[发明专利]一种快干耐水型水性聚氨酯木器清漆及其制备方法

说明书

本发明属于水性木器涂料技术领域，具体涉及一种快干耐水型水性聚氨酯木器清漆及其制备方法。所述水性聚氨酯木器清漆包括以下重量份计的原料：水性聚氨酯分散体100份、流平剂0.1～1份、润湿剂0.1～1份、成膜助剂6～9份和3‑甲基‑1‑丁醇3～6份。本发明水性聚氨酯木器清漆的干燥速度快，形成的漆膜平整丰满、光滑，无缩孔、气泡等缺陷，光泽度高、附着性好、硬度高，具有优异的耐水性以及良好的耐冲击、耐热、耐黄变、耐溶剂和耐酸碱性，可用于家具、地板等木器涂装。

技术领域

本发明属于水性木器涂料技术领域，具体涉及一种快干耐水型水性聚氨酯木器清漆及其制备方法。

背景技术

与溶剂型木器涂料相比，水性木器涂料是以水为分散介质的一类环保型涂料，具有不燃、无毒、不含有大量挥发性有机物等优点，在节约资源和保护环境方面具有无可比拟的优越性。目前，尽管国内木器涂料仍以溶剂型为主，随着国内空气质量恶化，雾霾的日益严重，国家已经出台了更严格的环保政策，对溶剂型涂料的生产和消费提出严格的控制，对涂料提出环保、健康、安全方面的更高要求。

目前，水性木器涂料主要包括水性醇酸树脂、水性硝基纤维素、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯涂料以及丙烯酸-聚氨酯水性树脂涂料。

水性聚氨酯由于其特殊的结构而具备的独特的物理化学性质，如软硬可调、耐磨性好、粘附力强等，使得高性能与低VOC含量兼具的水性聚氨酯涂料得到了广泛使用。水性聚氨酯涂料按成膜性能可分为双组分水性聚氨酯涂料和水性聚氨酯分散体涂料。双组分水性聚氨酯涂料是由含羟基的水性树脂和含有-NCO基的交联剂组成，施工前将两者混合均匀，成膜过程不同于溶剂型体系，成膜初期为物理干燥过程，随着水分的蒸发，分散体或乳液粒子凝聚，聚合物链相互扩散和发生交联反应，漆膜性能好，具有较好的耐水性、耐溶剂性能等。双组分水性聚氨酯涂料的主要缺陷为固化剂与水反应生成各种副产物，引起漆膜交联能力的丧失、活化期的缩短和气泡的形成，导致漆膜无光和降低漆膜的物理化学性能，所以在湿附着性能、耐溶剂性、耐划伤性、透明度等方面仍需要改善。而水性聚氨酯分散体涂料为单组分涂料，其水性化主要是通过乳化剂或在聚合物的主链上引入亲水基团，属热塑性树脂，聚合物相对分子质量较大，成膜过程中只是水分挥发到环境中，符合环保要求，具有方便施工的优点，但是单组分水性聚氨酯涂料的耐水性、耐磨性、对底材的湿润性、成本等限制了其发展。而通过交联改性可以提高水性聚氨酯分散体涂料的机械性能和耐化学品性能，但是水性聚氨酯的改性会导致生产成本的升高。

目前，关于如何优化水性聚氨酯分散体涂料性能的实验研究，大多集中于主体树脂水性聚氨酯的改性，而往往忽视了涂料助剂对于水性聚氨酯的影响。与常用的溶剂型涂料不同，水性涂料是一个更加复杂的体系，在设计配方时不仅要关注聚合物的类型、乳液及分散体的性能，还需要合理选择各种助剂并考虑到各成分之间的相互影响。

由于水的表面张力很高，因而水性涂料的表面张力和蒸发潜热高，这使得水性涂料除了在干燥速度、对木材的附着力等方面与溶剂型涂料不同之外，在涂料配制以及实际涂装过程中更容易出现湿润不佳、流平不好、缩孔、凹穴和缩边等问题。所以，在水性木器涂料的配方体系中，表面活性剂的使用必不可少。目前，在水性木器涂料行业应用中大多是常规表面活性剂，例如聚醚改性硅氧烷等。硅氧烷类表面活性剂的表面活性强，可以有效降低水性涂料体系的表面张力，从而达到基材湿润和流动留平等目的。但是，这类表面活性剂具有很强的稳泡倾向，然而气泡是影响产品品质和漆膜外观的主要缺陷之一。为了消除因为使用硅氧烷类表面活性剂而造成的气泡问题，就不得不使用消泡性强的消泡剂，例如聚醚型消泡剂，但是强力消泡剂则又会带来新的问题，诸如消泡剂在体系中的兼容性差，会影响漆膜的光泽性、透明性和性能等。另外，由于水性涂料以水为分散介质，如果温度低于-5℃时，水性涂料就会结冰，甚至报废，造成损失，所以水性涂料的运输和贮存都需要做好保温措施，这也限制了水性涂料的推广。

发明内容