[发明专利]新型纳米改性抗菌水性木器涂料的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种木器用涂料的制备方法，特别涉及一种纳米改性抗菌水性木器涂料的制备方法。

背景技术

    7000年前的浙江余姚河姆渡原始人开始了使用木胎涂漆碗。夏、商、西周三代已逐渐从单纯使用天然漆到使用色料调漆，人们逐渐了解、熟悉漆的性能，利用、改造漆所特有的经久耐牢、不褪色、不怕潮湿、鲜亮美观等性能，为美化自己的生活服务，这就有了精美绝伦的中国漆器，人们的生活从此丰富多彩。然而随着木器工业的发展，中国已成为木器出口第一大国，木器涂料一般采用开放式涂装，因此造成了大量的VOC排放同时对涂装工人的身体产生巨大危害。并且木器与人类生活息息相关，大多处于居室内，近年来关于涂料残留有毒有害物质造成健康问题的报道屡见不鲜。因此，开发环保型木器涂料迫在眉睫，水性木器涂料不失为一种返璞归真的举措而成为首选。

    无疑水性木器涂料是个舶来词，而其在中国的兴起已有十多年。1995年德国都芳涂料进入中国市场，推广其技术成熟的水性木器涂料，然而价格昂贵，不符合当时的中国国情，出师未捷。1996年山东亚力美公司在国内第一个生产水性木器涂料，2003年深圳漆宝化工有限公司宣称其水性木器涂料解决了质量和成本问题，但都未能打开市场，其原因是不言而喻的，这种曲高和寡的局面也是在所难免的。但水性木器涂料的发展却方兴未艾，国家加大了在水性木器涂料研究上的投入力度，在国家“十五”、“863”计划的支持下，北京化工大学经过5年的研究工作，与北京普龙涂料有限公司、武汉安泰化学工业有限公司合作完成了2 000 t/a规模的中试试验，已形成了年产5 000 t的纳米化聚丙烯酸酯系共聚物乳液的合成和年产5 000 t聚丙烯酸系高性能水性木器涂料的制备两项工业化生产技术。2004年广东嘉宝莉与华南理工大学产学研中标粤港关键领域重点项目并被列入国家火炬计划，获得了广东省政府1 200万元专项资金扶持，建成了亚洲最大的万吨级水性木器涂料生产基地。

    在水性木器涂料的发展过程中,由于水性木器涂料用树脂本身的一些缺陷,如硬度低、实干干燥速度慢等,使其工厂化生产受到了极大的阻碍。在水性木器涂料的配方设计时,可通过混拼或添加某些成膜物或助剂使其性能得到较好的改善。

    纳米材料具有特殊的结构。由于组成纳米材料的超微粒尺度属纳米量级，这一量级大大接近于材料的基本结构--分子甚至于原子，其界面原子数量比例极大，一般占总原子数的50%左右。不论这种超微颗粒由晶态或非晶态物质组成，其界面原子的结构都既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短程有序的类气体固体结构。因此，一些研究人员又把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第三态固体材料”。由于纳米材料这种特殊的结构, 使它产生出四大效应:小尺寸效应、量子效应(宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应, 从而具有传统材料所不具备的物理、化学特性。

发明内容

    本发明的目的是针对现有水性木器涂料存在的问题，提供一种纳米材料改性，抗菌性能优异，VOC释放量低的木器涂料的制造方法。

    为了实现以上发明目的，本发明采用以下技术方案：一种新型纳米改性抗菌水性木器涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）    按以下质量份数准备原料：丙烯酸树脂乳液30～70份；聚氨酯树脂乳液30～70份；纳米硅溶胶10～20份；纳米氧化铝10～20份；纳米二氧化钛5～10份；纳米银1～4份；成膜助剂2～8份；消泡剂0.05～0.5份；润湿分散剂0.1～2份；流平剂0.05～1份；增稠剂0.05～1份；蜡乳液5～10份；pH调节剂0.05～1份；

（2）    润湿分散剂在高速分散下加入纳米氧化铝、纳米二氧化钛和纳米银，并加消泡剂，告诉研磨2h，超声处理4h，制得纳米浆料；

（3）    将丙烯酸树脂乳液和聚氨酯树脂乳液混合搅拌1h，加入纳米硅溶胶、纳米浆料、成膜助剂、流平剂和蜡乳液高速搅拌4h混合均匀；

（4）    在混合物中继续加入和pH调节剂调节pH值，加入增稠剂调节粘度，过滤即得新型纳米改性抗菌水性木器涂料。

    所述纳米硅溶胶中二氧化硅的粒径为5～20nm；固含量为30%，pH中性。

    所述纳米氧化铝、纳米二氧化钛和纳米银的粒径为20～50nm。

    所述成膜助剂为丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚或异丙醇中的一种。

    所述消泡剂选自水性有机硅类消泡剂、水性磷酸酯类消泡剂、水性脂肪酸酰胺类消泡剂和水性醚类消泡剂中的一种。