[发明专利]一种高耐磨耐老化的可粉笔书写环保涂料

说明书

技术领域

本发明属于环保涂料技术领域，特别涉及一种水性、可粉笔书写的高耐磨高耐候环保涂料。

背景技术

传统黑板由于造价高，占据室内空间，不利于室外教学等缺点，在人们不断追求简便快捷的生活中逐渐被淘汰。在这种背景下，各种可粉笔书写的涂料应运而生，尤其是水性环保类产品。但是，目前市场上的水性可粉笔书写的涂料存在以下问题：

(1)采用传统丙烯酸、聚氨酯类树脂的产品，耐老化性能差，涂料长期室外使用时，易粉化、脱落，涂层早期耐水性差，不适用于高湿度、阴雨天气下施工。

(2)采用水性氟碳类树脂的产品，解决了耐老化问题，但由于成本较高，且国内市场目前的氟碳树脂性能不稳定，需从国外购买，不利于批量生产过程中的原材料采购，不适宜大面积推广应用。

(3)现有可粉笔书写的水性涂料，耐磨填料的选择和比例上普遍欠缺，导致产品耐磨性差，使用过程中漆膜容易划破、露底。

因此，本领域亟待开发一种高耐磨耐老化、低成本、易施工的水性环保可粉笔书写涂料，所述涂料通过采用优异的耐磨填料，预防粉笔书写过程中的机械划伤，提高书写质量，延长漆膜使用寿命。通过以水为分散介质，挥发性有机物少，健康环保。通过采用脂肪酸改性后的单组份聚氨酯树脂，成本低廉，常温下快速氧化干燥，易施工，早期耐水性优异；通过紫外线吸收剂和纳米二氧化钛水分散液的协同作用，耐老化性能优异，可同时在室内外使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高耐磨耐老化、低成本水性聚氨酯环保涂料。所述高耐磨耐老化的可粉笔书写环保涂料以重量份数计，由单组份组成，包括如下组分：改性水性单组份聚氨酯树脂35-36份，耐磨填料6-7份，无机矿物填料23-24份，表面活性剂1-1.5份，流平剂0.3-0.5份，消泡剂0.7-1份，紫外线吸收剂0.5-1份，增稠剂0.2-0.5份，PH调节剂0.8-1.07份，纳米二氧化钛水分散液1-2份，水24-25份。

其中所述改性水性单组份聚氨酯树脂为脂肪酸改性，使用时，先用去离子水稀释到固体分37％，避免三乙胺中和过程中粘度急剧增大。

其中所述改性水性单组份聚氨酯树脂优选Bayhydrol F 245。

其中所述耐磨填料优选陶瓷微粉和硅微粉中的一种或两种的组合，优选两种耐磨填料组合，所述的陶瓷微粉粒径为5，硅微粉目数800-1000，粒径太小，起不到耐磨的作用，粒径太大，漆膜凹凸不平，不利于粉笔的书写。

其中所述无机矿物填料滑石粉、炭黑、硅藻土的混合。

其中所述表面活性剂的表面张力26-29mN/m，表面张力太小，不利于颜料和增稠剂的分散；表面张力太大，漆膜表面过于光滑，不利于粉笔的书写，所述表面活性剂优选水性有机硅表面活性剂。

其中所述流平剂为3018聚醚改性有机硅流平剂。

其中所述硅油类消泡剂优选BYK019、BYK024、BYK025等牌号中的一种或几种，最优选BYK019。

其中所述紫外线吸收剂水杨酸酯类邻羟基苯甲酸苯酯。

其中所述增稠剂为羟甲基纤维素增稠剂。

其中所述纳米二氧化钛水分散液为金红石型纳米二氧化钛水分散液，粒径10nm。

本发明高耐磨耐老化的可粉笔书写环保涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)将羟甲基纤维素加入到100℃的蒸馏水中，不断搅拌至羟甲基纤维素溶解至均匀粘稠状态，冷却至室温备用。

(2)用去离子水将水性聚氨酯树脂稀释到37％固体份后，用三乙胺中和。

(3)在烧杯内加去离子水，然后滴入表面活性剂，待表面活性剂均匀分散后，依次缓慢加入(2)得到的三乙胺中和后的聚氨酯树脂溶液，消泡剂，流平剂和无机矿物填料。

(4)将冷却至室温的粘稠状羟甲基纤维素加入到溶液中，玻璃棒初步搅拌至溶液中无粘稠状羟甲基纤维素存在后，高速分散20-30分钟。

(5)最后，添加纳米二氧化钛水分散液，超声波震荡10min后，得到高耐磨耐老化的可粉笔书写环保涂料。

优选地，步骤(2)中配制的增稠剂溶液浓度为10-20wt％，优选20wt％。

优选地，步骤(4)中的高速分散机转速为500-1000r/min转速下20-30min，优选800r/min转速下30min，过大涂料易飞溅，过小分散时间拉的过长。