一种水性基膜底漆、制备方法及应用
阅读说明：本技术 一种水性基膜底漆、制备方法及应用 (Water-based base film primer, preparation method and application ) 是由 胡斌 胡世宇 罗明梁 胡世锋 于 2021-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水性基膜底漆、制备方法及应用。一种水性基膜底漆,包括A组分和B组分；其中A组分,原料包括水性丙烯酸封闭树脂、水性丙烯酸共聚树脂和水性丙烯酸高含固树脂；B组分,原料包括水性丙烯酸硅溶树脂和水性二氧化硅分散液；A组分与B组分的比例为(2～3):(1～2)。本发明的水性基膜底漆能够克服传统水性漆封闭性、入孔性差,易涨筋等问题,可以替代PU漆,作为封闭油漆使用。(The invention discloses a water-based base film primer, a preparation method and application. A water-based base film primer comprises a component A and a component B; wherein the component A comprises raw materials of water-based acrylic acid sealing resin, water-based acrylic acid copolymer resin and water-based acrylic acid high-solid resin; the component B comprises raw materials of water-based acrylic silicon-soluble resin and water-based silicon dioxide dispersion liquid; the ratio of the component A to the component B is (2-3) to (1-2). The water-based base film primer disclosed by the invention can overcome the problems of poor sealing property and hole-entering property, easiness in rib expansion and the like of the traditional water-based paint, and can be used as a sealing paint instead of PU paint.)
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性基膜底漆、制备方法及应用。
背景技术
随着经济发展，木制品家具市场的发展越来越快，消费者对木制家具的环保要求也越来越高。为了美观、延长使用寿命等原因，木制家具大多都需进行油漆涂装工艺，因此对木制家具环保性的要求，其中包括了对油漆无毒无味的要求。
传统油漆多采用有机溶剂，部分有机溶剂具有毒性，因此不满足环保性的要求；与传统油漆不同，水性漆采用水做溶剂，可在一定程度上降低油漆的毒性和气味，因此水性漆成为各厂家的的研究热点和市场的宠儿。
从作用上看，水性漆在开放漆和半开放漆中的应用已经实现；从聚合方法看，水性UV漆也已实现；从涂料主要原料看，水性聚氨酯(PU)漆和水性不饱和聚酯(PE)漆也已实现。
但是，由于水性漆通常具有固含低、水敏性强、流动性不好等特点，在封闭性、入孔性、胀筋等方面性能较差，因此将水性涂料替代传统的PU漆，用作封闭油漆，还具备技术难点。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性基膜底漆，由于原料的搭配，因此能够克服传统水性漆封闭性、入孔性差，易涨筋等问题，可以替代PU漆，作为封闭油漆使用。
本发明的第二个方面，提出了一种上述水性基膜底漆的制备方法。
本发明的第三个方面，提出了一种具有上述水性基膜底漆的水性漆组合。
本发明的第四个方面，提出了一种包括上述水性基膜底漆的涂装工艺。
根据本发明的一个方面，提出了一种水性基膜底漆，包括A组分和B组分；
所述A组分，原料包括水性丙烯酸封闭树脂、水性丙烯酸共聚树脂和水性丙烯酸高含固树脂；
所述B组分，原料包括水性丙烯酸硅溶树脂和水性二氧化硅分散液；
所述A组分与所述B组分的重量比例为：(2～3):(1～2)。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
(1)本发明采用提供的水性基膜底漆中，水性丙烯酸硅溶胶树脂和二氧化硅颗粒分散液(B组分)可以填充木材孔洞；采用水性丙烯酸封闭树脂、水性丙烯酸共聚树脂、水性丙烯酸高含固树脂(A组分)等多种树脂相互配合，可形成交联网络，在保证封闭木材孔洞的同时，还可提升透明度；综上，由于各原料的配合，可将水性漆用作封闭漆。
(2)本发明采用提供的水性基膜底中，B组分起到填充和渗透作用，A组分起到填充、防止木材涨筋、提升干燥速度和降低打磨难度等作用；A组分和B组分配合，可以使水性基膜底漆具备填充封闭作用，同时降低了通用底漆和面漆的喷涂难度。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述A组分与所述B组分的重量比例为3:1。
在本发明的一些实施方式中，按质量份计，
所述A组分，原料包括：
水性丙烯酸封闭树脂 30份～35份；
水性丙烯酸共聚树脂 10份～15份；
水性丙烯酸高含固树脂 15份～20份。
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸封闭树脂为水乳型丙烯酸树脂、水分散型丙烯酸树脂和水溶性丙烯酸树脂中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述水性丙烯酸封闭树脂，购自广东花果山环保科技有限公司(以下简称花果山)，型号为1011。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述水性丙烯酸共聚树脂，购自广东花果山环保科技有限公司，型号为085-8。
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸高含固树脂，固含量≥45％。
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸高含固树脂，组分包括单体、无皂聚合、丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水溶液。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述水性丙烯酸高含固树脂，购自江苏金桥油脂化工科技有限公司(以下简称金桥)，型号为0911。
在本发明的一些实施方式中，所述A组分，还包括水性消泡剂、水性润湿剂、水性成膜助剂和第一溶剂。
在本发明的一些实施方式中，所述水性消泡剂为BVK012(购自德国毕克)、BVR093(购自德国毕克)、BRK346(购自德国毕克)和DSXAS1130(购自巴斯夫科宁)中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述水性消泡剂，添加量为0.5～1份。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述水性润湿剂的添加量为3份～4份。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述水性润湿剂，购自陶氏化学(中国)有限公司，以下简称陶氏，型号为CA-90。
在本发明的一些实施方式中，所述水性成膜助剂，为DP420(陶氏)和DPNB(陶氏)中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述水性成膜助剂的添加量为3份～4份。
在本发明的一些实施方式中，所述第一溶剂，为水。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述第一溶剂的添加量为5份～10份。
在本发明的一些实施方式中，按质量份计，
所述B组分，原料包括：
水性丙烯酸硅溶树脂 5份～10份；
水性二氧化硅分散液 1份～5份。
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸硅溶树脂，组分包括有机硅和丙烯酸树脂乳液。
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸硅溶树脂，购自广东惠和鹤山分公司(以下简称惠和)，型号为SD-30。
在本发明的一些实施方式中，所述水性二氧化硅分散液中，二氧化硅的质量百分含量为25～30％。
在本发明的一些实施方式中，所述水性二氧化硅分散液中，分散剂为氨盐水溶液。
在本发明的一些实施方式中，所述氨盐水溶液中，氨盐的质量分数在30％～50％之间。
在本发明的一些实施方式中，所述B组分，还包括水性硬脂酸锌粉和第二溶剂。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述水性硬脂酸锌粉，添加量为25～30份。
在本发明的一些实施方式中，所述水性硬脂酸锌粉，购自东莞市汉维新材料有限公司(以下简称汉维)，型号为800#。
在本发明的一些实施方式中，所述第二溶剂，为无水乙醇、水和乙二醇丁醚中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，按重量份计，所述第二溶剂，添加量为25～30份。
根据本发明的第二个方面，提供了一种基膜底漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述A组分的所有原料混合于1000～1500rpm的转速，搅拌3～5min，得A组分；
(2)将所述B组分的所有原料混合于1000～1500rpm的转速，搅拌3～5min，得B组分；
(3)将所述A组分和B组分混合，即得所述基膜底漆。
根据本发明的第三个方面，提供了一种水性漆组合，所述水性漆组合，包括所述水性基膜底漆。
在本发明的一些实施方式中，所述水性漆组合还包括与所述水性基膜底漆相配合的通用底漆和面漆。
在本发明的一些实施方式中，所述通用底漆，按质量份计，包括以下原料：
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸快干树脂购自广东拓普合成科技股份有限公司，型号为8640。
在本发明的一些实施方式中，所述通用底漆的制备方法为：所有原料加在搅拌壶，按800～1000rpm转速搅拌3～5min。
所述通用底漆中，采用多种树脂组合，提高了其流平性能、丰满度、干燥速度和透明度；还可提升通用底漆的填充性能和自流平性能。
由于基膜底漆的填充效果并不能达到100％，所以所述通用底漆也可发挥部分填充性能。
在本发明的一些实施方式中，所述面漆包括A``组分和B``组分。
在本发明的一些实施方式中，按质量份计，所述A``组分包括以下原料：
在本发明的一些实施方式中，所述水性丙烯酸聚氨酯，购自花果山，型号为5033。
在本发明的一些实施方式中，所述水性手感助剂为D806(购自翁开尔)。
在本发明的一些实施方式中，所述B``组分为异氰酸酯固化剂。
在本发明的一些实施方式中，所述异氰酸酯固化剂购自德国拜耳，型号为265。
在本发明的一些实施方式中，所述面漆的制备方法为：将A``组分所有原料加在搅拌壶中，按600～1000rpm的转速，搅拌3～5min得A``组分。
所述面漆通过原料的组合，在使用时按A``组分：B``组分(10：1)进行混合使用，所得漆膜，耐水性优良，干燥时间短，耐冲击性良好。
根据本发明的第四个方面，提供了一种涂装工艺，包括以下步骤：
S1.向木材表面喷涂所述基膜底漆，喷涂量为120～200g/m2，之后干燥、打磨；
S2.向步骤S1所得木材表面喷涂通用面漆、干燥后进行表面处理；
S3.向步骤S2所得木材表面喷涂修色涂料后干燥；
S4.向步骤S3所得木材表面喷涂面漆后干燥。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述喷涂量为120～180g/m2。在本发明的一些实施方式中，所述喷涂工艺还包括在步骤S1之前，对所述木材进行粗磨处理，所述粗磨处理方法为，采用240目、320目和400目砂纸中的至少一种将所述木材打磨成白坯。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述干燥，温度为16～34℃，时间约1h～2h。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述打磨，方法为手动打磨或机械打磨，所述手动打磨采用320～400目砂纸。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述喷涂，喷涂量约为200g/m2。
步骤S2中，所述喷涂，需保证表面完全封闭，同时不能有流扣。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述干燥，温度为16～34℃，时间约为2h。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述表面处理，方法为以400目砂纸打磨。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3中，所述修色涂料，是所述通用底漆与水性色精的混合物，或直接调配的色浆。
在本发明的一些实施方式中，步骤S4中，所述干燥，时间为8～12h，温度为16～34℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S4中，所述干燥，需保证避风、无尘。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备了一种水性基膜底漆，具体原料组分如表1所示，具体过程为：
S1.将表1中A组分的所有原料于1300rpm的转速，搅拌4min得A组分；
S2.将表1中B组分的所有原料于1300rpm的转速，搅拌4min得B组分；
S3.按照A组分：B组分＝3：1的质量比，将A组分和B组分混合并按顺时针充分搅拌，的水性基膜底漆。
表1实施例1中水性基膜底漆的制备原料
实施例2
本实施例制备了一种水性基膜底漆，具体与实施例1的区别为：
(1)B组分制备原料的组分不同，具体的原料组成如表2所示。
表2实施例2中水性基膜底漆B组分的制备原料
对比例1
本对比例参照行业中较为常用的单组分水性底漆，制备了一种水性基膜底漆，具体原料组分如表3所示，具体过程为：
D1.按表3中所示水性树脂至成膜助剂的顺序，向中速搅拌缸中加料，并按1000rpm的转速搅拌10min，所有原料添加完毕后，继续以1500rpm转速分散18min；
D2.向步骤D1所得体系中添加10％质量百分数的水，搅拌均匀即得水性基膜底漆。
表3对比例1中水性基膜底漆的制备原料
对比例2
本对比例参考市场上常用的双组份水性底漆制备了一种水性基膜底漆，具体组分如表4所示，具体过程为：
E1.将表4中A组分的所有原料投入搅拌壶中，以1500rpm的转速分散，得A组分；
E2.按照A组分：B组分：水＝100:10:10的质量比例调配，即得水性基膜底漆。
表4对比例2中水性基膜底漆的制备原料
其中，万华2688，表示购自万华化学的，型号为2688的水性固化剂。
试验例
本试验例测试了实施例和对比例制备的水性基膜底漆的性能。
首先将上述水性基膜底漆喷涂至木材表面，其中实施例2所得水性基膜底漆的喷涂木材为橡胶木，其他具体实施方式所得水性基膜底漆的喷涂木材为北美胡桃木，喷涂方法为：十字法；具体过程为：先以240目砂纸打磨喷涂木材，以去除其表面的毛刺，之后洗干净喷漆器材，将油泵置于容器(含有具体实施方式所得水性基膜底漆)中，油泵调为5个大气压，喷枪选用上海盐田2.5口径的W-77，喷枪气压调为4个大气压。
之后对所得漆膜进行表征，其中：
附着力的测试方法为划格法，参考编号为GB9286-98的国标文件进行，实验工具是划格测试器，它是具有6个切割面的多刀片切割器，切刀间隙分别为1mm、2mm和3mm(刀头可以更换)，用划格器平行拉动3～4cm，有六道切痕，应切穿漆膜至底材；然后与上述六道切痕交叉垂直，用同样的方法再次形成六道切痕；先清扫漆膜后，在划痕区域表面贴上3M胶带(要保证胶带与实验区全面接触)，可以用手指来回摩擦使之接触良好，然后迅速拉开；附着力的分级的标准为∶
0级，切割边缘完全平滑，无一格脱落；
1级，交叉处有少许涂层脱落，受影响面积不能明显大于5％；
2级，在切口交叉处或沿切口边缘有涂层脱落，受影响面积为5％-15％；
3级，涂层沿切割边缘部分或全部以大面积脱落，受影响的交叉切割面积在15％-35％；
4级，沿边缘整条脱落，有些格子部分或全部脱落，受影响面积35％-65％。
涨筋是指木材吸湿时，木材从接触的底漆涂膜中吸收水分，从而出现毛刺凸起的现象。
打磨性能测试方法为：以240#的砂纸进行打磨，目测是否出现粘砂纸情况。
此外还以目测法观察了水性基膜底漆的填充性能，以及漆膜的实干时间。具体测试结果如表5所示。
表5具体实施方式中水性基膜底漆所得漆膜的性能
测试项目
实施例1
对比例1
对比例2
附着力
0级
1级
1级
是否涨筋
无涨筋情况
出现涨筋
出现涨筋
打磨性能
没有出现粘砂纸情况
轻微粘砂纸
轻微粘砂纸
填充性能
90％已经填好
50％已经填好
60％已经填好
实干时间
2.5小时
4小时
5小时
其中实施例2中水性基膜底漆所得漆膜的性能与实施例1相当。
从表5所得结果可知，本发明提供的水性基膜底漆，相较于市场上常见的单组份、双组份水性基膜底漆，在附着力、打磨性能、填充性能和实干时间上，均具有明显优势。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。