一种水性木器封闭底漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性木器封闭底漆及其制备方法，由包含以下重量含量的组分配制而成：水性乳液45-90％、亲水改性多异氰酸酯2-15％、成膜助剂2-10％、水性助剂1.3-5.8％、去离子水3.7-48.7％。本发明专利技术制备的水性木器封闭底漆不仅能封闭各种木材的渗出物如松油，单宁酸、水等，保护木材不受破坏；而且打磨性好，干燥速度快，施工方便，性价比高。

【技术实现步骤摘要】
一种水性木器封闭底漆及其制备方法
本专利技术涉及一种水性木器底漆及其制备方法，尤其涉及一种适合各种木材的水性木器封闭底漆及其制备方法。
技术介绍
20世纪90年代初，世界发达国家的涂料绿色革命促进了涂料行业的大踏步的发展，其中水性涂料的优越性日益突出。随着科学进步，技术发展，水性木器涂料不仅能够满足大多数性能要求，而且因其突出的环保性和安全性，正在逐步取代传统溶剂型涂料成为木器涂料新的发展方向。木材的特性之一是吸水膨胀，失水收缩，因为木材中的木质纤维素本身是亲水性的，而其中的有色成分也具有亲水性，能溶于水中。例如单宁酸，提纯后是淡黄色至浅棕色固体，暴露于空气中能变黑。溶于水、乙醇、丙酮，却几乎不溶于苯、氯仿、乙醚及石油醚。从它单宁酸分子式的分子结构(见单宁酸分子式)也有体现，由于分子结构中含有大量的-OH，因而与水的相容性较好。而这些有色成分难溶于溶剂型涂料的常用溶剂中，故对溶剂型涂料几乎没有影响。因此，木材中有色成分的亲水性是水性涂料变色的根本原因。水是水性涂料的主要组成物之一，涂料的一半质量甚至更多都是水。当涂料施工于木材表面时，木材中的有色成分会迅速溶解到涂料的连续相——水中，就像在涂料中又添加了颜色，从而改变了涂料的色相。因此，水性涂料中的水为木材中有色成分的溶解提供了基础条件。水性木器涂料的成膜物目前大多是水分散型的，聚合物以球形颗粒分散于水中，每个颗粒由不同数量的高分子聚合物所组成。它是一个非均相体系，当水蒸发后球形颗粒经过了一系列物理化学过程，大致可分为颗粒的堆积、颗粒的融结及聚合物链端的扩散等才能形成一个连续的薄膜。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，在水分挥发干燥的过程中，有将木材中有色成分带往表面的趋势。总之，水性木器涂料的变色是由于木材中的有色成分溶解到涂料的水中所致，物理过程多于化学过程，是木材与涂料双重作用的结果，涂料实干后立刻就能显示出来。目前市场上采用较多的封闭底漆方案是：采用阳离子乳液作为封闭底漆，以及向传统阴离子乳液中加入可与单宁酸反应的离子或者化合物来抑制单宁酸。如US6245141B1公布了一种添加钛酸酯偶联剂的水性抗单宁酸涂料。该钛酸酯偶联剂结构中至少含有一个氨基反应基团，可添加在涂料配方中。US4021398公开了碱性铝化物，特别是水溶性碱性卤化铝及其衍生物制备涂料祛除单宁酸。EP1291144A2公开了在涂料中添加偏铝酸盐抑制单宁酸。CN102134434A公开了一种采用阳离子型水性环氧乳液或水性纳米SiO2改性丙烯酸树脂制备的水性封闭底漆，该封闭底漆具有粒径小，引入能与单宁酸反应的官能团，其中碱性物质可促进阳离子乳液的交联反应，形成能够阻止基材中单宁酸上浮的封闭体系。CN103642342A则公开了一种在阳离子乳液中加入具有络合能力的金属化合物作为抗渗色助剂制备低粘度清漆封闭底漆，通过二者协同作用，实现封闭单宁酸的效果。但是，现有技术存在以下缺点：(1)多数技术方案采取单独使用抗单宁酸助剂或阳离子乳液或者采用阳离子乳液中引入抗单宁酸助剂制得封闭底漆。通常抗单宁酸助剂具有专一性，只能与某一种物质作用，而木材种类繁多，单宁酸的成分复杂多样，所以单独使用抗单宁酸助剂的方案具有很强的局限性。而单独使用阳离子乳液作为封闭底漆在渗色比较严重的基材上封闭效果不佳，阳离子乳液中引入抗单宁酸助剂短期内可以达到理想的封闭效果，但是放置长久时间之后，依然会有单宁酸渗出的情况。(2)多数配方中抗单宁酸助剂和乳液均没有很好的相容性，长时间储存会出现乳液稳定性下降，抗单宁酸效果变差等现象。采用阳离子乳液作为封闭底漆还会导致与上层阴离子涂层附着力问题。因此，需要寻求一种新的水性木器封闭底漆配方，实现对各种基材具有长久有效的单宁酸封闭作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水性木器封闭底漆，采用将水性单组份阴离子型丙烯酸聚合物乳液或改性丙烯酸聚合物乳液和特殊亲水改性多异氰酸酯混合制得水性木器封闭底漆，在保持较长的开放时间的基础上，对于不同基材均有良好的封闭单宁酸作用。本专利技术的另一个目的在于提供一种水性木器封闭底漆的制备方法，该方法步骤简单易行。为达上述目的，本专利技术采取如下方案：一种水性木器封闭底漆，由包含以下重量含量的组分配制而成：作为一种优选的技术方案，所述的水性木器封闭底漆，由包含以下重量含量的组分配制而成：作为一种更优选的技术方案，所述的水性木器封闭底漆，由包含以下重量含量的组分配制而成：作为一种进一步更优选的技术方案，所述的水性木器封闭底漆，由包含以下重量含量的组分配制而成：本专利技术中，所述水性乳液为单组份阴离子型丙烯酸聚合物乳液或者改性丙烯酸聚合物乳液中的一种或多种,包括纯丙烯酸聚合物乳液，环氧改性丙烯酸乳液，聚氨酯改性丙烯酸乳液，有机硅改性丙烯酸乳液和有机氟改性丙烯酸乳液。本专利技术中，单组份阴离子型丙烯酸酯聚合物乳液或者改性丙烯酸酯聚合物乳液作为成膜物，形成均匀连续的漆膜包裹住木材，并提供光泽，硬度，化学品抗性等；亲水改性多异氰酸酯则通过两方面作用实现封闭性：一是亲水改性多异氰酸酯的加入可以提高最终漆膜的交联密度，形成“互穿网络”结构，漆膜更致密，单宁酸不易渗出；二是亲水改性多异氰酸酯具有活性-NCO基团，可与单宁酸分子中的-OH反应，从而将单宁酸封闭在木材表面。本专利技术中，所述亲水改性多异氰酸酯为在50-100℃下，使多异氰酸酯与含有对异氰酸酯呈反应活性基团的单官能度聚醚和任选的含可离子化基团的化合物、对异氰酸酯具有反应活性的单官能度的醇醚反应，然后再用对异氰酸酯呈反应惰性的溶剂稀释得到。其固含为65-92wt％，官能度为1.8-2.4，NCO含量为8-20wt％，乙氧基单元含量为2-15wt％，粘度为50-500mPa.s。本专利技术中，亲水改性多异氰酸酯的制备中多异氰酸酯、单官能度聚醚、对异氰酸酯具有反应活性的单官能度的醇醚、溶剂的质量比为147：(8-30)：(16-36)：(18-120)。单官能度聚醚提高多异氰酸酯的亲水性，使其能够在机械搅拌下分散在水性乳液中；对异氰酸酯具有反应活性的单官能度的醇醚则形成一道保护层，有效隔绝了水和-NCO基团的反应，保证水性封闭底漆有充足的储存和施工时间。本专利技术中，所述多异氰酸酯为官能度是2.5-4.0，NCO含量为15.0-32.0wt％的芳香族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯聚合物和改性芳香族多异氰酸酯中的一种或多种；优选基于MDI的聚合物或改性物，更优选聚合MDI和聚醚改性的液化MDI中的一种或多种。制备的基于MDI的亲水改性多异氰酸酯在水性涂料体系中的开放时间大于4h，满足了产品的施工要求尤其是在气温较高的地域的施工要求，解决了水性MDI型多异氰酸酯的开放时间短的问题，丰富了水性多异氰酸酯的种类。本专利技术中，所述的单官能度聚醚的数均分子量为250-4500，优选500-3500，每分子中乙氧基单元的个数为5-100个，优选10-80个。本专利技术中，所述的对异氰酸酯具有反应活性的单官能度的醇醚，结构式为其中，B表示与异氰酸酯具有反应活性基团羟基；R1表示1,2-亚乙基、1-甲基-1,2-亚乙基，R2表示甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基；n表示1-4中的任意整数；所述的醇醚优选乙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性木器封闭底漆，其特征在于：由包含以下重量含量的组分配制而成：优选地，由包含以下重量含量的组分配制而成：

【技术特征摘要】
1.一种水性木器封闭底漆，其特征在于：由包含以下重量含量的组分配制而成：所述亲水改性多异氰酸酯为在50-100℃下，使多异氰酸酯与含有对异氰酸酯呈反应活性基团的单官能度聚醚、对异氰酸酯具有反应活性的单官能度的醇醚和任选的含可离子化基团的化合物反应，然后再用对异氰酸酯呈反应惰性的溶剂稀释得到，其固含为65-92wt％，其中多异氰酸酯、单官能度聚醚、对异氰酸酯具有反应活性的单官能度的醇醚、溶剂的质量比为147：(8-30)：(16-36)：(18-120),所述亲水改性多异氰酸酯的官能度为1.8-2.4，NCO含量为8-20wt％。2.根据权利要求1所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：由包含以下重量含量的组分配制而成：3.根据权利要求1所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述的水性助剂包含：4.根据权利要求3所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述的水性助剂包含：5.根据权利要求1-4中任一项所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述水性乳液为单组份阴离子型丙烯酸聚合物乳液和改性丙烯酸聚合物乳液中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述多异氰酸酯为官能度是2.5-4.0，NCO含量为15.0-32.0wt％的芳香族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯聚合物和改性芳香族多异氰酸酯中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述多异氰酸酯为基于MDI的聚合物或改性物。8.根据权利要求7所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述多异氰酸酯为聚合MDI和聚醚改性的液化MDI中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所述的单官能度聚醚的数均分子量为250-4500，乙氧基单元的个数为5-100个。10.根据权利要求9所述的水性木器封闭底漆，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林争超，晋云全，邓俊英，纪学顺，孙家宽，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，万华化学广东有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37