一种纳米聚氨酯木器封底涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料领域，具体为一种纳米聚氨酯木器封底涂料及其制备方法。按重量份数计，该涂料的成分和含量如下：环氧树脂40～60份，有机硅改性聚酯树脂40～60份，纳米复合母液15～20份，复合缓蚀剂0.5～1.0份，有机缓蚀剂6～8份，阻燃填料1～3份，异氰酸酯6～8份，有机溶剂5～10份。取环氧树脂、有机硅改性聚酯树脂、纳米复合母液、复合缓蚀剂、有机缓蚀剂、阻燃填料、异氰酸酯、有机溶剂，按比例混合，经过分散、研磨到粒径为100nm以下，制备成纳米聚氨酯木器封底涂料。该涂料干燥速度快、强度和韧性高，且对电磁波有屏蔽作用、不易老化，兼具有阻燃功能。

A nano polyurethane wood cover coating and its preparation method

The invention belongs to the field of nanomaterials, in particular to a nano polyurethane wood container sealing coating and a preparation method. By weight, composition and content of the coating are as follows: 40~60 portions of epoxy resin, silicone modified polyester resin nano composite liquor 40~60 copies, 15~20 copies, 0.5 ~ 1 composite inhibitor, organic inhibitor 6~8, flame retardant 1~3 isocyanate, 6~8 copies, 5~10 copies of the organic solvent. Taking epoxy resin, silicone modified polyester resin and nano composite liquor, compound inhibitor, organic inhibitor, flame retardant, isocyanate, organic solvent, mixing, dispersing and grinding to the grain size is below 100nm, prepared into nano polyurethane wood paint cover. The coating has high drying speed, high strength and toughness, and has shielding effect on electromagnetic wave, is not easy to age, and has the function of flame retardancy.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米聚氨酯木器封底涂料及其制备方法
本专利技术属于纳米材料领域，具体为一种纳米聚氨酯木器封底涂料及其制备方法。
技术介绍
木材制品包括实木木材和人造板材(胶合板，中密度纤维板和刨花板)，用于木材制品的涂料统称为木器涂料，包括家具、门窗、地板、护墙板、日常生活用木器、木制乐器、体育用品、文具、玩具等所用涂料，以家具涂料为主。木器涂料按木器制造工艺分为2类，板材预涂料和木器成品涂装涂料，按涂料类型分为溶剂型涂料、水性涂料和无溶剂涂料。聚氨酯木器漆是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物(也叫低分子氨基甲酸酯聚合物)和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。聚氨酯木器漆优点是一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。是目前很有发展前途的一类涂料品种。主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪涂料、电子涂料、特种涂料等。该漆可与环氧底漆、聚氨酯底漆、过氯乙烯底漆配套使用，也可单独使用。聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。聚氨酯树脂为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物，英文缩写PU，由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(－50～150℃)的材料，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。溶剂型聚氨酯涂料是一种高档的涂料品种，九十年代产量提高很快；但常规的溶剂型聚氨酯涂料含有约40％的有机溶剂，因此涂料VOC(挥发性有机物)带给大气的污染非常巨大。21世纪涂料的发展方向之一是环保型涂料，即低污染或无污染涂料，主要包括高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料。其中，水性涂料是最重要的一类，但现有技术中存在的主要问题如下：(1)干燥速度太慢。常温下很多天内达不到最终硬度，产品叠放时很容易粘连，无法满足工业化高品质、高效率涂装的要求。水的蒸发热较高，在高温度、低温度的环境下，水性涂料的干燥就更慢，并且特别容易出现泛白、开裂、镜框、光泽不均匀等施工问题；(2)通用的聚氨酯树脂自身机械性能差，强度低，韧性差；固化后易开裂，且对电磁波无屏蔽作用，在紫外光下易老化。已有的增韧改性方法虽然在一定程度上提高聚氨酯树脂的韧性，但却损害树脂的其它优良性能，如：降低树脂的强度、耐磨性。(3)阻燃效果差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米聚氨酯木器封底涂料及其制备方法，该涂料干燥速度快、强度和韧性高，且对电磁波有屏蔽作用、不易老化，兼具有阻燃功能。本专利技术的技术方案是：一种纳米聚氨酯木器封底涂料，按重量份数计，该涂料的成分和含量如下：环氧树脂40～60份，有机硅改性聚酯树脂40～60份，纳米复合母液15～20份，复合缓蚀剂0.5～1.0份，有机缓蚀剂6～8份，阻燃填料1～3份，异氰酸酯6～8份，有机溶剂5～10份；纳米复合母液中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、有机溶剂的重量比为(40～50)：(30～40)：(20～30)：(20～50)，偶联剂占上述纳米粒子总重量的3～5％、高分子分散剂占上述纳米粒子总重量的6～8％、环氧酚醛聚合物占上述纳米粒子总重量的10～12％；复合缓蚀剂为利用复合有机酸与复合金属氧化物进行络合，复合缓蚀剂的有效成分为：癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上及氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上；有机缓蚀剂为对硝基苯基月桂酸锌、对硝基苯基月桂酸钙、对硝基肉桂酸锌或对硝基肉桂酸钙。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，纳米复合母液中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌的粒径介于1～50nm之间；偶联剂为硅氧烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，高分子分散剂为聚羧酸盐或聚氨酯嵌段聚合物分散剂，环氧酚醛聚合物为线性苯酚甲醛环氧树脂或邻甲酚甲醛环氧树脂或间苯二酚甲醛环氧树脂。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，复合缓蚀剂采用如下原料：酒石酸300～400ml，硅酸200～300ml，癸酸300～400ml，马来酸200～300ml，氧化铝粉60～80g，氧化铁粉5～10g，氧化镁粉20～40g，钛白粉20～30g，浓度为70～90g/L的氯化镁水溶液200～300ml、浓度为90～110g/L的硫酸钠水溶液200～300ml。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，阻燃填料为石英粉、三氧化二锑、石棉纤维中的一种或者两种以上混合，粒度为50～100nm。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，有机溶剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、正丁醇或异丙醇。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或1，6-已二异氰酸酯(HDI)。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料的制备方法，包括如下步骤：1)纳米复合母液的制备按比例将纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌加入有机溶剂中，进行超声波分散20～30分钟，温度T＝30～40℃；再在其中分别加入偶联剂、高分子分散剂和环氧酚醛聚合物进行超声波分散1～2小时，温度T＝50～60℃；最后在(1～3)×104转/分钟下离心2～3次，每次离心0.5～2小时，制得纳米复合母液；2)复合缓蚀剂的制备首先，将氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上与钛白粉、氯化镁水溶液、硫酸钠水溶液均匀混合，形成混合液；然后，将癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上，搅拌添加到所述混合液中，混合液保持在温度为70～90℃，过滤所得白色沉淀物，经水洗后，烘干并球磨至100nm以下，形成复合缓蚀剂；3)取环氧树脂、有机硅改性聚酯树脂、纳米复合母液、复合缓蚀剂、有机缓蚀剂、阻燃填料、异氰酸酯、有机溶剂，按比例混合，经过分散、研磨到粒径为100nm以下，制备成纳米聚氨酯木器封底涂料。所述的纳米聚氨酯木器封底涂料的制备方法，步骤3)中分散、研磨为：先用高速搅拌分散机在2000～3000rpm高速分散1～3小时，然后在球磨机中充分研磨5～10小时。本专利技术的优点及有益效果如下：1、本专利技术根据纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌分散体的研究现状，利用材料复合技术、表面改性技术和纳米改性技术等制备含有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌的纳米复合母液，开发出一种高固含量的纳米聚氨酯木器封底涂料，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌能稳定均匀地分散存在，形成高度分散化、均匀化和稳定化的分散体系，所用的添加剂组成简单，对人体和环境没有任何污染，而且制备工艺十分简单，极大的发挥纳米材料功能改性的作用，并且该分散体能实现工业化生产，具有与基材结合力强，贮存稳定的优点。2、本专利技术由于采用纳米复合母液、复合缓蚀剂与有机缓蚀剂复合使用的技术方案，使得纳米聚氨酯木器封底涂料的抗渗透性、耐腐蚀性显著提高。同时，所用纳米复合母液、复合缓蚀剂与有机缓蚀剂无毒，有利于环保。3、利用本专利技术的技术制备出的纳米聚氨酯木器封底涂料分散性好，平均粒度在100nm以下，解决纳米粉十分容易团聚的问题，能够使纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌优异的纳米特性充分体现出来。4、本专利技术采用的纳米复合母液及阻燃填料，能满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米聚氨酯木器封底涂料，其特征在于，按重量份数计，该涂料的成分和含量如下：环氧树脂40～60份，有机硅改性聚酯树脂40～60份，纳米复合母液15～20份，复合缓蚀剂0.5～1.0份，有机缓蚀剂6～8份，阻燃填料1～3份，异氰酸酯6～8份，有机溶剂5～10份；纳米复合母液中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、有机溶剂的重量比为(40～50)：(30～40)：(20～30)：(20～50)，偶联剂占上述纳米粒子总重量的3～5％、高分子分散剂占上述纳米粒子总重量的6～8％、环氧酚醛聚合物占上述纳米粒子总重量的10～12％；复合缓蚀剂为利用复合有机酸与复合金属氧化物进行络合，复合缓蚀剂的有效成分为：癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上及氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上；有机缓蚀剂为对硝基苯基月桂酸锌、对硝基苯基月桂酸钙、对硝基肉桂酸锌或对硝基肉桂酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种纳米聚氨酯木器封底涂料，其特征在于，按重量份数计，该涂料的成分和含量如下：环氧树脂40～60份，有机硅改性聚酯树脂40～60份，纳米复合母液15～20份，复合缓蚀剂0.5～1.0份，有机缓蚀剂6～8份，阻燃填料1～3份，异氰酸酯6～8份，有机溶剂5～10份；纳米复合母液中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、有机溶剂的重量比为(40～50)：(30～40)：(20～30)：(20～50)，偶联剂占上述纳米粒子总重量的3～5％、高分子分散剂占上述纳米粒子总重量的6～8％、环氧酚醛聚合物占上述纳米粒子总重量的10～12％；复合缓蚀剂为利用复合有机酸与复合金属氧化物进行络合，复合缓蚀剂的有效成分为：癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上及氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上；有机缓蚀剂为对硝基苯基月桂酸锌、对硝基苯基月桂酸钙、对硝基肉桂酸锌或对硝基肉桂酸钙。2.按照权利要求1所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，其特征在于，纳米复合母液中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌的粒径介于1～50nm之间；偶联剂为硅氧烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，高分子分散剂为聚羧酸盐或聚氨酯嵌段聚合物分散剂，环氧酚醛聚合物为线性苯酚甲醛环氧树脂或邻甲酚甲醛环氧树脂或间苯二酚甲醛环氧树脂。3.按照权利要求1所述的纳米聚氨酯木器封底涂料，其特征在于，复合缓蚀剂采用如下原料：酒石酸300～400ml，硅酸200～300ml，癸酸300～400ml，马来酸200～300ml，氧化铝粉60～80g，氧化铁粉5～10g，氧化镁粉20～40g，钛白粉20～30g，浓度为70～90g/L的氯化镁水溶液200～300ml、浓度为90～110g/L的硫酸钠水溶液200～300ml。4.按照权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓强，
申请(专利权)人：大连保税区百克经贸有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21