用于木器的透明納米阻燃水性涂料及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IPC國際專利分類C09D涂料組合物水性木器涂料技術(shù)，尤其是用于木器的透明納米阻燃水性涂料及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木器漆是指用于木制品上的一類樹脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分為水性和油性。按光澤可分為高光、半啞光、啞光。按用途可分為家具漆、地板漆等。水性木器涂料是一種涂刷在木制家具或木制品表面的涂料產(chǎn)品，除了具備對木材制品的保護(hù)作用以外，還需要具有一定的裝飾效果。在水性木器涂料的涂裝工藝中，美式涂裝工藝占有很重要的位置。美式涂裝是一種開放式涂裝，通過加深木紋對比度，增強(qiáng)木材表面的層次感和立體感而使木材的天然花紋得到充分凸顯，給家具帶來自然美觀的質(zhì)感。
[0003]水性木器涂料已經(jīng)應(yīng)用于人們生活的方方面面，木器家具、木地板、各類木質(zhì)器材、以及實木板、木紋面板、膠木板、木肩面板、刨花板等，應(yīng)用于家庭裝潢的產(chǎn)品等，但木材、木器制品均屬于易燃品，天花板，隔音材料，窗戶，門楣，座椅側(cè)板等構(gòu)件的木制品都存在火焰?zhèn)鞑バ阅?，讓人們意識到木制品易引起火災(zāi)已經(jīng)到了一個不可忽視的問題，這一點推動促進(jìn)涂料行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級，木質(zhì)材料阻燃防止燃燒性能試驗方法的進(jìn)步。隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，涂料的應(yīng)用范圍越來越廣泛，而一般木質(zhì)器材表面都會被噴涂涂層，以起到保護(hù)裝飾的作用。但是現(xiàn)有的木器用涂料里含有的增塑劑多為對人體健康存在影響的廉價增塑劑，且其抗沾污性能亦不佳。
[0004]另一方面，木器涂料阻燃性的重要意義的火災(zāi)模型越來越多地被采用以說明日常生活中防火安全被忽視的程度，開發(fā)生產(chǎn)水性木器納米透明阻燃涂料，防止和降低建筑物、木制品的阻燃，對節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、創(chuàng)造人與自然的和諧關(guān)系具有重要意義。
[0005]目前常見溶劑型阻燃涂料，也還存在一些缺點，如成本較高，含有VOC有毒揮發(fā)物質(zhì)，燃燒過程中易形成明火轟燃，某些品種的阻燃涂料物理性能不夠理想等等。但這些缺點，通過實踐必將不斷克服，達(dá)到防火的需要。
[0006]已公開的相關(guān)文獻(xiàn)較少，中國專利申請201410487455.0木器專用透明漆及其制備方法，木器專用透明漆包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下原料:丙烯酸樹脂45-65份、環(huán)氧樹脂1-3份、醋丁纖維素38-44份、檸檬酸三乙酯4-6份、乙酸乙酯28-37份、乙醇60-65份、乙二醇10-14份。
[0007]中國專利申請201410006256.3 一種透明超疏水性木器涂料，包括以下重量組份:水分散型聚氨酯樹脂或水分散型醇酸樹脂20-50份，納米二氧化硅溶膠4.5-25份，納米纖維素凝膠3-16份，十八烷基三氯硅烷或四氫全氟癸基三氯硅烷或硬脂酸0.1-1份，納米滑石粉或納米碳酸鈣0-45份。其制備方法，是在攪拌釜中加入主體樹脂和填料，攪拌均勻，制成楽.料；用砂磨機(jī)對上述楽料進(jìn)行研磨；加入低表面能物質(zhì)，并加入負(fù)載型納米二氧化娃溶膠，超聲波充分混合30分鐘，得到透明超疏水性涂料。
[0008]中國專利申請201310267879.1涉及一種水油通用納米透明氧化鐵黃色漿的制備方法，其基本配方是:去離子水10%?35%、助溶劑3%?10%、表面處理劑1%?3%、分散樹脂15 %?25 %、潤濕分散劑8 %?20 %、PH值調(diào)節(jié)劑0.1 %?0.6 %、透明氧化鐵黃20%?40%、增稠防沉劑0.1%?1.0%、殺菌劑0.1%?0.3%、消泡劑0.2%?1% ;所述的水油通用納米透明氧化鐵黃色漿的粒徑D50 < I ymo
[0009]中國專利申請201210507675.6涉及一種紫外光固化(UV)靜電噴涂透明底漆木器涂料，該涂料由A、B兩組分構(gòu)成，A組分由下列組成物組成，環(huán)氧丙烯酸酯(EA)、改性環(huán)氧丙烯酸酯(EA)、活性稀釋劑、消泡劑、防塵劑、顏填料、光引發(fā)劑，B組分由下列組成物組成:醋酸乙酯。其施工工藝:A組分與B組分按100:10-15比例混合施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種用于木器的透明納米阻燃水性涂料及其生產(chǎn)方法，克服現(xiàn)有技術(shù)所存在上述缺陷，克服涂層干燥后不透明易收縮的缺陷，并使涂層具有阻燃防火、防污自清潔特性。
[0011]本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn):生產(chǎn)原料包括質(zhì)量百分比的下述各組分:
水性丙烯酸乳液35?50%
水性聚氨酯O?15%
納米氫氧化鋁阻燃分散體 5%?10%
納米勃姆石分散體5%?10%
消泡劑0.1%?0.5%
潤濕劑0.1%?0.3%
流平劑0.2%?0.5%
增稠劑0.2%?1%
紫外光吸收穩(wěn)定劑0.1 %?0.3 %
防霉抗菌劑0.1%?0.2%
成膜助劑0.5%?2.5%
去離子水5%?25%
生產(chǎn)方法包括:按配方重量百分比計，把氫氧化鋁納米分散體、勃姆石納米分散體、依次滴加到雜化接枝交聯(lián)純丙烯酸乳液中，攪拌分散15?30min，再加入占去離子水總質(zhì)量的5%的去離子水加入到分散缸中，在300?400rmp的轉(zhuǎn)速下攪拌20?30min，然后加入剩下的去離子水組分，再加入聚氨酯、消泡劑、潤濕劑、流平劑、增稠劑、紫外光吸收穩(wěn)定劑，在600?800rmp的轉(zhuǎn)速下加入防霉抗菌劑和成膜助劑，繼續(xù)分散25min?40min，測得粘度為(35±2) s后過濾后出料，即得到水性木器納米阻燃透明涂料。
[0012]尤其是，水性丙烯酸乳液為雜化接枝交聯(lián)純丙烯酸阻燃乳液，水性聚氨酯為多元醇的聚酯型或聚醚型的一種或組合，納米氫氧化鋁分散體，消泡劑為水性非硅酮脂肪酸聚合物、改性聚丙烯酸聚合物、聚氧乙烯醚或改性聚硅氧烷其中的一種或其組合，潤濕劑為六偏磷酸鈉類潤濕劑，流平劑為水性丙烯酸酯共聚物、氟改性聚丙烯酸酯共聚物或聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一種或其組合，增稠劑為非離子型聚氨酯增稠劑，紫外光吸收穩(wěn)定劑為巴斯夫公司的苯并三唑類紫外光吸收穩(wěn)定劑，成膜助劑為陶氏的的二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的一種或其組合，防霉抗菌劑為陶氏二硫代水楊膠型防霉抗菌劑。
[0013]前述中，納米氫氧化鋁分散體制備工藝按配方重量百分比計，依次加入去離子水、潤濕分散劑攪拌均勻，然后邊攪拌邊緩慢加入納米粉體，粉體加完后高速分散30分鐘，開啟納米研磨機(jī)，進(jìn)行循環(huán)研磨，研磨時間大約為13?15hr，得到固含量為15?30%、中位粒徑(D50)在40?80nm納米漿料。選用粒徑為30?80 nm、固含量為15?30 %的納米氫氧化鋁水性漿料，納米粒子處理后的氫氧化鋁在特定的粒徑內(nèi)，具有了一定的透明性。
[0014]前述中，納米勃姆石分散體制備工藝按配方重量百分比計，依次加入去離子水、潤濕分散劑攪拌均勻，然后邊攪拌邊緩慢加入納米粉體，粉體加完后高速分散30分鐘，開啟納米研磨機(jī)，進(jìn)行循環(huán)研磨，研磨時間大約為13?15hr，得到固含量為15?30%、中位粒徑(D50)在40?80nm納米漿料。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點和效果:利用氫氧化鋁和勃姆石在納米粒子處理后添加形成透明涂層的特性，有效提升透明涂料的阻燃，制備簡單，易于實施。透明性、相容性、環(huán)保性能突出；并具有優(yōu)良的抗沾污性和附著力強(qiáng)，打磨性好，無活化期，有機(jī)揮發(fā)物少，豐滿度好和貯存穩(wěn)定性性好等特點。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明原理在于，研宄了納米阻燃分散體組成及添加量，在燃燒條件下產(chǎn)生強(qiáng)烈脫水性物質(zhì)，使納米填充涂層迅速碳化而不易產(chǎn)生可燃性揮發(fā)物，從而阻止火焰蔓延；脫水后在可燃物表面生成保護(hù)膜，隔絕氧氣，可阻止繼續(xù)燃燒；使可燃性高聚物的濃度下降，脫水放出的水氣稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，有效實現(xiàn)阻燃。具體包括研宄原料選擇，協(xié)助阻燃涂層成膜，利用氫氧化鋁和勃姆石在納米粒子處理后添加形成透明涂層的特性，使得油漆成膜后透明性好，耐水性好、硬度高、干燥快，滲透性到基材的空隙中封固基材，研發(fā)出一種不影響木材天然紋理裝飾性和美觀性，實現(xiàn)能阻燃防止燃燒的透明涂料。
[0017]本發(fā)明，生產(chǎn)原料包括質(zhì)量百分比的下述各組分:
水性丙烯酸乳液35?50%
水性聚氨酯O?15%
納米氫氧化鋁阻燃分散體 5%?10%
納米勃姆石分散體5%?10%
消泡劑0.1%?0.5%
潤濕劑0.1%?0.3%
流平劑0.2%?0.5%
增稠劑0.2%?1%
紫外光吸收穩(wěn)定劑0.1 %?0.3 %
防霉抗菌劑0.1%?0.2%
成膜助劑0.5%?2.5%
去離子水5%?25%
生產(chǎn)方法包括:按配方重量百分比計，把氫氧化鋁納米分散體、勃姆石納米分散體、依次滴加到雜化接枝交聯(lián)純丙烯酸乳液中，攪拌分散15?30min，再加入占去離子水總質(zhì)量的5%的去離子水加入到分散缸中，在300?400rmp的轉(zhuǎn)速下攪拌20?30min，然后加入剩下的去離子水組分，再加入聚氨酯、消泡劑、潤濕劑、流平劑、增稠劑、紫外光吸收穩(wěn)定劑，在600?800rmp的轉(zhuǎn)速下加入防霉抗菌劑和成膜助劑，繼續(xù)分散25min?40min，測得粘度為(35±2) s后過濾后出料，即得到水性木器納米阻燃透明涂料。
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