增綱劍 a5-Uwt% 殺簡剤 化巧-0,巧城錄 主離T?水 13.9-38.9wt%。
[0028] 本發(fā)明中，所述水性乳液為單組份陰離子型丙締酸聚合物乳液或者改性丙締酸聚 合物乳液中的一種或多種，包括純丙締酸聚合物乳液，環(huán)氧改性丙締酸乳液，聚氨醋改性 丙締酸乳液，有機娃改性丙締酸乳液和有機氣改性丙締酸乳液。
[0029] 本發(fā)明中，單組份陰離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 為成膜物，形成均勻連續(xù)的漆膜包裹住木材，并提供光澤，硬度，化學品抗性等；親水改性多 異氯酸醋則通過兩方面作用實現(xiàn)封閉性：一是親水改性多異氯酸醋的加入可W提高最終漆 膜的交聯(lián)密度，形成"互穿網(wǎng)絡"結(jié)構(gòu)，漆膜更致密，單寧酸不易滲出；二是親水改性多異氯 酸醋具有活性-NCO基團，可與單寧酸分子中的-OH反應，從而將單寧酸封閉在木材表面。
[0030] 本發(fā)明中，所述親水改性多異氯酸醋為在50-100°C下，使多異氯酸醋與含有對異 氯酸醋呈反應活性基團的單官能度聚酸和任選的含可離子化基團的化合物、對異氯酸醋具 有反應活性的單官能度的醇酸反應，然后再用對異氯酸醋呈反應惰性的溶劑稀釋得到。其 固含為65-92wt%，官能度為1. 8-2. 4，NC0含量為8-20wt%，乙氧基單元含量為2-15wt%， 粘度為 50-500mPa.S。
[0031] 本發(fā)明中，親水改性多異氯酸醋的制備中多異氯酸醋、單官能度聚酸、對異氯酸醋 具有反應活性的單官能度的醇酸、溶劑的質(zhì)量比為147 :(8-30) :(16-36) :(18-120)。單官 能度聚酸提高多異氯酸醋的親水性，使其能夠在機械攬拌下分散在水性乳液中；對異氯酸 醋具有反應活性的單官能度的醇酸則形成一道保護層，有效隔絕了水和-NCO基團的反應， 保證水性封閉底漆有充足的儲存和施工時間。
[0032] 本發(fā)明中，所述多異氯酸醋為官能度是2. 5-4. 0,NCO含量為15. 0-32.Owt%的芳 香族多異氯酸醋、芳香族多異氯酸醋聚合物和改性芳香族多異氯酸醋中的一種或多種；優(yōu) 選基于MDI的聚合物或改性物，更優(yōu)選聚合MDI和聚酸改性的液化MDI中的一種或多種。制 備的基于MDI的親水改性多異氯酸醋在水性涂料體系中的開放時間大于地，滿足了產(chǎn)品的 施工要求尤其是在氣溫較高的地域的施工要求，解決了水性MDI型多異氯酸醋的開放時間 短的問題，豐富了水性多異氯酸醋的種類。
[0033] 本發(fā)明中，所述的單官能度聚酸的數(shù)均分子量為250-4500,優(yōu)選500-3500,每分 子中乙氧基單元的個數(shù)為5-100個，優(yōu)選10-80個。
[0034] 本發(fā)明中，所述的對異氯酸醋具有反應活性的單官能度的醇酸，結(jié)構(gòu)式為
其中，B表示與異氯酸醋具有反應活性基團徑基；Ri表示1，2-亞乙基、 ，： 1-甲基-1, 2-亞乙基，Rz表不甲基、乙基、丙基、異丙基、了基、叔了基；n表不1-4中的任意 整數(shù)；所述的醇酸優(yōu)選乙二醇甲酸、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] 本發(fā)明中，含可離子化基團的化合物為二徑甲基丙酸和/或4-環(huán)己氨基下橫酸， 用量為基于多異氯酸醋量的〇-5wt%。
[0036] 本發(fā)明中，所述的對異氯酸醋呈反應惰性的溶劑為150號溶劑油、乙酸乙醋、丙二 醇甲酸醋酸醋、N-乙基化咯燒酬、甲苯和1-甲氧基丙-2-基乙酸醋中的一種或多種；優(yōu)選 為150號溶劑油、乙酸乙醋、N-乙基化咯燒酬和丙二醇甲酸醋酸醋的一種或多種。
[0037] 本發(fā)明中，所述成膜助劑為二丙二醇甲酸、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種或多種，優(yōu)選為二丙二醇甲酸和二丙二醇下酸 中的一種或兩種。
[0038] 本發(fā)明中，所述消泡劑為有機娃類消泡劑，優(yōu)選為贏創(chuàng)工業(yè)的Tego-805、 Teg〇-810、Teg〇-815、Teg〇-825、Teg〇-902w和Tego-1488 中的一種或多種。
[0039] 本發(fā)明中，所述基材潤濕劑為聚酸硅氧烷共聚物，優(yōu)選為畢克化學的Byk-346、 Byk-348和氣體化工的Su計即O1-104BC、Surf即O1-104E中的一種或多種。
[0040] 本發(fā)明中，所述流平劑為有機改性聚二甲基硅氧烷，優(yōu)選為贏創(chuàng)工業(yè)的Tego-410、 Tego-4