核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法:專利背景,發明內容,專利目的,技

《核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法》是黃宏亭於2011年5月13日申請的發明專利，該專利的申請號為2011101233630，公布號為CN102220061A，公布日為2011年10月19日，發明人是黃宏亭。

《核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法》所述的木器漆按重量百分含量由以下組分組成：無機矽酸鹽10-15％；矽烷偶聯劑1-3％；潤濕流平劑0.1-0.3％；聚氨酯增稠劑0.3-0.5％；消泡劑0.3-0.85％；pH值調節劑0.1-0.2％；水性增硬漿10-14％；消光蠟漿2-4％；抗刮傷助劑1-3％；成膜助劑0-3％；手感流平劑0.1-0.3％；去離子水5-9％；聚氨酯與丙烯酸共聚乳液55-70％。製備方法：按比例將矽烷偶聯劑加入到無機矽酸鹽中，攪拌30分鐘後加入聚氨酯與丙烯酸共聚乳液，繼續攪拌30分鐘後加入剩餘的組分原料攪拌混合均勻，調pH至7.5-8，調整粘度至120秒即可。

2014年11月6日，《核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法
公布號：CN102220061A
公布日：2011年10月19日
申請號：2011101233630
申請日：2011年5月13日
申請人：黃宏亭
地址：廣東省中山市火炬開發區得能西路12號
發明人：黃宏亭
分類號：C09D151/08（2006.01）I；C09D7/12（2006.01）I
代理機構：中山市科創專利代理有限公司
類別：發明專利
代理人：謝自安

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

中國在“十二五”期間的節能減排規劃中特別對高能耗、高污染的塗料做出了淘汰出市場的決定，如NC磁漆、調和漆等均在被淘汰的名單之中。因此很多中國國外大公司投入重金競相開發環保塗料技術，尤其是水性塗料。北歐國家地板塗料的水性化達到了80％。英國的護牆板用水性色漆已占室內水性塗料的91％，而在中國，水性木器塗料技術的套用範圍還很有限，技術水平與中國國外相比還有較大差距。

隨著全世界環保意識的不斷增長，各國的環保法規日趨嚴格，國家對木器塗料的有害物質限量的法規也越來越嚴，在2010年國家對裝飾裝修類材料的有害物質限量出具了大量的法律法規，針對水性木器漆相續制定了GB24410-2009和GB/T23999-2009國家標準，以規範水性木器漆的產品質量，全球最大的家具生產銷售商宜家也對所採購的材料制定了相應的檢驗標準。隨著這些法律法規的實施，給塗料生產企業敲響了警鐘，惟有通過強化水性木器漆的技術才能通過國家日益嚴格的環保法規，只有將產品的有害物質限量控制到最低點才是對地球最大的貢獻。

2011年5月前，各化工企業對水性木器塗料的研究加大了投資力度，水性木器漆在技術及性能上不斷地推陳出新，尤其是具有核殼結構的單組分白交聯聚氨酯與丙烯酸共聚乳液製成的水性木器塗料，有日漸成熟的趨勢。

然而在此背景下，水性木器塗料的套用沒有被家具廠商及消費者廣泛的採用及認同，究其原因除了施工方面，更主要的是傳統的水性木器塗料由於自身的成膜固含較低造成的漆膜豐滿度、硬度、抗刮傷等性能相對於溶劑型的木器塗料差的太遠，且有些產品的VOC含量還是很高，遠達不到國家的法律法規、家具廠商及消費者的標準要求。而產品乾燥速度慢是水性木器塗料最致命的缺點。因此，要想拓寬水性木器塗料在市場上的套用，必須在兼顧施工條件的情況下，提高水性木器塗料的豐滿度、硬度和抗刮傷等性能，提升產品的乾燥速度及降低產品的VOC含量。

發明內容

專利目的

《核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法》的目的是為了克服2011年5月前已有技術中的不足之處，提供一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，該核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆克服了水性木器塗料共有的硬度、豐滿度、乾燥速度、VOC含量等關鍵技術難題，具有豐滿度好，硬度高，抗刮傷性能好，超低甚至零VOC含量等優點，產品在兼顧性能的同時亦達到了GB24410-2009和GB/T23999-2009國家標準及宜家IOS-MAT-0066關於化學品健康和環境的要求，產品可套用於各種家具及家庭的塗裝裝飾。

該發明的另一個目的是提供一種製備該聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆的方法。

技術方案

一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於按重量百分含量由以下組分組成：無機矽酸鹽10-15％；矽烷偶聯劑1-3％；潤濕流平劑0.1-0.3％；聚氨酯增稠劑0.3-0.5％；消泡劑0.3-0.85％；pH值調節劑0.1-0.2％；水性增硬漿10-14％；消光蠟漿2-4％；抗刮傷助劑1-3％；成膜助劑0-3％；手感流平劑0.1-0.3％；去離子水5-9％；聚氨酯與丙烯酸共聚乳液55-70％。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的水性增硬漿由30％納米Al₂O₃，3％矽烷偶聯劑，67％水混合均勻之後用超音波發生器振盪分散2.5小時製成。所述的水性增硬漿能持久增加漆膜的硬度，

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的無機矽酸鹽為一種水分散體功能助劑。所述的無機矽酸鹽為AKZONOBEL水性功能助劑，型號為：R1050。加入該產品後能顯著提高塗層的硬度、耐磨性能和塗層附著力；提高塗層的耐久性，具有極好的表面光潔度，改善塗層滑爽性能。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的矽烷偶聯劑為Y-氨丙基三乙氧基矽烷。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的潤濕流平劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的消泡劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液或雙矽氧烷為基礎的雙子表面活性劑。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的成膜助劑為二丙二醇單丁醚。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的消光蠟漿為水性蠟乳液。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的手感流平劑為聚醚改性聚二甲基矽氧烷共聚體。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的抗刮傷助劑為抗刮傷蠟乳液。

如上所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的pH值調節劑為N，N二甲基乙醇胺。

該發明製備如上所述的核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆的方法，其特徵在於包括以下步驟：

按比例將矽烷偶聯劑加入到無機矽酸鹽中，攪拌30分鐘後加入聚氨酯與丙烯酸共聚乳液，繼續攪拌30分鐘後加入剩餘的組分原料攪拌混合均勻，調pH至7.5-8，調整粘度至120秒即可。

該發明中所述的核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚乳液由(dsm)提供的特殊聚氨酯與丙烯酸共聚乳液，型號為：NeoCryl XK-14；該乳液具有乾燥快、硬度高、豐滿度好、抗粘連性佳，成膜助劑用量少或可不用等優點。

該發明中所述的無機矽酸鹽選用AKZONOBEL水性功能助劑。

該發明中所述的抗刮傷助劑選用德國畢克化學BYK助劑中的BYK537，其具有較好的表面抗刮傷效果。

該發明中所述的成膜助劑選用美國陶氏化學生產的二丙二醇單丁醚(DPnB)。

該發明中所述的潤濕流平劑選用德國迪高公司tego245。

該發明中所述的手感流平劑選用德國畢克化學BYK助劑中的BYK333。

該發明中所述的消泡劑選用德國迪高公司tego4000和tego805復配，其效果好。

該發明中所述的矽烷偶聯劑選用南京曙光化工集團有限公司生產的KH-550。

該發明中所述的消光蠟漿為翁開爾公司的D816。

該發明中所述的增稠劑選用明凌化工生產的PUR40。

有益效果

1、《核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法》中通過選用合適的乳液，添加無機矽酸鹽與其復配，然後加入水性增硬漿及抗刮傷蠟乳液，有效提高水性木器塗料的豐滿度、硬度和抗刮傷性能，適合套用各種家具的塗裝。

2、該發明中核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚乳液為特殊聚氨酯與丙烯酸共聚乳液，該乳液具有乾燥快、硬度高、豐滿度好、抗粘連性佳，成膜助劑用量少等優點。

3、該發明中無機矽酸鹽水性功能助劑為一種水分散體，加入該產品後能顯著提高塗層的硬度、耐磨性能和塗層附著力；提高塗層的耐久性，具有極好的表面光潔度，改善塗層滑爽性能。

4、該發明中水性增硬漿是30％的納米Al₂O₃漿。其在塗料中能有效提高抗刮傷性能和硬度的作用。

5、該發明中抗刮傷助劑能夠提供漆膜表面硬度和部分手感。

權利要求

1.一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於按重量百分含量由以下組分組成：無機矽酸鹽10-15％；矽烷偶聯劑1-3％；潤濕流平劑0.1-0.3％；聚氨酯增稠劑0.3-0.5％消泡劑0.3-0.85％；pH值調節劑0.1-0.2％；水性增硬漿8-14％；消光蠟漿2-4％；抗刮傷助劑1-3％；成膜助劑0-3％；手感流平劑0.1-0.3％；去離子水5-9％；由dsm提供的型號為NeoCryl XK-14的聚氨酯與丙烯酸共聚乳液55-70％。

2.根據權利要求1所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的水性增硬漿由30％納米Al₂O₃，3％矽烷偶聯劑，67％水混合均勻之後用超音波發生器振盪分散2.5小時製成。

3.根據權利要求1所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的無機矽酸鹽的粒徑為10-20納米。

4.根據權利要求1所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的成膜助劑為二丙二醇正丁醚。

5.根據權利要求1所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的抗刮傷助劑為抗刮傷蠟乳液。

6.根據權利要求1所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的pH值調節劑為N，N二甲基乙醇胺。

7.根據權利要求1所述的一種核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆，其特徵在於所述的消泡劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液。

8.一種製備權利要求1所述的核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆的方法，其特徵在於包括以下步驟：按比例將矽烷偶聯劑加入到無機矽酸鹽中，攪拌30分鐘後加入核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚乳液，繼續攪拌30分鐘後室溫下加入剩餘的組分原料攪拌混合均勻，調pH至7.5-8，調整粘度至120秒即可。

實施方式

下面結合具體實施方式對《核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚水性木器漆及其製備方法》做進一步描述：製備100千克水性增硬漿，稱取30千克納米Al₂O₃，3千克矽烷偶聯劑，67千克水混合均勻之後用超音波發生器振盪分散2.5小時。

實施例1

按比例稱取15千克無機矽酸鹽，1千克矽烷偶聯劑，0.2千克潤濕流平劑，0.3千克聚氨酯增稠劑，0.3千克消泡劑，0.1千克pH值調節劑，8千克水性增硬漿，3千克消光蠟漿，3千克抗刮傷蠟乳液，2千克二丙二醇正丁醚，0.1千克手感流平劑，7千克去離子水，60千克聚氨酯與丙烯酸共聚乳液。

實施例2

按比例稱取10千克無機矽酸鹽，3千克矽烷偶聯劑，0.3千克潤濕流平劑，0.5千克聚氨酯增稠劑，0.8千克消泡劑，0.2千克pH值調節劑，14千克水性增硬漿，4千克消光蠟漿，1千克抗刮傷蠟乳液，0千克二丙二醇正丁醚，0.2千克手感流平劑，9千克去離子水，57千克聚氨酯與丙烯酸共聚乳液。

實施例3

按比例稱取10千克無機矽酸鹽，1千克矽烷偶聯劑，0.1千克潤濕流平劑，0.4千克聚氨酯增稠劑，0.3千克消泡劑，0.1千克pH值調節劑，8千克水性增硬漿，2千克消光蠟漿，1千克抗刮傷蠟乳液，3千克二丙二醇正丁醚，0.1千克手感流平劑，5千克去離子水，69千克聚氨酯與丙烯酸共聚乳液。

實施例4

按比例稱取12千克無機矽酸鹽，2千克矽烷偶聯劑，0.15千克潤濕流平劑，0.3千克聚氨酯增稠劑，0.35千克消泡劑，0.1千克pH值調節劑，12千克水性增硬漿，2千克消光蠟漿，1千克抗刮傷蠟乳液，2千克二丙二醇正丁醚，0.1千克手感流平劑，5千克去離子水和63千克聚氨酯與丙烯酸共聚乳液。

該發明採用的原料易得，便於施工，乾燥速度快、漆膜硬度和豐滿度高及優異耐磨性能，附著力和耐水耐化學品性能也非常優越。另外選擇了核殼結構聚氨酯與丙烯酸共聚乳液而中國降低了成膜助劑的使用量，從而使生產出來的產品VOC含量更加低甚至可以達到零VOC。符合GB24410-2009和GB/T23999-2009國家標準及宜家IOS-MAT-0066關於化學品健康和環境的要求。

榮譽表彰