1.本发明专利涉及涂料技术领域，具体为一种水性抗划伤耐磨木器漆及其制备方法。


背景技术：

2.油漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。
3.溶剂型木器涂料都含有大量的有机挥发性化合物，不仅影响生产和施工人员的身体健康，且污染环境和浪费资源，随着环境法规和相关政策对voc使用和排放量的限制，水性涂料是涂料行业的发展趋势之一，以水性聚氨酯、水性丙烯酸酯为代表的水性树脂在涂料中发挥越来越重要的作用，尤其水性聚氨酯涂料，不但安全环境友好，而且材料本身性能出众，具有涂料所需的高强度、耐磨损、低温成膜性以及柔韧性等特点，同时，其可以与丙烯酸树脂混拼并提高性能，因此发明一种高硬度耐磨性能优异且无污染的水性木器涂料是十分必要的，而且具有较大的市场前景。
4.发明专利内容
5.本发明专利的目的在于提供一种水性抗划伤耐磨木器漆及其制备方法，为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种水性抗划伤耐磨木器漆，所述水性抗划伤耐磨木器漆的组成部分按照质量百分比计为：水性聚氨酯乳液80％-90％，消泡剂0.1％-0.5％，消光粉1％-2％，成膜助剂1％-5％，润湿剂0.1％-0.6％，流平剂0.2％-0.4％，增稠剂0.1％-0.3％，防腐剂0.1％-0.2％，余量为水。
6.优选的，所述水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性聚氨酯乳液87.5份，消泡剂0.3份，消光粉1.5份，成膜助剂2.5份，润湿剂0.3份，流平剂0.3份，增稠剂0.2份，防腐剂0.1份，余量为水。
7.优选的，所述水性聚氨酯乳液由异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)、聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)、1，4-丁二醇(bdo)、二羟甲基丙酸(dmpa)、dmea和乙二胺所制备而成。
8.一种水性聚氨酯乳液制备方法，其制备方法如下：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入计量配比的异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)，加热反应一定时间后，再加入bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂后，加热反应，达到理论—nco值后，加入一定量的丙酮稀释预聚体系，待降低到合适的温度，加入dmea中和，中和结束，然后将聚合物倒入分散杯中，在高速搅拌下加入去离子水，在高速分散下得水性聚氨酯分散液，后加入乙二胺后扩链，乳液制备完成。
9.优选的，所述异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)在反应时的加热温度为80℃，且反应时间持续为1h。
10.优选的，所述bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂添加后的反应温度为75℃，所述去离子水添加后高速分散时设备的转速为1200r/min。
11.一种水性抗划伤耐磨木器漆的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
12.(1)将原料按照上述配方的比例进行准备待用；
13.(2)将水性聚氨酯乳液添加到搅拌器中，然后依次向搅拌器中添加部分消泡剂以及消光粉，然后快速分散一定时间；
14.(3)将成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂和水添加到另一个搅拌器中进行充分混合；
15.(4)将步骤三混合完成的液体缓慢添加到步骤二的搅拌器中，并且在搅拌器搅拌的过程中，依次添加剩余消泡剂和防腐剂，然后充分进行混合，混合结束后过滤出料。
16.优选的，所述步骤(2)中，搅拌器的转速为1000r/min且持续时间为15min，所述消泡剂的添加量为总量的三分之一。
17.优选的，所述步骤(3)中，搅拌器的转速为800r/min，且持续时间为10min。
18.优选的，所述步骤(4)中，搅拌器的转速为800r/min，且持续时间为15min，所述过滤时滤网的孔径为200目。
19.与现有技术相比，本发明专利的有益效果如下：
20.1、本发明专利中采用ipdi为硬段，ppg1000和ptmeg1000协同为软段，bdo、dmpa为小分子扩链剂，不含nep等有机溶剂，制备出了一款环境友好的无溶剂水性聚氨酯乳液，且该水性聚氨酯具有很低的成膜温度，在应用过程中，采用该水性聚氨酯乳液所制备成的涂料具有优异的硬度和耐磨性能，同时涂料的环保性能优异，无有毒有害气体释放，因此该涂料的综合应用性能优于市场主流产品。
21.2、和市场主流产品相比，该涂料涂膜的干燥速度和硬度建立均具有优势，有利于缩短工期，节约时间成本；此种水性聚氨酯乳液不含有任何溶剂，并且具有良好的成膜性能，可以混拼其他乳液，有效降低成膜助剂(溶剂)用量，降低配方体系voc；断裂强度和断裂伸长率较高，涂膜有优异的伸缩性，可以与丙烯酸乳液混拼，改善柔韧性；基于此种无溶剂水性聚氨酯的木器涂料，涂层平整光滑，通透性、丰满度、硬度高，涂膜的耐水性、耐化学品性能较优，综合性能较好，在水性木器涂料领域具有广泛的应用前景。
具体实施方式
22.下面将结合本发明专利中的实施例，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
23.一种水性抗划伤耐磨木器漆，水性抗划伤耐磨木器漆的组成部分按照质量百分比计为：水性聚氨酯乳液80％-90％，消泡剂0.1％-0.5％，消光粉1％-2％，成膜助剂1％-5％，润湿剂0.1％-0.6％，流平剂0.2％-0.4％，增稠剂0.1％-0.3％，防腐剂0.1％-0.2％，余量为水；水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性聚氨酯乳液87.5份，消泡剂0.3份，消光粉1.5份，成膜助剂2.5份，润湿剂0.3份，流平剂0.3份，增稠剂0.2份，防腐剂0.1份，余量为水；
24.一种水性聚氨酯乳液制备方法，其制备方法如下：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入计量配比的异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000
(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)，加热反应一定时间后，再加入bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂后，加热反应，达到理论—nco值后，加入一定量的丙酮稀释预聚体系，待降低到合适的温度，加入dmea中和，中和结束，然后将聚合物倒入分散杯中，在高速搅拌下加入去离子水，在高速分散下得水性聚氨酯分散液，后加入乙二胺后扩链，乳液制备完成；
25.一种水性抗划伤耐磨木器漆的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
26.(1)将原料按照上述配方的比例进行准备待用；
27.(2)将水性聚氨酯乳液添加到搅拌器中，然后依次向搅拌器中添加部分消泡剂以及消光粉，然后快速分散一定时间；
28.(3)将成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂和水添加到另一个搅拌器中进行充分混合；
29.(4)将步骤三混合完成的液体缓慢添加到步骤二的搅拌器中，并且在搅拌器搅拌的过程中，依次添加剩余消泡剂和防腐剂，然后充分进行混合，混合结束后过滤出料。
30.实施例一：
31.一种水性抗划伤耐磨木器漆，水性抗划伤耐磨木器漆的组成部分按照质量百分比计为：水性聚氨酯乳液80％-90％，消泡剂0.1％-0.5％，消光粉1％-2％，成膜助剂1％-5％，润湿剂0.1％-0.6％，流平剂0.2％-0.4％，增稠剂0.1％-0.3％，防腐剂0.1％-0.2％，余量为水；水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性聚氨酯乳液87.5份，消泡剂0.3份，消光粉1.5份，成膜助剂2.5份，润湿剂0.3份，流平剂0.3份，增稠剂0.2份，防腐剂0.1份，余量为水；
32.一种水性聚氨酯乳液制备方法，其制备方法如下：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入计量配比的异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)，加热反应一定时间后，再加入bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂后，加热反应，达到理论—nco值后，加入一定量的丙酮稀释预聚体系，待降低到合适的温度，加入dmea中和，中和结束，然后将聚合物倒入分散杯中，在高速搅拌下加入去离子水，在高速分散下得水性聚氨酯分散液，后加入乙二胺后扩链，乳液制备完成；
33.一种水性抗划伤耐磨木器漆的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
34.(1)将原料按照上述配方的比例进行准备待用；
35.(2)将水性聚氨酯乳液添加到搅拌器中，然后依次向搅拌器中添加部分消泡剂以及消光粉，然后快速分散一定时间；
36.(3)将成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂和水添加到另一个搅拌器中进行充分混合；
37.(4)将步骤三混合完成的液体缓慢添加到步骤二的搅拌器中，并且在搅拌器搅拌的过程中，依次添加剩余消泡剂和防腐剂，然后充分进行混合，混合结束后过滤出料；
38.该实施例中，水性聚氨酯乳液由异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)、聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)、1，4-丁二醇(bdo)、二羟甲基丙酸(dmpa)、dmea和乙二胺所制备而成，异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)在反应时的加热温度为80℃，且反应时间持续为1h，采用ipdi为硬段，ppg1000和ptmeg1000协同为软段，bdo、dmpa为小分子扩链剂，不含nep等有机溶剂，制备出了一款环境友好的无溶剂水性聚氨酯乳液，且该水性聚氨酯具有很低的成膜
温度，在应用过程中，采用该水性聚氨酯乳液所制备成的涂料具有优异的硬度和耐磨性能，同时涂料的环保性能优异，无有毒有害气体释放，因此该涂料的综合应用性能优于市场主流产品。
39.实施例二：
40.一种水性抗划伤耐磨木器漆，水性抗划伤耐磨木器漆的组成部分按照质量百分比计为：水性聚氨酯乳液80％-90％，消泡剂0.1％-0.5％，消光粉1％-2％，成膜助剂1％-5％，润湿剂0.1％-0.6％，流平剂0.2％-0.4％，增稠剂0.1％-0.3％，防腐剂0.1％-0.2％，余量为水；水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性聚氨酯乳液87.5份，消泡剂0.3份，消光粉1.5份，成膜助剂2.5份，润湿剂0.3份，流平剂0.3份，增稠剂0.2份，防腐剂0.1份，余量为水；
41.一种水性聚氨酯乳液制备方法，其制备方法如下：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入计量配比的异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)，加热反应一定时间后，再加入bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂后，加热反应，达到理论—nco值后，加入一定量的丙酮稀释预聚体系，待降低到合适的温度，加入dmea中和，中和结束，然后将聚合物倒入分散杯中，在高速搅拌下加入去离子水，在高速分散下得水性聚氨酯分散液，后加入乙二胺后扩链，乳液制备完成；
42.一种水性抗划伤耐磨木器漆的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
43.(1)将原料按照上述配方的比例进行准备待用；
44.(2)将水性聚氨酯乳液添加到搅拌器中，然后依次向搅拌器中添加部分消泡剂以及消光粉，然后快速分散一定时间；
45.(3)将成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂和水添加到另一个搅拌器中进行充分混合；
46.(4)将步骤三混合完成的液体缓慢添加到步骤二的搅拌器中，并且在搅拌器搅拌的过程中，依次添加剩余消泡剂和防腐剂，然后充分进行混合，混合结束后过滤出料；
47.该实施例中，水性聚氨酯乳液由异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)、聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)、1，4-丁二醇(bdo)、二羟甲基丙酸(dmpa)、dmea和乙二胺所制备而成，异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)在反应时的加热温度为80℃，且反应时间持续为1h，bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂添加后的反应温度为75℃，去离子水添加后高速分散时设备的转速为1200r/min，步骤(2)中，搅拌器的转速为1000r/min且持续时间为15min，消泡剂的添加量为总量的三分之一，采用ipdi为硬段，ppg1000和ptmeg1000协同为软段，bdo、dmpa为小分子扩链剂，不含nep等有机溶剂，制备出了一款环境友好的无溶剂水性聚氨酯乳液，且该水性聚氨酯具有很低的成膜温度，在应用过程中，采用该水性聚氨酯乳液所制备成的涂料具有优异的硬度和耐磨性能，同时涂料的环保性能优异，无有毒有害气体释放，因此该涂料的综合应用性能优于市场主流产品。
48.实施例三：
49.一种水性抗划伤耐磨木器漆，水性抗划伤耐磨木器漆的组成部分按照质量百分比计为：水性聚氨酯乳液80％-90％，消泡剂0.1％-0.5％，消光粉1％-2％，成膜助剂1％-5％，润湿剂0.1％-0.6％，流平剂0.2％-0.4％，增稠剂0.1％-0.3％，防腐剂0.1％-0.2％，余量
为水；水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性抗划伤耐磨木器漆按重量份数包括如下组成部分：水性聚氨酯乳液87.5份，消泡剂0.3份，消光粉1.5份，成膜助剂2.5份，润湿剂0.3份，流平剂0.3份，增稠剂0.2份，防腐剂0.1份，余量为水；
50.一种水性聚氨酯乳液制备方法，其制备方法如下：在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入计量配比的异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)，加热反应一定时间后，再加入bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂后，加热反应，达到理论—nco值后，加入一定量的丙酮稀释预聚体系，待降低到合适的温度，加入dmea中和，中和结束，然后将聚合物倒入分散杯中，在高速搅拌下加入去离子水，在高速分散下得水性聚氨酯分散液，后加入乙二胺后扩链，乳液制备完成；
51.一种水性抗划伤耐磨木器漆的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
52.(1)将原料按照上述配方的比例进行准备待用；
53.(2)将水性聚氨酯乳液添加到搅拌器中，然后依次向搅拌器中添加部分消泡剂以及消光粉，然后快速分散一定时间；
54.(3)将成膜助剂、流平剂、润湿剂、增稠剂和水添加到另一个搅拌器中进行充分混合；
55.(4)将步骤三混合完成的液体缓慢添加到步骤二的搅拌器中，并且在搅拌器搅拌的过程中，依次添加剩余消泡剂和防腐剂，然后充分进行混合，混合结束后过滤出料；
56.该实施例中，水性聚氨酯乳液由异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)、聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)、1，4-丁二醇(bdo)、二羟甲基丙酸(dmpa)、dmea和乙二胺所制备而成，异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、聚氧化丙烯二醇1000(ppg1000)和聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)在反应时的加热温度为80℃，且反应时间持续为1h，bdo、dmpa、定量丙酮和稀释催化剂添加后的反应温度为75℃，去离子水添加后高速分散时设备的转速为1200r/min，步骤(2)中，搅拌器的转速为1000r/min且持续时间为15min，消泡剂的添加量为总量的三分之一，步骤(3)中，搅拌器的转速为800r/min，且持续时间为10min，步骤(4)中，搅拌器的转速为800r/min，且持续时间为15min，过滤时滤网的孔径为200目，采用ipdi为硬段，ppg1000和ptmeg1000协同为软段，bdo、dmpa为小分子扩链剂，不含nep等有机溶剂，制备出了一款环境友好的无溶剂水性聚氨酯乳液，且该水性聚氨酯具有很低的成膜温度，在应用过程中，采用该水性聚氨酯乳液所制备成的涂料具有优异的硬度和耐磨性能，同时涂料的环保性能优异，无有毒有害气体释放，因此该涂料的综合应用性能优于市场主流产品，按照上述方法制得的涂料，对所制得的涂料进行性能检测：
57.表1为水性聚氨酯乳液性能：
58.项目性能参数乳液外观蓝色透明乳液粒径/nm约55ph值7-9固体分/％35粘度/(mpa
·
s)200mfft/℃7铅笔硬度hb
断裂强度/mpa35100％模量/mpa20断裂伸长率/％250抗冲击/(kg
·
cm)100柔韧性/mm0.5
59.如表1所示，本文中制备的水性聚氨酯乳液性能稳定，在固含量35％的情况下，乳液的粒径为55nm，乳液黏度为200mpa
·
s，黏度适中，此种水性聚氨酯的最低成膜温度为7℃，在不添加任何成膜助剂的条件下，可以实现常温成膜，在添加1％～2％成膜助剂条件下，低温成膜性能优异，可以有效减少配漆过程中成膜助剂的使用比例，同时通过表2可以发现，在具备优异成膜性能的条件下，乳液成膜断裂强度为35mpa、100％模量为20mpa，断裂伸长率为250％，涂膜力学性能优异；乳液应用配漆后，铅笔硬度为hb、抗冲击为100kg
·
cm、柔韧性为0.5mm，应用力学性能优异；
60.表2为干燥时间及硬度：
61.项目水性聚氨酯乳液市场同类产品表干时间/min2226实干时间/min3743光泽/％2930铅笔硬度hbb
62.如表2数据所示，本文中制备的水性聚氨酯配成涂料后，涂膜硬度高，耐磨性好，且在干燥速度和硬度建立均具有优势，有利于缩短工期，节约时间成本；
63.表3为化学品抗性测试结果：
64.项目水性聚氨酯乳液市场同类产品通透度优异一般丰满度优异一般耐水(24h)55耐醇(50％，1h)43耐酸(30％醋酸，1h)43耐碱(5％碳酸氢钠，1h)54耐红酒(1h)44耐绿茶(1h)55
65.注：5-最好，0-最差。
66.如表2数据所示，与市场同类产品相比，此水性聚氨酯乳液在化学品抗性和通透度方面有很大优势，可应用于高性能要求的家具、家装等领域。
67.尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。