硅氧烷的水性分散体降低木质基材的涨筋的应用以及含有防涨筋涂层的制品制造技术

本发明专利技术涉及硅氧烷的水性分散体降低木质基材的涨筋的应用以及含有防涨筋涂层的制品。所述制品包含(a)木质基材，其具有至少一个主表面；(b)直接涂覆在所述木制基材的主表面上由硅氧烷的水性分散体形成的防涨筋涂层；和(c)涂覆在所述防涨筋涂层上的由水性涂料组合物形成的一个或多个涂层，其中，所述硅氧烷包含化学键合到所述硅氧烷的分子骨架上的一个或多个疏水性基团和一个或多个亲水性基团；并且其中，所述硅氧烷的粒径在5‑100nm范围内。

Aqueous dispersions of siloxane reduce application of ligneous reinforcement and products containing anti swelling bars.

The invention relates to the application of siloxane aqueous dispersions to reduce the swelling of ligneous substrates and products containing anti swelling bars. The product contains (a) a wood base material with at least one main surface; (b) an anti swelling coating formed by a water dispersive body of siloxane on the main surface of the wooden base material; and (c) one or more coatings formed by a water-borne coating composition on the anti reinforcement coating, wherein the silicon oxygen is described. Alkane contains one or more hydrophobic groups and one or more hydrophilic groups on the molecular skeleton of the siloxane, and the size of the siloxane is within the range of 5 100nm.

【技术实现步骤摘要】
硅氧烷的水性分散体降低木质基材的涨筋的应用以及含有防涨筋涂层的制品
本专利技术涉及硅氧烷的水性分散体降低木质基材的涨筋的应用以及含有防涨筋涂层的制品。
技术介绍
水性涂料使用水来代替传统涂料组合物中的有机溶剂，在生产、运贮和使用过程中能减少有机溶剂向环境中排放，避免污染环境和对施工人员身体造成危害，还能节约资源。因此，随世界各国环保法规的日益严格，水性涂料成为涂料工业发展的主要方向。使用水性木器涂料能满足节能减排的可持续发展需求，也是降低室内污染的主要方法，开发高性能水性木器涂料成为涂料工业优先发展的重点。木器产品包括木质家具是生产、生活中最常用的产品，其主要由表面具有毛细管多孔结构的木质基材制成。在涂装之前，为了实现表面的平整，通常需要对木质基材进行打磨。但是，这一工序不可避免地导致在木质基材的表面留下大量松散结合的木材纤维。在用水性木器漆进行涂装时，水会容易地渗透到基材的毛细管中，引起毛细管膨胀，导致松散结合的纤维突出经打磨的表面，形成表面凹凸不平的涂层，称为“涨筋”现象。这种现象的存在会显著降低涂膜的装饰效果。目前，用于减少或消除“涨筋”问题的两种常规方法包括，1)在木质基材上涂覆溶剂型木材封闭剂，然后再涂覆水性木器漆；和2)在木质基材上涂覆乙醇/丙酮作为溶剂的水性木器漆。采用这两种方法可以获得可接受的防涨筋效果，但是会带来环境不可接受的VOC污染。此外，在某些木质基材上喷涂来自DSM的XK-350阳离子水性乳胶漆也是减少或消除“涨筋”现象的一个可选途径。但是，这种水性乳胶漆价格昂贵，应用领域有限，而且性能要逊于以上两种常规方法。因此，涂料工业中仍存在减少或消除“涨筋”的需求。
技术实现思路
本专利技术一方面公开了一种制品，其包含(a)木质基材，其具有至少一个主表面；(b)直接涂覆在所述木制基材的主表面上由硅氧烷的水性分散体形成的防涨筋涂层；和(c)涂覆在所述防涨筋涂层上的由水性涂料组合物形成的一个或多个涂层，其中，所述硅氧烷包含化学键合到所述硅氧烷的分子骨架上的一个或多个疏水性基团和一个或多个亲水性基团；并且其中，所述硅氧烷的粒径在5-100nm范围内。优选地，所述制品的表面粗糙度比不具有所述防涨筋涂层的制品的表面粗糙度小50％或更多。本专利技术的另一方面公开了用于降低木质基材的涨筋的方法，所述方法包括将硅氧烷的水性分散体直接涂覆在所述木质基材的至少一个主表面上的步骤，其中，所述硅氧烷包含化学键合到所述硅氧烷的分子骨架上的一个或多个疏水性基团和一个或多个亲水性基团；并且其中，所述硅氧烷的粒径在5-100nm范围内。本专利技术的还要另一方面公开了硅氧烷的水性分散体用于降低木质基材的涨筋的用途，其中，所述硅氧烷包含化学键合到所述硅氧烷的分子骨架上的一个或多个疏水性基团和一个或多个亲水性基团；并且其中，所述硅氧烷的粒径在5-100nm范围内。在本专利技术的实施方式中，所述硅氧烷具有下式结构(结构1)：其中，R在每次出现时独立地表示可选被取代的C1-C20烷基或C6-C10芳基；X在每次出现时独立地表示亲水性基团；m是大于或等于1且小于50的整数，n是大于或等于1且小于50的整数，且m与n的和大于等于2。在本专利技术的一个实施方式中，所述硅氧烷是具有上述结构1的硅氧烷的混合物，并且所述混合物的m和n的比值在0.8∶1到1.2∶1的范围内。在本专利技术中，申请人开创性地将含有亲水性基团和疏水性基团且具有较小粒径(例如小于100纳米)的硅氧烷的水性分散体直接涂覆到木质基材的表面上作为“防涨筋”涂层，为解决木质基材的涨筋问题提供了新思路。该涂层的形成显著地减少了或消除了由水性涂料组合物所引起的木质基材的涨筋，这在本专利技术之前从未被认识到。众所周知，在涂层中引入亲水性基团是改善水性介质对其渗透性的有效方法之一。然而，这种处理通常会不利地降低涂层对随后涂覆在其上的水性涂料组合物的阻隔性，导致水性介质更容易渗透通过该涂层，继而涂层下方的基材容易受到水性介质的影响。然而，本专利技术的专利技术人惊讶地发现，在用于形成防涨筋涂层的硅氧烷颗粒上引入亲水性官能团不仅不会损害该涂层的防涨筋效果，还能够提高由其形成的涂层与其上涂覆的由水性涂料组合物形成的涂层的粘附性，这在本专利技术之前是难以想象的。本专利技术的专利技术人更惊讶地发现，当硅氧烷的亲水性和疏水性达到特定平衡时能够实现最佳的防涨筋效果。本专利技术的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本专利技术其它特征、目的和优点将变得清楚。定义在本文中使用时，不使用数量词、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含添加剂的组分可以被解释为表示该组分包含“一种或多种”添加剂。在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本专利技术未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本专利技术未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。当在木质基材的上下文中使用时，术语“主表面”是由木质基材的长度和宽度尺寸形成的用于提供装饰的表面。在本文中，术语“表面粗糙度”是用于衡量木质基材被水性涂料组合物涨筋程度的参数。表面粗糙度越小表明，木质基材的涨筋程度越低。在“由水性涂料组合物形成的涂层涂覆在防涨筋涂层上”的上下文中使用时，术语“在...上”包括该涂层直接地或间接地涂覆在防涨筋涂层上。在本专利技术的一些实施方式中，由水性涂料组合物形成的涂层直接涂覆在防涨筋涂层上，与防涨筋涂层直接接触。在本专利技术的一些实施方式中，由水性涂料组合物形成的涂层和防涨筋涂层之间可以存在一种或多种着色剂层，从而获得想要的颜色。当出现在本说明书和权利要求中时，术语“包含”和“包括”及其变体不具有限制性含义。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本专利技术实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本专利技术范围外。附图说明图1表示经涂布的木质基材的表面形态，其中左栏为400倍的放大图，右栏为3D模式成像图。在图1中，1a)表示作为对照的采用溶剂型涂料组合物涂布的木质基材；1b)表示根据本专利技术采用水性涂料组合物涂布的含有硅氧烷的水性分散体的阻隔层的木质基材；1c)表示作为对照的采用水性涂料组合物涂布的不含硅氧烷的水性分散体的阻隔层的木质基材。图2表示经涂布的木质基材的表面粗糙度，其中2a)表示作为对照的采用溶剂型涂料组合物涂布的木质基材；2b)表示根据本专利技术采用水性涂料组合物涂布的含有硅氧烷的水性分散体的阻隔层的木质基材；2c)表示作为对照的采用水性涂料组合物涂布的不含硅氧烷的水性分散体的阻隔层的木质基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，其包含(a)木质基材，其具有至少一个主表面；(b)直接涂覆在所述木制基材的主表面上由硅氧烷的水性分散体形成的防涨筋涂层；和(c)涂覆在所述防涨筋涂层上的由水性涂料组合物形成的一个或多个涂层，其中，所述硅氧烷包含化学键合到所述硅氧烷的分子骨架上的一个或多个疏水性基团和一个或多个亲水性基团；并且其中，所述硅氧烷的粒径在5‑100nm范围内。

【技术特征摘要】
1.一种制品，其包含(a)木质基材，其具有至少一个主表面；(b)直接涂覆在所述木制基材的主表面上由硅氧烷的水性分散体形成的防涨筋涂层；和(c)涂覆在所述防涨筋涂层上的由水性涂料组合物形成的一个或多个涂层，其中，所述硅氧烷包含化学键合到所述硅氧烷的分子骨架上的一个或多个疏水性基团和一个或多个亲水性基团；并且其中，所述硅氧烷的粒径在5-100nm范围内。2.如权利要求1所述的制品，其中，所述硅氧烷还包含一个或多个硅醇基。3.如权利要求1所述的制品，其中，所述水性分散体具有在25℃下100mPa.s或更低的粘度。4.如权利要求1至3中任意一项所述的制品，其中，所述硅氧烷具有下式结构(结构1)：其中，R在每次出现时独立地表示可选被取代的C1-C20烷基或C6-C10芳基；X在每次出现时独立地表示亲水性基团；m是大于或等于1且小于50的整数，n是大于或等于1且小于50的整数，且m与n的和大于等于2。5.如权利要求4所述的制品，其中，所述硅氧烷包括具有结构1的硅氧烷分子的混合物，所述混合物具有在0.8∶1至1.2∶1的范围内m与n的比值。6.如权利要求4所述的制品，其中所述亲水性基团包含氨基官能团或酸基官能团，所述酸基官能团选自由羧酸、硫酸、磷酸、磺酸、亚磷酸、膦酸或其盐官能团组成的组。7.如权利要求6所述的制品，其中，所述亲水性基团选自由氨基C1-8烷基基团和羧基C1-8烷基基团组成的组。8.如权利要求5所述的制品，其中，所述R选自由甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳烷基、十二碳烷基、十三碳烷基、十四碳烷基、十五碳烷基、十六碳烷基、十八碳烷基和二十碳烷基组成的组，优选地被卤素取代，更优选被氟取代。9.如权利要求1至3中任意一项所述的制品，其中，所述木质基材包括软木或硬木或其组合。10.如权利要求9所述的制品，其中，所述软木包括松木、杉木或柏木。11.如权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：段刚，范世刚，
申请(专利权)人：广东华润涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44