CN102746748B

CN102746748B - 水性封边漆及其制备方法

Info

Publication number: CN102746748B
Application number: CN201210154444.1A
Authority: CN
Inventors: 王德华; 肖劲; 罗先平
Original assignee: CHENGDU ZHANCHEN CHEMICAL Co Ltd; QINGDAO FUCHEN CHEMICAL CO Ltd; Shanghai Fuchen Chemical Co Ltd; Beijing Zhanchen Chemical Co Ltd; Zhanchen Paint Group Co Ltd
Current assignee: Puyang zhanchen New Material Co., Ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: CN102746748A

Abstract

本发明涉及水性封边漆及其制备方法，包括以下重量份的原料：水性树脂100～250份，可再分散乳胶粉50～150份，成膜助剂10～25份，硅灰石100～250份和填料400～550份。本发明的水性封边漆，和现有技术相比，具有如下特点：1)对环境和人畜危害极小；2)高固含量、高填充性、硬度优良不下陷；3)封闭性好、极好的附着力、漆膜致密不开裂，可与各种面漆配套使用；4)快干、易打磨、不粘砂纸、施工方便。

Description

水性封边漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及油漆领域，具体地，涉及水性封边漆，以及它的制备方法。

背景技术

随着木质家具行业的飞速发展，实木成材已经供不应求，衍生出了利用锯末、秸秆、树枝等原料压制而成的密度板、原生态板等环保材料。该类材料平面使用时不存在问题，但是在分割成不同尺寸的板材时，四边会很不平整、光滑，有很大的缝隙，在用跟喷涂平面相同的工艺施工时，很难同时填充平整。为了解决该问题，封边漆应运而生。

封边漆主要用于密度板材料的侧面及切面的填平封边等处理，例如用于实色家具封边、美式家具封边、板式家具封边等。可代替传统的刮灰、封闭底漆等底漆涂装工艺；也可用于特殊行业的玩具、工艺品、饰品等底部涂装；还可用于高性能的实色底漆，做底漆、中涂漆使用，大大节省涂装成本。

目前常用的封边漆种类有PU封边漆、NC封边漆或水性封边漆。前两者因为含有大量有机溶剂，不环保、不安全，而且对施工人员身体有害，渐渐被水性封边漆所取代。专利申请号为CN 201010131150.8《水性封边漆及其加工工艺》与专利号为CN 201110175391.7《基于水性聚氨酯的超高固含量快干封边漆及其生产方法》都属于水性体系，低毒低害。上述两个专利都是采用水性聚氨酯树脂作为主体成膜物质，采用常规粉体作为填料，在填充性、干燥速度和硬度上仍可以进行改进。

发明内容

本发明的目的之一在于提供水性封边漆，对水性封边漆的填充性、干燥速度和硬度进行了改进。

本发明的另一目的在于提供所述水性封边漆的制备方法。

本发明提供的水性封边漆，包括以下重量份的原料：水性树脂100～250份，可再分散乳胶粉50～150份，成膜助剂10～25份，硅灰石100～250份和填料400～550份。

本发明所述的水性封边漆，优选地，包括以下重量份的原料：水性树脂125～200份，可再分散乳胶粉80～120份，成膜助剂15～22份，硅灰石150～200份和填料440～500份。

本发明所述的水性封边漆，更优选地，包括以下重量份的原料：水性树脂150～180份，可再分散乳胶粉80～100份，成膜助剂17～22份，硅灰石150～200份和填料440～460份。

本发明上述水性封边漆，还包括：罐内防腐杀菌剂，润湿分散剂，消泡剂，增稠剂和水。

本发明再加入罐内防腐杀菌剂，润湿分散剂，消泡剂，增稠剂的作用分别是：罐内防腐杀菌剂主要起到防止涂料产品在罐内因为细菌滋生而变质的作用；润湿分散剂主要起到润湿填料、降低涂料的粘度，可以更好的分散粉质填料于涂料体系中，并且抑制涂料絮凝；消泡剂主要作用是消除涂料在生产、施工过程中产生的气泡；增稠剂的作用是调节涂料粘度。

本发明提供的水性封边漆，包括以下重量份的原料：水性树脂100～250份，可再分散乳胶粉50～150份，成膜助剂10～25份，硅灰石100～250份，填料400～550份，罐内防腐杀菌剂1～4份，润湿分散剂5～15份，消泡剂3～10份，增稠剂1～5份和水0～150份。

本发明所述的水性封边漆，优选地，包括以下重量份的原料：水性树脂125～200份，可再分散乳胶粉80～120份，成膜助剂15～22份，硅灰石150～200份，填料440～500份，罐内防腐杀菌剂1～4份，润湿分散剂8～10份，消泡剂4～8份，增稠剂1～5份和水50～118份。

本发明所述的水性封边漆，更优选地，包括以下重量份的原料：水性树脂150～180份，可再分散乳胶粉80～100份，成膜助剂17～22份，硅灰石150～200份，填料440～460份，罐内防腐杀菌剂3份，润湿分散剂8～9份，消泡剂6份，增稠剂3～3.5份和水60～97份。

其中，所述水性树脂为：固体含量为30～40％的水性聚氨酯丙烯酸分散液。固体含量优选32～36％。

其中，所述可再分散乳胶粉选自：乙烯与醋酸乙烯酯共聚胶粉(Vac/E)、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉(A/S)、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉(Vac/E/VeoVa)和醋酸乙烯酯均聚胶粉(Pvac)中的一种或几种。

其中，所述成膜助剂选自：二丙二醇丁醚(DPnB)、二乙二醇丁醚(DB)和2，2，4-三甲基-1，3戊二醇单异丁酸酯和三丙二醇丁醚(TPnB)中的一种或几种两种。

其中，所述硅灰石为：涂料级硅灰石粉。

其中，所述填料选自：滑石粉、轻钙、重钙和透明粉中的一种或几种。

其中，所述罐内防腐杀菌剂为：甲醛缩合物或/和异噻唑啉酮类混合物。

其中，所述润湿分散剂选自：聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类和改性聚羧酸盐类中的一种或几种。

其中，所述消泡剂选自：聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚丙二醇类、聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类和矿物油基类中的一种或几种。

其中，所述增稠剂选自：丙烯酸类、聚氨酯类和纤维素醚类的一种或几种。

其中，所述水为：去离子水。

本发明提供的所述水性封边漆的制备方法，包括以下步骤：将所述比例的原料分阶段混合后搅拌均匀，调整斯托默粘度到90～95KU/25℃，即得。

本发明提供的所述水性封边漆的制备方法，按所用原料的不同，分阶段混合和搅拌，具体地，包括以下步骤：

1)将所述水性树脂称入到分散缸中，开始搅拌；

2)将罐内防腐杀菌剂和润湿分散剂按所述比例称准，在搅拌状态下加入分散缸中；

3)将消泡剂和成膜助剂先按所述比例称入容器中，混合均匀后在搅拌状态下加入到分散缸中；

4)在搅拌下按所述比例加入可再分散乳胶粉、硅灰石和填料，在搅拌状态下分散；

5)按所述比例加入增稠剂和水，搅拌并调整斯托默粘度到90～95KU/25℃，即得。

上述制备方法中：

步骤1)和步骤2)的搅拌速度为低速，即200～600转/分钟。优选500转/分钟。

步骤3)的搅拌速度为中速，即601～1000转/分钟。优选800转/分钟。

步骤4)加入可再分散乳胶粉、硅灰石和填料时的搅拌速度为中速，即601～1000转/分钟。优选800转/分钟。

步骤4)加入可再分散乳胶粉、硅灰石和填料后的分散搅拌速度为高速，即1001～1500转/分钟。优选1200转/分钟。

步骤4)的分散时间为15～30分钟。

步骤5)的搅拌速度为中速，即601～1000转/分钟。优选800转/分钟。

步骤5)的搅拌时间为2～15分钟。优选5分钟。

本发明的水性封边漆固体含量高达75％，打磨时间40～48分钟，干燥24小时硬度即可达HB，48小时硬度可达H，干燥后漆膜平整不塌陷。超低VOC含量(不同配方下为30～41g/L)，无游离TDI。干燥24小时即可在上面施工PU、NC等溶剂型涂料而不会出现咬底问题，具有很好的耐溶剂性能。

为了让该发明的水性封边漆具有以上特点，技术核心是采用不含水的可再分散乳胶粉为主体成膜物质，搭配水性树脂，并辅以硅灰石(其实也是一种填料)，从而达到该水性封边漆在环保的同时，还能达到具有超高固体含量、干燥快、硬度高、抗塌陷性好等特点。可再分散乳胶粉是乙烯、醋酸乙烯酯等的共聚物，以聚乙烯醇作为保护胶体，是一种水溶性可再分散粉末，具有优异的抗皂化性及防水性，并且具有很好的粘结性能；水性树脂，尤其是芳香族聚氨酯丙烯酸分散液则具有优异的渗透性、干燥性和硬度。硅灰石的主要组成是CaSiO₃或CaOSiO₂，其含SiO₂ 51.75％、CaO 48.25％，常含铁、锰、镁。硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，无机针状矿物，集合体呈放射状或纤维状。有玻璃和珍珠光泽，吸湿性小于4％。吸油性低、电导率低、绝缘性较好。硬度4.5～5.5，密度2.75～3.10g/cm3。硅灰石无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好，力学性能及电性能优良以及具有一定补强作用。同时具有很高的白度。涂料级硅灰石粉应用到水性封边漆中后可以提高涂料的韧性和耐用性，保持涂料表面平整与及良好的光泽度，提高抗洗刷和抗风化性能，减少涂料的吸油量并保持碱性，具有抗腐蚀能力。使涂料可以得到更好的机械强度、增加耐久性、增强粘附力和抗腐蚀性能，还使水性封边漆具有良好的覆盖率和附着力。

与现有技术相比，本发明没有使用到金红石钛白粉、色浆、润湿剂和硬酯酸锌粉等试剂，本身就降低了成本。而且，本发明的填料具有一定的遮盖力，水性聚氨酯丙烯酸分散液，本身在合成的时候已经加入一定含量的表面活性剂，并且具有很好的基材润湿性；采用的树脂和可再分散乳胶粉都具有很好的干燥性和打磨性，而且填料含量高达60以上，所以不加硬脂酸锌都具有良好的打磨性。足以代替现有技术中的原料，并且进一步达到更好的效果。

本发明的水性封边漆的制备方法简单，容易操作，且对操作人员无害。使用时只需要添加5％的水调稀后直接施工即可，方式包括刷涂，辊涂以及喷涂。总体具有优异的抗流挂性和填充性。

总之，本发明的水性封边漆，和现有技术相比，具有如下特点：1)对环境和人畜危害极小；2)高固含量、高填充性、硬度优良不下陷；3)封闭性好、极好的附着力、漆膜致密不开裂，可与各种面漆配套使用；4)快干、易打磨、不粘砂纸、施工方便。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面对各种原料的采购情况是为了说明本发明的原料具有可得性，而不应用来限定本发明的范围。

所述水性树脂是指固体含量为30～40％的水性聚氨酯丙烯酸分散液：例如帝斯曼公司(DSM)的NeoRez R-9407，该水性树脂为水性芳香族聚氨酯丙烯酸分散液；阿尔伯丁克公司(ALBERDINGKBOLEY GmbH)的UC84，该水性树脂是水性脂肪族聚氨酯丙烯酸共聚物分散液。

所述可再分散乳胶粉如美国国民淀粉化学公司(Bridgewater)生产的产品易来泰(Elotex)50E100S(主要化学基团为Vac/E)、易来泰(Elotex)EV2000(类型为Vac/E/VeoVa)、MP2050(类型为Vac/E)以及日本可乐丽公司的SP3000、SP4000(类型为Vac/E)。

所述罐内防腐杀菌剂例如德国朗盛公司(LANXESS)的PreventolD7F(多种异噻唑啉酮和甲醛的混合物)、Preventol BIT 20N(苯并异噻唑啉酮的水性混合物)等。

所述润湿分散剂如深圳市海川化工有限公司生产的Hydropalat640A(聚丙烯酸钠盐类)、德国赢创迪高化工公司(EVONIK)生产的TEGO Dispers750W(改性聚丙烯酸溶液类)、德国巴斯夫化工有限公司(BASF SE)生产的Sokalan PA30CL(改性聚羧酸盐类)。

所述成膜助剂例如美国陶氏化学的DALPADTM D(二丙二醇丁醚)或美国伊斯曼化学(Eastman)的二乙二醇丁醚(DB)。

所述消泡剂如科宁化工(中国)有限公司(Cognis)的A10(纳米聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类)、SN-154(聚丙二醇类)、德国毕克化学(亚太)私人有限公司(BYK-Chemie GmbH)生产的BYK024(聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类)、深圳市海川化工有限公司生产的Foamster309A(矿物油基类)。

所述填料为优选吸油量小并具有一定遮盖力的重质碳酸钙，例如萍乡市碳酸钙实业有限公司的CC1500、CC2500。

所述增稠剂如法国哥帝士(COATEX)的Thixol 53L(丙烯酸共聚物溶液)和Coapur830w(非离子型水性聚氨酯)，德国明凌(Münzing)的PUR62(聚氨酯类)，科莱恩(Clariant)的QP15000(羟乙基纤维素醚)等。

所述硅灰石为涂料级硅灰石粉，例如广福建材的SC1250。硅灰石组成为CaSiO₃或CaOSiO₂，其含SiO₂ 51.75％、CaO 48.25％，常含铁、锰、镁。

实施例1

1、组成：

成分	重量(kg)
		NeoRez R-9407(聚氨酯树脂，水性树脂，固体含量32％)	150
50E100S(可再分散乳胶粉)	100
		DALPADTM D(二丙二醇丁醚，成膜助剂)	12
DB(二乙二醇丁醚，成膜助剂)	5
		SC1250硅灰石粉	155

CC1500碳酸钙(填料)	250
		CC2500碳酸钙(填料)	210
去离子水	118

2、制备方法：

按上述重量：

1)先将NeoRez R-9407称入到分散缸中，分散机500转/分钟转速开始搅拌；

2)将DALPADTM D和DB称准，在800转/分钟转速搅拌状态下加入分散缸中；

3)在800转/分钟搅拌状态下加入50E100S、SC1250硅灰石粉、CC1500碳酸钙、CC2500碳酸钙，1200转/分钟分散15分钟；

4)加入去离子水，继续800转/分钟搅拌5分钟后送检，合格后过滤包装即可。

实施例2

1、组成：

1、制备方法：

按上述重量：

2)将Preventol D7F、Hydropalat 640A称准，在500转/分钟搅拌状态下加入分散缸中；

3)将BYK024、SN-154、DALPADTM D和DB称入干净容器中，混合均匀后在800转/分钟搅拌状态下加入到分散缸中；

4)在中速800转/分钟搅拌状态下加入50E100S、SC1250硅灰石粉、CC1500碳酸钙、CC2500碳酸钙，1200转/分钟分散15分钟；

5)加入PUR62、Thixol 53L和去离子水，调整斯托默粘度到95KU/25℃，800转/分钟转速下搅拌5分钟后送检，合格后过滤包装即可。

实施例3

1、组成：

成分	重量(kg)
		NeoRez R-9407(固体含量32％)	200
50E100S	50
		DALPADTM D	20
Preventol BIT 20N	3
		SN-154	6
TEGO Dispers750W	8
		SC1250硅灰石粉	200
CC1500碳酸钙	200
		CC2500碳酸钙	250

PUR62	2
		Thixol 53L	1
去离子水	60

2、制备方法：

按上述重量：

2)将Preventol BIT 20N、TEGO Dispers 750W称准，在500转/分钟搅拌状态下加入分散缸中；

3)将SN-154、DALPADTM D称入干净容器中，混合均匀后在800转/分钟搅拌状态下加入到分散缸中；

4)在中速800转/分钟搅拌状态下加入50E100S、SC1250硅灰石粉、CC1500碳酸钙、CC2500碳酸钙，1200转/分钟分散15分钟；5)加入PUR62、Thixol 53L和去离子水，调整斯托默粘度到90KU/25℃，800转/分钟转速下搅拌5分钟后送检，合格后过滤包装即可。

实施例4

制备过程同实施例2，不同的是本实施例的水性封边漆的各组分如下：

成分	重量(kg)
		UC84(固体含量35±1％)	160
SP3000	100
		DB	20
Preventol D7F	3
		BYK024	6
Hydropalat 640A	8
		SC1250硅灰石粉	150
CC1500碳酸钙	300
		CC2500碳酸钙	160

Coapur830w	3
		去离子水	90

调整斯托默粘度到93KU/25℃。

实施例5

成分	重量(kg)
		NeoRez R-9407(固体含量32％)	180
SP3000	80
		DALPADTM D	22
Preventol BIT 20N	3
		BYK024	4
SN-154	2
		TEGO Dispers 750W	9
SC1250硅灰石粉	180
		CC1500碳酸钙	240
CC2500碳酸钙	200
		PUR62	2
Thixol 53L	1.5
		去离子水	77.5

调整斯托默粘度到93KU/25℃。

实施例6

成分	重量(kg)
		UC84(固体含量35±1％)	160
SP3000	100
		DB	20

Preventol D7F	2
		Preventol BIT 20N	1
BYK024	6
		Hydropalat 640A	5
TEGO Dispers750W	4
		SC1250硅灰石粉	150
CC1500碳酸钙	300
		CC2500碳酸钙	160
Coapur830w	3
		去离子水	89

调整斯托默粘度到93KU/25℃。

对比例1

其制备过程同实施例2，其他组成与实施例2相同，不同的是本对比例的水性封边漆的各组分如下表，主要差别在于树脂只选用普通纯丙烯酸树脂，具体为德国阿尔伯丁克公司(ALBERDINGK BOLEYGmbH)的AlberdingkAC 2514，该水性树脂为丙烯酸乳液，固体含量为43％，粉体不用硅灰石，用CC1500等量代替。并且没有添加可再分散乳胶粉。

成分	重量(kg)
		Alberdingk AC 2514	250
DALPADTM D	20
		DB	15
Preventol D7F	3
		BYK024	2
SN-154	4
		Hydropalat 640A	9
CC1500碳酸钙	405
		CC2500碳酸钙	210
PUR62	2

Thixol 53L	1
		去离子水	79

对比例2

专利申请CN 201110175391.7的实施例1各组分如下表所示：

生产方法按如下步骤：

1、在容器中加入水性聚氨酯树脂；

2、然后加入分散剂和消泡剂，分散5分钟；

3、再加入重质碳酸钙和金红石型钛白粉，快速搅拌分散20-30分钟；

4、最后加入增稠剂和水调整斯托默粘度，搅拌5分钟，即可使用。

实验例：实施例及对比例的检测

按照GB/T 23999-2009《室内装饰装修用水性木器涂料》标准对实施例1～6和对比例1～2分别进行测试，测试结果如下表(标准检测结果)所示：

标准检测结果

从上表中可以看出，本发明的水性封边漆与选用普通水性纯丙烯酸树脂的油漆相比，在满足国家标准的前提下，还具有不挥发份含量有所提升，干燥速度明显加快，硬度上升快，漆膜平整不塌陷，附着力优异，打磨性很好等优点。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种水性封边漆，其特征在于，由以下重量份的原料组成：水性树脂125～200份，可再分散乳胶粉80～120份，成膜助剂15～22份，硅灰石150～200份，填料440～500份，罐内防腐杀菌剂1～4份，润湿分散剂8～10份，消泡剂4～8份，增稠剂1～5份和水50～118份；

其中，所述水性树脂为：固体含量为30～40％的水性聚氨酯丙烯酸分散液；所述可再分散乳胶粉为乙烯与醋酸乙烯酯共聚胶粉；所述成膜助剂选自：二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯和三丙二醇丁醚中的一种或几种；所述硅灰石为：涂料级硅灰石粉；所述填料选自：滑石粉、轻钙、重钙和透明粉中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的水性封边漆，其特征在于，所述罐内防腐杀菌剂为：甲醛缩合物或/和异噻唑啉酮类混合物；所述润湿分散剂选自：聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类和改性聚羧酸盐类中的一种或几种；所述消泡剂选自：聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚丙二醇类、聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类和矿物油基类中的一种或几种；所述增稠剂选自：丙烯酸类、聚氨酯类和纤维素醚类的一种或几种。

3.制备权利要求1或2所述的水性封边漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述比例的原料分阶段混合后搅拌均匀，调整斯托默粘度到90～95KU/25℃，即得。

4.制备权利要求1或2所述的水性封边漆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述水性树脂称入到分散缸中，开始搅拌；

4)在搅拌状态下按所述比例加入可再分散乳胶粉、硅灰石和填料，在搅拌状态下分散；