高强度水性木器涂料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度水性木器涂料及其制造方法，该水性木器涂料以聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯、淀粉接枝丙烯酸钠、水溶性碱、硼酸铝晶须、碳化硅粉、CF碳纤维、从山羊角份中提取的增粘剂、封闭型异氰酸酯、聚醚‑硅氧烷共聚物、从桃树枝中提取的水性附着力促进剂为原料，以去离子水为介质，70℃‑85℃下充分反应获得；其中增粘剂的制备过程包括浸润、切粒、焖煮、净化、浓缩；水性附着力促进剂的制备过程包括泡发、微生物破壁、胶原质释放与活化、浓缩。本发明专利技术具有专适用于木器表面、水性的、不伤木质、高强度、高耐磨、表面润滑、质感好的技术效果。

High Strength Waterborne Wood Coating and Its Manufacturing Method

The invention discloses a high-strength waterborne wood coatings and its manufacturing method. The waterborne wood coatings are polyurethane acrylate grafted acrylate, starch grafted sodium acrylate, water-soluble alkali, aluminum borate whisker, silicon carbide powder, CF carbon fiber, tackifier extracted from goat horn, blocked isocyanate, polyether siloxane copolymer and water extracted from peach tree branch. Sex adhesion promoter was obtained by fully reaction at 70 85 using deionized water as raw material. The preparation process of tackifier included infiltration, granulation, steaming, purification and concentration. The preparation process of water adhesion promoter included foaming, microbial wall breaking, collagen release, activation and concentration. The invention has the technical effect of being specially suitable for wood surface, water-borne, non-harmful to wood, high strength, high wear resistance, surface lubrication and good texture.

【技术实现步骤摘要】
高强度水性木器涂料及其制造方法
本专利技术涉及木器涂料领域，尤其涉及一种高强度水性木器涂料及其制造方法。
技术介绍
目前，在我们的生活中普遍存在木质器物，其表面漆水具有很大局限性：易老化、剥落，多为有机聚合物含甲醛高，纵观国内整个木器用漆市场，品种较多，但多以具备保护、封闭、装饰功能为主，功能涂料大多是具有耐水性、耐碱性、耐沾污和较简单的阻燃性能的涂料，而且大多数均为有机基涂料，含有对人体有害的成份；少量水基涂料存在明显封闭能力差或与木器结合差的缺陷。目前本领域惯用技术中，常采用过硫酸盐或有机过氧化物作为引发剂、烷基酚聚氧乙烯醚作为乳化剂、溴系阻燃剂作为阻燃剂，这三种材料均为世界公认的有毒有害物质。在国内已申请的相关专利中，专利《一种水性丙烯酸系木器封闭涂料及其专用乳液的制备方法》(申请号：201010159689.4，公开日：2010.09.01)，公开了一种木器封闭用丙烯酸类的共聚物乳液，其封闭性能优良，但没有增强性功能物的添加，其结合力差，也容易被磨损、起壳；另外，该专利技术其它主要材料组分在高温易生成有毒有害物质。专利《水性木器漆乳液》(申请号：200810081974.1，公开日：2009.09.09)，公开了一种耐高温耐水蚀的乳液，其通过添加硅溶胶获得稳定的硅氧键，从而提高乳液的耐高温性能，但其含固量高，易干裂；同时，也没有添加带有附着力促进功能的助剂，结合力较差。因此市场上需要一种专适用于木器表面、水性的、不伤木质、高强度、高耐磨、表面润滑、质感好的木器涂料。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种专适用于木器表面、水性的、不伤木质、高强度、高耐磨、表面润滑、质感好的高强度水性木器涂料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高强度水性木器涂料的制造方法，包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯70份-80份、淀粉接枝丙烯酸钠15份-18份、水溶性碱1份-1.5份、硼酸铝晶须0.2份-0.3份、碳化硅粉1份-2份、CF碳纤维5份-8份、山羊角30份-35份、封闭型异氰酸酯2份-3份、聚醚-硅氧烷共聚物0.2份-0.3份、桃树枝8份-10份；②辅材准备：准备足量去离子水、足量噬纤维菌菌剂、足量胶原活化酶水剂；2)增粘剂合成①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持6天-8天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；②将步骤①获得的浸润无血角质机械切碎成粒径2mm-5mm的碎粒，获得待处理角质；③将步骤②获得的待处理角质与其重量2倍-3倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa-0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃-125℃，保温2.5h-3h，除去水液表面浮沫后采用200目筛滤除固含物，获得预制胶液；④重复步骤③3次-5次，将获得的预制胶液混合均匀，获得粗制胶液；⑤将步骤④获得的粗制胶液逐渐蒸离水份至胶液在20℃-25℃下运动粘度100mm2/s-120mm2/s，即获得所需增粘剂；3)水性附着力促进剂制备①将阶段1)步骤①获得的桃树枝浸入水中，泡发1天-2天后，取出固含物采用机械方式破碎成渣，获得原浆料；②将步骤②获得的原浆料添加水并调成糊状，在糊状物内植入阶段1)步骤②准备的噬纤维菌菌剂，控制温度不高于25℃，以每小时搅拌1min的规律间隔搅拌5天-8天，获得原质释放基质；③在步骤②获得的原质释放基质内加入阶段1)步骤②获得的胶原活化酶水剂，并混合搅拌均匀，然后对混合物进行密封处理，保持5天-8天；④将步骤③密封后的混合物取出，滤出固含物后，将溶液采用40℃-50℃缓慢烘干，至溶液在20℃-25℃下运动粘度40mm2/s-60mm2/s，即获得水性附着力促进剂；4)终制水性木器涂料①将阶段2)获得的增粘剂、阶段3)获得的水性附着力促进剂与阶段1)步骤①准备的聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯、淀粉接枝丙烯酸钠、水溶性碱、硼酸铝晶须、碳化硅粉、CF碳纤维、封闭型异氰酸酯、聚醚-硅氧烷共聚物混合并搅拌均匀后添加混合物质量30％-35％的去离子水，在70℃-85℃下充分反应，即获得所需高强度水性木器涂料。上述的高强度水性木器涂料的制造方法中，所述水溶性碱为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化铵中的一种或它们的组合物。根据上述方法制造的高强度水性木器涂料，该水性木器涂料以按重量份计聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯70份-80份、淀粉接枝丙烯酸钠15份-18份、水溶性碱1份-1.5份、硼酸铝晶须0.2份-0.3份、碳化硅粉1份-2份、CF碳纤维5份-8份、从山羊角30份-35份中提取的增粘剂、封闭型异氰酸酯2份-3份、聚醚-硅氧烷共聚物0.2份-0.3份、从桃树枝8份-10份中提取的水性附着力促进剂为原料，以去离子水为介质，70℃-85℃下充分反应获得；其中增粘剂的制备过程包括浸润、切粒、焖煮、净化、浓缩；水性附着力促进剂的制备过程包括泡发、微生物破壁、胶原质释放与活化、浓缩。与现有技术相比较，由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术特别选用的CF碳纤维，是一种不同于常规技术中增强添加物玻璃纤维的物质，这种物质是高强度、高模量纤维的新型纤维材料，它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料；碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，能明显提高本专利技术的强度、延展性和成膜性能。(2)本专利技术不同于现有技术中为提高漆面的耐磨性与结合力，直接采用化学合成的有机物作为添加剂，而是分别采用从山羊角中提取的甾醇、多肽、胶质等作为增粘剂，从桃枝中提取木胶(桃胶)作为天然无公害的植物性表面附着力促进剂，一方面充分利用了常规技术中没有应用的废弃物(羊角不同于鹿角和牛角，由于其内成份的原因基本无药用价值，不能如同鹿角、牛角一样入药，也由于其形状尺寸受限，无法加工为工艺品或生活用品如牛角梳等物件，因此一般也是作为废弃物直接扔弃的；而桃枝不同于桃树主干还有其它作用，在人们日常种植桃树的过程中也要不断通过修剪枝条来维持桃树的形制和产果率，修剪下来的枝条一无所用，也只能废弃处理，但事实上桃树枝中也同桃树干一样含有大量丰富的胶原物质，只是由于没有外溢而出不方便采摘食用)作为天然无污染的添加剂来源，既节省了成本又提升了本专利技术的环保性能和功能性，提升了本专利技术的强度、耐磨性和与木质表面的附着力。(3)从桃枝中提取的桃胶本身具有亲水性基团，即可以作为水性添加物使用，在封闭型异氰酸酯作用下与本专利技术的丙烯酸基树脂涂料结合力优秀，由于桃胶本身就是从木质物中提取的，因而其与木质器材表面的结合力也是非常优秀的；更兼桃胶本身有着杀虫除菌的作用(虽然较轻微)，能够在一定程度上减少木器被虫蛀的概率和降低腐化的速度，提升使用寿命。(4)本专利技术利用山羊角胶质成份和人们多年使用角制品的经验(主要是鹿角药制品等)，通过加压(使水的沸点升高)后焖煮熬出山羊角中的甾醇、氨基酸、肽类物质和胶质成份(非水溶性的角蛋白、胍类物质等随着固液分离被除去了)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度水性木器涂料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯70份‑80份、淀粉接枝丙烯酸钠15份‑18份、水溶性碱1份‑1.5份、硼酸铝晶须0.2份‑0.3份、碳化硅粉1份‑2份、CF碳纤维5份‑8份、山羊角30份‑35份、封闭型异氰酸酯2份‑3份、聚醚‑硅氧烷共聚物0.2份‑0.3份、桃树枝8份‑10份；②辅材准备：准备足量去离子水、足量噬纤维菌菌剂、足量胶原活化酶水剂；2)增粘剂合成①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持6天‑8天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；②将步骤①获得的浸润无血角质机械切碎成粒径2mm‑5mm的碎粒，获得待处理角质；③将步骤②获得的待处理角质与其重量2倍‑3倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa‑0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃‑125℃，保温2.5h‑3h，除去水液表面浮沫后采用200目筛滤除固含物，获得预制胶液；④重复步骤③3次‑5次，将获得的预制胶液混合均匀，获得粗制胶液；⑤将步骤④获得的粗制胶液逐渐蒸离水份至胶液在20℃‑25℃下运动粘度100mm2/s‑120mm2/s，即获得所需增粘剂；3)水性附着力促进剂制备①将阶段1)步骤①获得的桃树枝浸入水中，泡发1天‑2天后，取出固含物采用机械方式破碎成渣，获得原浆料；②将步骤②获得的原浆料添加水并调成糊状，在糊状物内植入阶段1)步骤②准备的噬纤维菌菌剂，控制温度不高于25℃，以每小时搅拌1min的规律间隔搅拌5天‑8天，获得原质释放基质；③在步骤②获得的原质释放基质内加入阶段1)步骤②获得的胶原活化酶水剂，并混合搅拌均匀，然后对混合物进行密封处理，保持5天‑8天；④将步骤③密封后的混合物取出，滤出固含物后，将溶液采用40℃‑50℃缓慢烘干，至溶液在20℃‑25℃下运动粘度40mm2/s‑60mm2/s，即获得水性附着力促进剂；4)终制水性木器涂料①将阶段2)获得的增粘剂、阶段3)获得的水性附着力促进剂与阶段1)步骤①准备的聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯、淀粉接枝丙烯酸钠、水溶性碱、硼酸铝晶须、碳化硅粉、CF碳纤维、封闭型异氰酸酯、聚醚‑硅氧烷共聚物混合并搅拌均匀后添加混合物质量30％‑35％的去离子水，在70℃‑85℃下充分反应，即获得所需高强度水性木器涂料。...

【技术特征摘要】
1.一种高强度水性木器涂料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备聚氨酯丙烯酸酯接枝丙烯酸酯70份-80份、淀粉接枝丙烯酸钠15份-18份、水溶性碱1份-1.5份、硼酸铝晶须0.2份-0.3份、碳化硅粉1份-2份、CF碳纤维5份-8份、山羊角30份-35份、封闭型异氰酸酯2份-3份、聚醚-硅氧烷共聚物0.2份-0.3份、桃树枝8份-10份；②辅材准备：准备足量去离子水、足量噬纤维菌菌剂、足量胶原活化酶水剂；2)增粘剂合成①将阶段1)步骤①准备的山羊角浸浴在由阶段1)步骤②准备的去离子水制成的冰水混合物内，搅拌均匀后持续加冰保持温度稳定，保持6天-8天，清洗干净并除去水液和血质后获得浸润无血角质；②将步骤①获得的浸润无血角质机械切碎成粒径2mm-5mm的碎粒，获得待处理角质；③将步骤②获得的待处理角质与其重量2倍-3倍的去离子水混合均匀后置于密闭的、蒸汽压0.35MPa-0.4MPa的环境内焖煮，焖煮温度120℃-125℃，保温2.5h-3h，除去水液表面浮沫后采用200目筛滤除固含物，获得预制胶液；④重复步骤③3次-5次，将获得的预制胶液混合均匀，获得粗制胶液；⑤将步骤④获得的粗制胶液逐渐蒸离水份至胶液在20℃-25℃下运动粘度100mm2/s-120mm2/s，即获得所需增粘剂；3)水性附着力促进剂制备①将阶段1)步骤①获得的桃树枝浸入水中，泡发1天-2天后，取出固含物采用机械方式破碎成渣，获得原浆料；②将步骤②获得的原浆料添加水并调成糊状，在糊状物内植入阶段1)步骤②准备的噬纤维菌菌剂，控制温度不高于25℃，以每小时搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志飞，陈明贵，常红言，
申请(专利权)人：江苏海田技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32