水性木器涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了水性木器涂料及其制备方法和应用，涉及涂料技术领域。该水性木器涂料以聚氨酯改性丙烯酸乳液为主要成膜物质，并复合添加木质纤维素和纳米硅溶胶，木质纤维素能够渗入到成膜物质形成交错的网状结构，而纳米硅溶胶进入到木质纤维素之间的空隙中，上述原料共同作用形成密集的三维网状结构，使得所形成的涂膜具有良好的硬度、透气性、柔韧性以及耐冲击性，用于改善现有水性木器涂料的涂膜存在的透气性差、易裂、易变形且易爆筋的缺陷；本发明专利技术还提供了水性木器涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，易于操作，可工业化生产。

Waterborne wood coatings and their preparation methods and Applications

The invention provides a waterborne wood coatings and its preparation method and application, which relates to the field of coating technology. The waterborne polyurethane modified acrylic emulsion as main film-forming material, and adding lignocellulose and nano silica sol, lignocellulose can permeate the membrane material to form a mesh structure cross, and nano silica sol into the gap between the lignocellulose, the interaction of the raw material intensive form a three-dimensional network structure the film, which has good hardness, permeability, flexibility and impact resistance, for poor air permeability, easy to crack, deformation and defects exist to improve the existing reinforced explosive coating Waterborne coating; the invention also provides a method for preparing waterborne wood coatings, the preparation the method has the advantages of simple process, easy operation, can be used in industrial production.

【技术实现步骤摘要】
水性木器涂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及涂料
，具体而言，涉及水性木器涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着环保低碳理念的深入推广，具有高挥发性有机化合物VOC释放的有机油溶性涂料应用越来越受到制约，而低VOC释放的环境友好型水性涂料越来越受到青睐，成为木器涂料发展的主流趋势。水性木器涂料是水性涂料中的重要组成部分，是以水为主要稀释剂或可以用水稀释的木器涂料都可以称之为水性木器涂料。水性木器涂料主要是用于涂饰在木材家具表面，不仅具有美化装饰作用，还可以对木材起到保护作用，从而延长木材家具的使用寿命。由于主要稀释剂为水，所以与传统的溶剂型木器涂料相比，水性木器涂料VOC值低，大大减少了对于施工者或使用者的危害，属于环境友好型涂料。目前，现有的水性木器涂料透气性差，存在易裂、易变形且易爆筋的缺陷。有鉴于此，特提出本专利技术以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种水性木器涂料，通过聚氨酯改性丙烯酸乳液、木质纤维素和纳米硅溶胶等原料共同作用形成了密集的三维网状结构，使得所形成的涂膜具有良好的硬度、透气性、柔韧性以及耐冲击性，用于改善现有水性木器涂料的涂膜存在的透气性差、易裂、易变形且易爆筋的缺陷。本专利技术的第二个目的在于提供一种水性木器涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，易于操作，可工业化生产。本专利技术的第三个目的在于提供一种水性木器涂料的应用。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供一种水性木器涂料，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液40-60份，纳米硅溶胶10-15份，木质纤维素3-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉1-5份，硅烷偶联剂0.3-1份和水5-10份。进一步的，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液45-60份，纳米硅溶胶11-15份，木质纤维素4-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉1-5份，硅烷偶联剂0.3-1份和水5-10份。进一步的，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液49-55份，纳米硅溶胶12-15份，木质纤维素5-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉2-5份，硅烷偶联剂0.4-1份和水5-10份。进一步的，所述木质纤维素的平均长度不大于100μm，优选为10-100μm，进一步优选为20-90μm。进一步的，所述水性木器涂料还包括聚乙烯蜡微粉，所述聚乙烯蜡微粉的重量份数为1-5份；和/或，所述水性木器涂料还包括聚乙烯蜡乳液，所述聚乙烯蜡乳液的重量份数为1-5份。进一步的，所述水性木器涂料还包括海泡石，所述海泡石的重量份数为1-5份。进一步的，所述水性木器涂料还包括基材润湿剂，所述基材润湿剂的重量份数为0.2-1份。进一步的，所述水性木器涂料还包括消泡剂，所述消泡剂的重量份数为1-3份；优选的，所述水性木器涂料还包括流平剂，所述流平剂的重量份数为1-3份。本专利技术还提供了一种水性木器涂料的制备方法，包括以下步骤：将配方量的聚氨酯改性丙烯酸乳液、纳米硅溶胶、木质纤维素、成膜助剂、玻璃粉、硅烷偶联剂和水，以及任选的聚乙烯蜡微粉、聚乙烯蜡乳液、海泡石、基材润湿剂、消泡剂和流平剂，混合均匀后，得到水性木器涂料。本专利技术还提供了一种水性木器涂料在木器家具中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种水性木器涂料，以聚氨酯改性丙烯酸乳液为主要成膜物质，并复合添加木质纤维素和纳米硅溶胶，木质纤维素能够渗入到成膜物质形成交错的网状结构，而纳米硅溶胶进入到木质纤维素之间的空隙中，上述原料共同作用形成密集的三维网状结构，使得所形成的涂膜具有良好的稳定性，也可以显著提升涂膜的致密度，进而增强了涂膜强度。由于木质纤维素具有优良的柔韧性以及其在涂膜中独特的分散性，可以阻断涂膜裂纹的产生，使得涂膜柔韧性好，不易起壳和开裂，改善了传统水性木器涂料所存在的易裂、易变形且易爆筋的缺陷；另外，本专利技术水性木器涂料还具有干燥速度快、透气性好、耐冲击性、耐冻耐热等优势，不仅美化木器家具，还对木器起到了良好的保护作用。(2)本专利技术提供了一种水性木器涂料，虽然该水性木器涂料所采用的原料均为常规原料，但是通过各原料之间的协同配合作用，使得水性木器涂料具有优异的综合性能；且该水性木器涂料为低VOC值，游离甲醛以及苯系物含量达标，绿色环保，为环境友好型涂料。(3)本专利技术提供了水性木器涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，易于操作，可工业化生产。(4)本专利技术提供了水性木器涂料在木器家具中的应用，鉴于上述水性木器涂料所具有的优势，使得其在木器家具中具有良好的应用。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。根据本专利技术的一个方面，提供了一种水性木器涂料，主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液40-60份，纳米硅溶胶10-15份，木质纤维素3-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉1-5份，硅烷偶联剂0.3-1份和水5-10份。本专利技术提供了一种水性木器涂料，以聚氨酯改性丙烯酸乳液为主要成膜物质，并复合添加木质纤维素和纳米硅溶胶，木质纤维素能够渗入到成膜物质形成交错的网状结构，而纳米硅溶胶进入到木质纤维素之间的空隙中，上述原料共同作用形成密集的三维网状结构，使得所形成的涂膜具有良好的稳定性，也可以显著提升涂膜的致密度，进而增强了涂膜硬度。由于木质纤维素具有优良的柔韧性以及其在涂膜中独特的分散性，可以阻断涂膜裂纹的产生，使得涂膜柔韧性好，不易起壳和开裂，改善了传统水性木器涂料所存在的易裂、易变形且易爆筋的缺陷；另外，本专利技术水性木器涂料还具有干燥速度快、透气性好、耐冲击性、耐冻耐热等优势，将其涂饰于木器家具上，不仅起到美化作用，还对木器起到了良好的保护作用。具体的，聚氨酯改性丙烯酸乳液作为成膜的基料，其结合了聚氨酯与丙烯酸两者的优点结合，可采用掺混、共聚、接枝等方法制备得到。本专利技术中的聚氨酯改性丙烯酸乳液是以互穿网络结构或者核壳结构(聚氨酯为壳，丙烯酸为核)为主。聚氨酯改性丙烯酸乳液典型但非限制性的重量份数为40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份或60份。纳米硅溶胶，为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，其中，二氧化硅颗粒的固含量一般为20-40％，优选为30-35％，二氧化硅颗粒的平均粒径为5-60nm，优选为10-50nm。二氧化硅颗粒典型但非限制性的固含量20％、22％、25％、26％、28％、30％、32％、35％、36％、38％或40％。二氧化硅颗粒典型但非限制性的粒径为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、40nm、45nm、50nm、55nm或60nm。应当说明的是，纳米硅溶胶的用量应当在一定的范围内。一旦用量过大，会使得涂膜在固化时表现出较大的收缩力，从而容易出现龟裂现象，影响涂膜的物理性能。纳米硅溶胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性木器涂料，其特征在于，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液40‑60份，纳米硅溶胶10‑15份，木质纤维素3‑10份，成膜助剂4‑6份，玻璃粉1‑5份，硅烷偶联剂0.3‑1份和水5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种水性木器涂料，其特征在于，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液40-60份，纳米硅溶胶10-15份，木质纤维素3-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉1-5份，硅烷偶联剂0.3-1份和水5-10份。2.根据权利要求1所述的水性木器涂料，其特征在于，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液45-60份，纳米硅溶胶11-15份，木质纤维素4-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉1-5份，硅烷偶联剂0.3-1份和水5-10份。3.根据权利要求1所述的水性木器涂料，其特征在于，所述水性木器涂料主要由以下重量份数的原料制成：聚氨酯改性丙烯酸乳液49-55份，纳米硅溶胶12-15份，木质纤维素5-10份，成膜助剂4-6份，玻璃粉2-5份，硅烷偶联剂0.4-1份和水5-10份。4.根据权利要求1-3任意一项所述的水性木器涂料，其特征在于，所述木质纤维素的平均长度不大于100μm，优选为10-100μm，进一步优选为20-90μm。5.根据权利要求1-3任意一项所述的水性木器涂料，其特征在于，所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：田继忠，
申请(专利权)人：苏州市金能高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32