一种双度固化水性硅氧烷木器清漆及其制备方法与流程

1.本发明属于功能化的水性树脂技术领域，特别涉及双度固化水性硅氧烷木器清漆及其制备方法。


背景技术：

2.涂料水性化是解决温室效应减少pm2.5的重要手段，2019年全年木器漆用量为的170万吨左右，其中水性木器比例不到10％，90％的溶剂型木器漆平均每吨有机挥发物(voc)占50～60％，当年向大气中排放80万吨的有机挥发物。如此严重的污染引起国家的高度重视，从法规逐步限制voc排放量，从政策上鼓励支持推进涂料水性化进程。国内各大涂料厂大力开展木器漆的水性化工作。传统的油性木器漆，以其高丰满度、高硬度、快干、成本低的特点获得了市场的长期认可，水性化的木器漆必须要达到溶剂型产品的外观效果，才能被市场认可，实现真正意义上的替代，得到广大消费者的青睐。
3.目前已经进入商业化的水性木器清漆包括聚氨酯固化剂与羟基聚合物组成的水性双组分聚氨酯清漆，丙烯酸乳液、异氰酸酯分散体组成的单组分清漆。综合性能看水性双组分聚氨酯更能被市场接受，无论从外观效果、硬度都不比溶剂型的逊色，不足之处在于施工固体分低、养护时间长、含有受限有机物及游离异氰酸。而丙烯酸乳液、异氰酸酯分散体，总体看不能成为真正意义上的高档木器清漆的替代品，无论从硬度、光泽、耐介质性能上都还有一段距离。
4.木材表面的保护与装饰主要采用涂膜的形式实现.木材用途广泛,质地多样使得涂料的需求量大、性能要求高。木质方面包括软木、硬木；实木、复合实木、密度板、胶合板、刨花板、贴皮板，这些木质材料的强度、纹理、油脂，吸水量不同，往往造成涨筋、失光、泛白、返油、塌陷、开裂等涂膜缺欠。由于水对木材的浸湿性极强，在采用水性木器涂料的过程中将这些涂膜缺欠进一步放大，增加了木材涂料水性化的技术难度。涂料水性化通常是通过涂料状态改变，涂料极性改变实现的。状态包括水溶型、乳液型、悬浮型或这三种类型的混合体；极性包括阴离子、阳离子、非离子。这些水性化手段对木材而言都或多或少受到限制，如涨筋、返油、塌陷的缺欠出现的频率更高。


技术实现要素：

5.解决的技术问题：本技术主要是提出一种双度固化水性硅氧烷木器清漆及其制备方法，解决现有技术中存在的施工固体分低、养护时间长、涂膜表面不丰满(塌陷)、光泽度低、硬度低、含有受限有机物及游离异氰酸等技术问题。
6.技术方案：
7.一种双度固化水性硅氧烷木器清漆，所述双度固化水性硅氧烷木器清漆是由含胺的甲组分与含缩水甘油醚结构的乙组分组成；所述含胺的甲组分化学示意结构为：
8.h2n
‑
ch2‑
ch2‑
ch2‑
si(oh)2‑
{si(ch3)(oh)2}n
‑
oh
9.所述含缩水甘油醚结构的乙组分化学示意结构为：
10.h2c
‑
ch2(o)
‑
ch2‑
o
‑
ch2‑
ch2‑
ch2‑
si(oh)2‑
{si(ch3)(oh)2}m
‑
oh。
11.作为本发明的一种优选技术方案：所述含胺的甲组分与含缩水甘油醚结构的乙组分的质量份数配比为10
‑
90:10
‑
90。
12.作为本发明的一种优选技术方案：所述含胺的甲组分为水溶性的、醇溶性的或与含缩水甘油醚机构组分混合后可水稀释型的；所述含缩水甘油醚结构的乙组分为水溶性的、醇溶性的或与含胺的甲组分混合后可水稀释型的。
13.作为本发明的一种优选技术方案：所述含胺的甲组分由阳离子型水性硅氧烷低聚物、酸催化剂、消泡剂、润湿剂、醇醚类溶剂、去离子水组成，按质量份数配比如下：阳离子型水性硅氧烷低聚物15
‑
30份、酸催化剂2
‑
5份、消泡剂0.1
‑
0.2份、润湿剂0.1
‑
0.2份、醇醚类溶剂2
‑
5份、去离子水15
‑
30份。
14.作为本发明的一种优选技术方案：所述含胺的甲组分中还设有改性硅溶胶液。
15.作为本发明的一种优选技术方案：所述含缩水甘油醚结构的乙组分由水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂、改性硅溶胶液、缩水甘油醚、醇醚类溶剂组成。
16.作为本发明的一种优选技术方案：所述含缩水甘油醚结构的乙组分中除了水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂、改性硅溶胶液、缩水甘油醚、醇醚类溶剂，还添加有钛白粉和/或缩水甘油醚树脂。
17.作为本发明的一种优选技术方案：所述水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂、改性硅溶胶液、缩水甘油醚、醇醚类溶剂、缩水甘油醚树脂按质量份数配比如下：水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂15
‑
30份、改性硅溶胶液8
‑
20份、缩水甘油醚4
‑
10份、醇醚类溶剂2
‑
5份、钛白粉20
‑
24份、缩水甘油醚树脂3
‑
5份。
18.一种双度固化水性硅氧烷木器清漆的制备方法，包括如下步骤：
19.第一步，配制含胺的甲组分：按质量份数配比称取阳离子型水性硅氧烷低聚物15
‑
30份、酸催化剂2
‑
5份、消泡剂0.1
‑
0.2份、润湿剂0.1
‑
0.2份、醇醚类溶剂2
‑
5份、去离子水15
‑
30份，混合均匀；
20.第二步，配制含缩水甘油醚结构的乙组分：按质量份数配比称取水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂15
‑
30份、改性硅溶胶液8
‑
20份、缩水甘油醚4
‑
10份、醇醚类溶剂2
‑
5份，混合均匀；
21.第三步：按质量份数配比含胺的甲组分10
‑
90份，含缩水甘油醚结构的乙组分10
‑
90份，在含胺的甲组分中加入含缩水甘油醚结构的乙组分，搅拌5
‑
10分钟，配成工作液，反应式为：
[0022][0023]
第四步：将工作液过滤，过滤后的工作液搅拌熟化30分钟即得双度固化水性硅氧烷木器清漆。
[0024]
作为本发明的一种优选技术方案：所述酸催化剂为盐酸、磷酸、甲酸、乙酸中的一种或几种配合；所述醇醚类溶剂为丙二醇甲醚、乙醇、异丙醇、正丁醇、二乙二醇丁醚中的一种或几种配合。
[0025]
有益效果：本技术所述双度固化水性硅氧烷木器清漆及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0026]
1、无游离甲醛、无游离异氰酸、无苯、酮、乙二醇醚溶剂；涂膜干燥快、硬度高、光泽高、丰满度高；有自清洁功能，抗涂鸦；养护期短，涂装好的家俱可立即使用，无需放置一定时间才能使用。
[0027]
2、双次固化硅氧烷水性木器清漆中，在体系中起到增加固化性、提高施工固体份，润湿木材表面，阻隔单宁酸引起的涨筋现象。该木器清漆是一种双组分水性木器清漆，产品有机挥发量低，高固体份施工，清漆膜光泽高、硬度高、鲜映性好、清透；有害物为零，不含异氰酸酯成分，无甲醛、无金属催化剂，无游离异氰酸根；产品干燥快、养护期短、48小时后即可使用。是木器清漆、家装材料的水性化产品。
[0028]
3、由擦色、封底、罩光三层涂膜结构组成，也可以根据实际使用情况单独使用其中的任意一种或任意一种搭配使用。涂膜清晰度高透光率可以提高2％，增强了木质纹理的立体感；涂膜硬度高，可以在硬木上达到3h的铅笔硬度；涂膜表面张力低，有自清洁功能。涂膜克服了目前普遍采用的水溶性双组分聚氨酯木器清漆含有游离异氰酸根、含有金属催化剂、酮类溶剂的隐性环保缺欠。涂膜克服了目前普遍采用单组分聚氨酯(pud)不能形成高清晰度的缺欠。涂膜克服了水溶性丙烯酸树脂或丙烯酸乳液制成的木器清漆，易玷污，硬度低，施工固体分低的缺欠。本技术产品可以作为擦色剂的展色载体使用，适合木材及金属、玻璃、石材、指甲、部分塑料表面的装饰要求。
具体实施方式
[0029]
一种双度固化水性硅氧烷木器清漆，由含胺的甲组分与含缩水甘油醚结构的乙组
分组成；所述含胺的甲组分化学示意结构为：
[0030]
h2n
‑
ch2‑
ch2‑
ch2‑
si(oh)2‑
{si(ch3)(oh)2}n
‑
oh；
[0031]
所述含缩水甘油醚结构的乙组分化学示意结构为：
[0032]
h2c
‑
ch2(o)
‑
ch2‑
o
‑
ch2‑
ch2‑
ch2‑
si(oh)2‑
{si(ch3)(oh)2}m
‑
oh。
[0033]
所述含胺的甲组分与含缩水甘油醚结构的乙组分的质量份数配比为10
‑
90:10
‑
90。所述含胺的甲组分为水溶性的、醇溶性的或与含缩水甘油醚机构组分混合后可水稀释型的。所述含缩水甘油醚结构的乙组分为水溶性的、醇溶性的或与含胺的甲组分混合后可水稀释型的。所述含胺的甲组分由阳离子型水性硅氧烷低聚物、酸催化剂、消泡剂、润湿剂、醇醚类溶剂、去离子水组成，按质量份数配比如下：阳离子型水性硅氧烷低聚物15
‑
30份、酸催化剂2
‑
5份、消泡剂0.1
‑
0.2份、润湿剂0.1
‑
0.2份、醇醚类溶剂2
‑
5份、去离子水15
‑
30份。所述含胺的甲组分和/或含缩水甘油醚结构的乙组分中还设有改性硅溶胶液。所述含缩水甘油醚结构的乙组分由水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂、改性硅溶胶液、缩水甘油醚、醇醚类溶剂、钛白粉、缩水甘油醚树脂按质量份数配比如下：水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂15
‑
30份、改性硅溶胶液8
‑
20份、缩水甘油醚4
‑
10份、醇醚类溶剂2
‑
5份。
[0034]
实施例1
[0035]
双度固化水性硅氧烷木器清漆，所述双度固化水性硅氧烷木器清漆的甲组分：
[0036][0037][0038]
其中乙组分：
[0039]
[0040]
施工配比：
[0041]
材料名称规格配合量％甲组分 35
‑
55乙组分 45
‑
65合计 100.00
[0042]
形成清漆膜的性能：
[0043]
技术指标
[0044][0045][0046]
施工说明:
[0047]
被涂物准备
[0048]
1、被涂物表面进行清理，保证表面清洁无杂物，无水分。
[0049]
2、如使用酸溶液、碱溶液、洗涤剂溶液进行表面清理时，最后一定要用酒精擦洗干净，防止留下痕迹造成涂膜表面发花。
[0050]
双度固化水性硅氧烷木器清漆的制备方法，包括如下步骤：
[0051]
第一步，配制含胺的甲组分：按质量份数配比称取阳离子型水性硅氧烷低聚物20
‑
30份、酸催化剂3
‑
5份、消泡剂0.1
‑
0.2份、润湿剂0.1
‑
0.2份、醇醚类溶剂2
‑
5份、去离子水15
‑
30份，混合均匀；
[0052]
第二步，配制含缩水甘油醚结构的乙组分：按质量份数配比称取水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂20
‑
30份、改性硅溶胶液10
‑
20份、缩水甘油醚5
‑
10份、醇醚类溶剂3
‑
5份，混合均匀；
[0053]
第三步：按质量份数配比含胺的甲组分35
‑
55份，含缩水甘油醚结构的乙组分45
‑
65份，在含胺的甲组分中加入含缩水甘油醚结构的乙组分，搅拌5
‑
10分钟，配成工作液，反应式为：
[0054][0055]
第四步：将工作液过滤，过滤后的工作液搅拌熟化30分钟即得双度固化水性硅氧烷木器清漆。
[0056]
实施例2
[0057]
双度固化水性硅氧烷木器白漆，所述双度固化水性硅氧烷木器白漆的甲组分：
[0058]
材料名称规格配合量％阳离子型水性硅氧烷低聚物45
‑
55％16
‑
24酸催化剂20
‑
40％2
‑
4消泡剂80％0.1
‑
0.2润湿剂100％0.1
‑
0.2醇醚类溶剂工业级2
‑
5去离子水工业级15
‑
30合计 30
‑
50
[0059]
其中乙组分：
[0060][0061]
施工配比：
[0062]
材料名称规格配合量％甲组分 30
‑
50乙组分 50
‑
70合计 100.00
[0063]
形成色漆膜的性能：
[0064]
技术指标
[0065][0066][0067]
施工说明:
[0068]
被涂物准备
[0069]
1、被涂物表面进行清理，保证表面清洁无杂物，无水分。
[0070]
2、如使用酸溶液、碱溶液、洗涤剂溶液进行表面清理时，最后一定要用酒精擦洗干净，防止留下痕迹造成涂膜表面发花。
[0071]
双度固化水性硅氧烷木器色漆的制备方法，包括如下步骤：
[0072]
第一步，配制含胺的甲组分：按质量份数配比称取阳离子型水性硅氧烷低聚物16
‑
24份、酸催化剂2
‑
4份、消泡剂0.1
‑
0.2份、润湿剂0.1
‑
0.2份、醇醚类溶剂2
‑
5份、去离子水15
‑
30份，混合均匀；
[0073]
第二步，配制含缩水甘油醚结构的乙组分：按质量份数配比称取水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂16
‑
24份、改性硅溶胶液8
‑
16份、缩水甘油醚4
‑
5份、醇醚类溶剂2
‑
5份、钛白粉20
‑
24份，混合均匀；
[0074]
第三步：按质量份数配比含胺的甲组分30
‑
50份，含缩水甘油醚结构的乙组分50
‑
70份，在含胺的甲组分中加入含缩水甘油醚结构的乙组分，搅拌5
‑
10分钟，配成工作液，反
应式为：
[0075][0076]
第四步：将工作液过滤，过滤后的工作液搅拌熟化30分钟即得双度固化水性硅氧烷木器清漆。
[0077]
实施例3
[0078]
双度固化水性硅氧烷木器封闭清漆，所述双度固化水性硅氧烷木器清漆的甲组分：
[0079]
材料名称规格配合量％阳离子型水性硅氧烷低聚物45
‑
55％15
‑
24酸催化剂20
‑
40％2
‑
4消泡剂80％0.1
‑
0.2润湿剂100％0.1
‑
0.2醇醚类溶剂工业级2
‑
5合计 30
‑
50
[0080]
其中乙组分：
[0081][0082]
[0083]
施工配比：
[0084]
材料名称规格配合量％甲组分 30
‑
50乙组分 50
‑
70合计 100.00
[0085]
形成色漆膜的性能：
[0086]
技术指标
[0087][0088]
施工说明:
[0089]
被涂物准备
[0090]
1、被涂物表面进行清理，保证表面清洁无杂物，无水分。
[0091]
2、如使用酸溶液、碱溶液、洗涤剂溶液进行表面清理时，最后一定要用酒精擦洗干净，防止留下痕迹造成涂膜表面发花。
[0092]
双度固化水性硅氧烷木器清漆的制备方法，包括如下步骤：
[0093]
第一步，配制含胺的甲组分：按质量份数配比称取阳离子型水性硅氧烷低聚物15
‑
24份、酸催化剂2
‑
4份、消泡剂0.1
‑
0.2份、润湿剂0.1
‑
0.2份、醇醚类溶剂2
‑
5份、去离子水15
‑
30份，混合均匀；
[0094]
第二步，配制含缩水甘油醚结构的乙组分：按质量份数配比称取水溶性叔碳酸缩水甘油酯树脂15
‑
24份、改性硅溶胶液8
‑
15份、缩水甘油醚4
‑
6份、醇醚类溶剂2
‑
5份、钛白粉20
‑
24份、缩水甘油醚树脂3
‑
5份，混合均匀；
[0095]
第三步：按质量份数配比含胺的甲组分30
‑
50份，含缩水甘油醚结构的乙组分50
‑
70份，在含胺的甲组分中加入含缩水甘油醚结构的乙组分，搅拌5
‑
10分钟，配成工作液，反
应式为：
[0096][0097]
第四步：将工作液过滤，过滤后的工作液搅拌熟化30分钟即得双度固化水性硅氧烷木器清漆。
[0098]
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。