本发明专利技术提供一种高耐久水性聚氨酯户外木器漆：按照质量百分比计算，其原料包括聚氨酯分散体A 15～20％、聚氨酯分散体B 60～70％、水性交联剂0.1～0.6％；聚氨酯分散体A的有效活性成分包括巯基封端改性的脂肪族水性聚氨酯，聚氨酯分散体A的断裂伸长率不低于400％；聚氨酯分散体B的有效活性成分包括聚酯型脂肪族水性聚氨酯；水性交联剂的有效成分包括聚碳化二亚胺。本发明专利技术利用断裂伸长率高的聚氨酯分散体A与聚氨酯分散体B进行复配，使以该聚氨酯组分作为主要成膜成分的涂膜兼具优异的硬度和韧性，很大程度上减少了在温度变化过程中因涂膜与木材的收缩率不一致导致漆膜开裂的情况，从而优化了涂膜对木材表面的保护功能。从而优化了涂膜对木材表面的保护功能。从而优化了涂膜对木材表面的保护功能。
【技术实现步骤摘要】
一种高耐久水性聚氨酯户外木器漆及其制备方法
[0001]本专利技术属于化工涂料领域，具体地，涉及一种高耐久水性聚氨酯户外木器漆 及其制备方法。
技术介绍
[0002]近年来，我国的木结构建筑发展迅速，从房地产开发的木别墅收到市场的热捧再 到旅游景点、休闲娱乐会所里的木结构景观，人们对木结构建筑的追求从未停止 过。但是由于木材本身多孔稀疏的特质、木质纤维易被虫蚁霉菌腐蚀、热胀冷缩 变形系数大的特点，需要涂层对其进行保护，延长使用寿命，减少资源浪费。
[0003]国家环保政策对高VOC涂料的进一步限制和对水性涂料等环保涂料的大力 支持，水性涂料借助于其环保性和低VOC排放以及良好的耐候性在木制家具涂 装中使用得越来越多。但是，户外木制品对涂料要求具有非常高的耐候性、防霉 性、抗开裂性、耐水性、柔韧性，目前市场上的水性丙烯酸木器涂料具有较好的 漆膜致密性、耐水性、防霉性，但是漆膜的热粘冷脆的特性导致应力收缩与木材 的热胀冷缩变形系数差较大，经过长期的户外暴晒和风吹日晒雨淋的自然条件变 化，容易产生漆膜开裂引起霉菌通过漆膜裂缝进入木材引起木材被腐蚀并滋生虫 蚁造成进一步的破坏，需要短时间内进行翻新涂刷、涂装过程中颜色调制不便等 问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种高耐久水性聚氨酯户外木器漆及其制备方法，以 在木器表面形成具有良好的变温适应性、耐久性的保护漆膜。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种高耐久水性聚氨酯户外木器漆：按照质量 百分比计算，其原料包括聚氨酯分散体A15～20％、聚氨酯分散体B 60～70％、水 性交联剂0.1～0.6％；聚氨酯分散体A的有效活性成分包括巯基封端改性的脂肪 族水性聚氨酯，聚氨酯分散体A的断裂伸长率不低于400％；聚氨酯分散体B的 有效活性成分包括聚酯型脂肪族水性聚氨酯；水性交联剂的有效成分包括聚碳化 二亚胺。
[0006]本专利技术利用断裂伸长率高的聚氨酯分散体A与聚氨酯分散体B进行复配， 使以该聚氨酯组分作为主要成膜成分的涂膜兼具优异的硬度和韧性，很大程度上 减少了在温度变化过程中因涂膜与木材的收缩率不一致导致漆膜开裂的情况，从 而优化了涂膜对木材表面的保护功能。配方中采用的聚氨酯分散体A和聚氨酯 分散体B都属于脂肪族水性聚氨酯，其粒径分布窄、分子量大，具有附着力强、 耐水性好、耐磨性高等优异的机械性能，并且还具有优异的耐老化性和贮存稳定 性。其中，采用巯基封端改性的脂肪族水性聚氨酯作为聚氨酯分散体A的有效 活性成分，使聚氨酯分散体A兼具高的断裂伸长率和较低的最低成膜温度，能 够通过对配方中的聚氨酯组分的断裂伸长率和最低成膜温度，从而提高漆膜的韧 性。作为交联剂的有效成分，聚碳化二亚胺在成膜过程中与聚氨酯组分的羧基发 生交联反应，有效地提高了漆料的交联强度，进一步地提高了漆料所形成的涂膜 的耐水性、耐
溶剂型和耐磨性等物理性能。
[0007]优选地，巯基封端改性的脂肪水性聚氨酯按照如下步骤制备：步骤一，将 18～23质量份的聚醚多元醇和15～22质量份的二异氰酸酯均匀混合，然后向其中 添加含锡催化剂；步骤二，将步骤一得到的混合液升温至60～80℃，保温4～7小 时；步骤三，向经过步骤二处理后的混合液中添加二羟甲基丙酸的N-甲基吡咯 烷酮溶液，使所得混合液的温度继续维持在60～80℃，保温4～7小时；步骤四， 向经过步骤三处理后的混合液中添加25～35质量份的巯基乙酸酯，使所得混合液 的温度继续维持在60～80℃，保温2～4小时；步骤五，使经过步骤四处理后的混 合液的温度降至50～55℃，然后将反应液的pH调节至7～8.5，搅拌20～60分钟； 步骤六，在不低于600r/min的搅拌下，向经过步骤五处理后的混合液中添加 100～150质量份的去离子水，然后继续搅拌10～40分钟。通过上述方法制得的巯 基改性封端的脂肪水性聚氨酯，其最低成膜温度可达2～5℃，其断裂伸长率可达 400％以上，其固含量约为35％，具有良好的抗热粘性、耐水性、附着力以及光 泽丰满度。
[0008]优选地，聚氨酯分散体B的最低成膜温度为30～35℃。
[0009]优选地，其中的-NCO和-OH的摩尔为1.5～1.6。优选地，其中的-NCO和-OH 的摩尔为1.56。聚氨酯为一种由柔性软段和刚性硬段交替而形成的嵌段高分子聚 合物，其中，柔性软段主要由聚酯多元醇组成，刚性硬段主要由多异氰酸酯和扩 链剂组成。高耐久水性聚氨酯户外木器漆中-NCO和-OH的摩尔比可以大致反映 其中的硬段和软段的比例组成：若两者的比值过低，则所形成的涂膜硬度、强度 不佳；若两者的比值过高，则所形成的漆膜的断裂伸长率、韧性不佳，并且，漆 料中的-OH过少，还会使得聚氨酯不易在水中分散，漆料中的粒子容易发生聚沉。 聚氨酯类漆料中的硬段、软段的组成对其理化性质的影响十分显著。将高耐久水 性聚氨酯户外木器漆中-NCO和-OH的摩尔比控制在1.5～1.6范围内，其所形成 的涂膜能够兼具优异的硬度、强度、断裂伸长率和韧性。
[0010]优选地，按照质量百分比计算，其原料还包括水性润湿剂0.1～0.3％、水性 增稠流变剂0.2～0.5％、水性流平剂0.1～0.3％、成膜助剂2～3％、水性消泡剂 0.1～0.6％、紫外线吸收剂0.3～1％、表面助剂3～5％、防冻剂0.5～1％、防腐防霉 剂0.5～1％。采用上述辅料与聚氨酯组分进行复配，可以有效地优化漆料的综合 性能，由此而形成的涂膜具有耐候、耐水、防霉防菌、低VOC、抗开裂、耐沾 污等各方面的特性，解决了目前市场上的户外漆(通用为水性丙烯酸类漆料)所 具有的热粘冷脆、易开裂粉化、保护时效短、需要频繁翻新维护的问题，能够为 木器提供更长久的保护，不仅能够为户外木别墅、园林景观等涂装“油改水”提 供一个优越的水性涂装解决方案，也有利于资源的节约。
[0011]优选地，按照质量百分比计算，其原料还包括水性多功能助剂0.05～0.1％， 水性多功能助剂为陶氏化学的牌号为AMP-95的产品。本专利技术中采用的上述水性 多功能助剂能够起到调节pH值、协同增强消泡剂、流平剂等作用。
[0012]优选地，表面助剂为非离子型聚乙烯蜡乳液，防冻剂为丙二醇，防腐防霉剂 的有效成分包括N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、多菌灵和敌草隆中的至少一种。配方 中添加防腐防霉剂对漆膜进行保护，保证霉菌不侵入木材，保护木材，还可以有 效防止白蚁等对木材进行侵蚀。
[0013]以非离子型聚乙烯蜡乳液作为表面助剂能够提高漆膜的耐磨损性、抗刮伤性、 滑爽性、抗粘连性、高光泽和离型性等性能，同时还能使漆膜具有较好的疏水功 能。优选地，
采用麦克门公司的牌号为95535的产品作为表面助剂。
[0014]优选地，采用陶氏化学的牌号为Rocima 363的产品作为防腐防霉剂。该产 品能够强效防霉抗藻，具备优异的稳定性，不黄变。
[0015]优选地，水性润湿剂为毕克化学的牌号为BYK-346的产品，水性增稠流变 剂为明凌公司的牌号为PUR40的产品，水本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高耐久水性聚氨酯户外木器漆，其特征在于：按照质量百分比计算，其原料包括聚氨酯分散体A15～45％、聚氨酯分散体B50～70％、水性交联剂0.1～0.6％；所述聚氨酯分散体A的有效活性成分包括巯基封端改性的脂肪族水性聚氨酯，所述聚氨酯分散体A的断裂伸长率不低于400％；所述聚氨酯分散体B的有效活性成分包括聚酯型脂肪族水性聚氨酯；所述水性交联剂的有效成分包括聚碳化二亚胺。2.如权利要求1所述高耐久水性聚氨酯户外木器漆，其特征在于：所述聚氨酯分散体B的最低成膜温度为30～35℃。3.如权利要求1所述高耐久水性聚氨酯户外木器漆，其特征在于：其中的-NCO和-OH的摩尔比为1.5～1.6。4.如权利要求1～3任一项所述高耐久水性聚氨酯户外木器漆，其特征在于：按照质量百分比计算，其原料还包括水性润湿剂0.1～0.3％、水性增稠流变剂0.2～0.5％、水性流平剂0.1～0.3％、成膜助剂2～3％、水性消泡剂0.1～0.6％、紫外线吸收剂0.3～1％、表面助剂3～5％、防冻剂0.5～1％、防腐防霉剂0.5～1％。5.如权利要求4所述高耐久水性聚氨酯户外木器漆，其特征在于：按照质量百分比计算，其原料还包括水性多功能助剂0.05～0.1％，所述水性多功能助剂为陶氏化学的牌号为AMP-95的产品。6.如权利要求5所述高耐久水性聚氨酯户外木器漆，其特征在于：所述表面助剂为非离子型聚乙烯蜡乳液，所述防冻剂为丙二醇，所述防腐防霉剂的有效成分包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：符英苑，范昌平，周伟建，符传杰，王召伟，赵文华，
申请(专利权)人：广东美涂士建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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