[发明专利]具有低游离甲醛排放量的酸固化涂料组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及具有低游离甲醛排放量的酸固化涂料组合物及其制备方法。本发明的酸固化涂料组合物包含醇酸树脂、氨基树脂和乙酰乙酰基官能化的硅基树脂，其中在固化时，基于所述氨基树脂的重量，所述氨基树脂本身释放至少0.8重量％的甲醛；所述醇酸树脂与所述氨基树脂的重量比在70:30至45:55的范围内。本发明还涉及涂布制品。

技术领域

本发明涉及低游离甲醛酸固化产品及其制备方法。本发明尤其涉及具有低游离甲醛排放量的酸固化涂料组合物及其制备方法，以及涂布制品。

背景技术

酸固化(AC)涂料是涂料行业应用较早的一种涂料，其利用酸性催化剂来加速氨基树脂和醇酸树脂的交联固化。AC涂料具有漆膜坚硬耐磨；漆膜的耐热、耐水、耐寒性很高；透明度良好；耐黄变性好；与溶剂型双组分(2K)聚氨酯(PU)涂料相比，不含异氰酸酯等优点。其非常适合用于木质基材的涂覆，尤其是家具木材的涂覆。然而，由于采用脲和三聚氰胺生产的氨基树脂会释放甲醛，酸固化产品中含有较大量且长期释放的游离甲醛，对施工者和使用者造成较严重的身体伤害。随着近年来人们对环境污染和身体健康方面的问题日益关注，酸固化涂料的应用越来越受到限制。

为了获得低游离甲醛的酸固化涂料和产品，涂料领域中目前主要开发了以下三种解决方案。

在第一种解决方案中，通过降低释放甲醛的氨基树脂本身的含量，来降低酸固化产品的游离甲醛。通常，在交联剂是释放甲醛的氨基树脂交联剂的情况下，该交联剂以非常低的量(例如小于涂料组合物的约15重量％或小于约10重量％)存在。然而，交联剂的量可以影响各种涂层性能，例如涂层硬度、耐磨性和柔韧性等。因此，采用这种方式获得的酸固化产品虽然具有降低的甲醛释放量，但是由于漆膜交联不足，导致获得较差的膜性能。更重要的是，这种酸固化产品仍然无法满足市场上对低甲醛含量的要求(例如，欧洲采用的E1级环保标准)。

在第二种解决方案中，采用低甲醛释放的氨基树脂交联剂，例如可由CytecIndustries Inc.获得的S-2022-74低甲醛氨基树脂交联剂。已知，低甲醛释放的氨基树脂交联剂本身释放很少量的甲醛或者不释放甲醛。然而，目前已知的低甲醛释放的氨基树脂交联剂具有特定的结构(例如采用环状脲和多烷基醛作为原料)、制备过程繁杂、生产成本过高，因而严重限制其在酸固化体系中的应用和推广。

在第三种解决方案中，采用多孔的粉末状甲醛捕收剂。作为示例性的粉末状甲醛捕集剂，可以使用在作为基质的钠基膨润土、活性白土或沸石的层间或孔隙中填充有铜氨络合离子而形成的甲醛捕收剂，其中NH₃/Cu²⁺的摩尔比为2～6，含铜量在1～5重量％。作为另一个示例性的粉末状甲醛捕集剂，可以使用负载在硅胶上的NH₄或NH₂基化合物、TiO₂光触媒和金属磷酸盐。这些甲醛捕收剂主要用于采用物理吸附甲醛，并通过化学反应来除去甲醛。然而，这种方式主要采用吸附作用，依赖于固体甲醛捕收剂的多孔结构，化学捕收甲醛效率低，且成本较高。更重要的是，当将这种多孔的粉末状甲醛捕收剂应用于木材时，会严重影响涂层的性质，例如透明度、耐磨性、光泽、涂层对木材的粘附性等。

因此，需要一种应用范围较广的酸固化涂料组合物，其具有非常低的游离甲醛含量，并且同时涂层性质(例如涂层硬度、光泽度、干燥速度或透明度)不受损害、甚至得到改善。

发明内容

如背景技术部分所描述，现有技术中的技术方案均不能很好地解决上述问题，既保证游离甲醛含量降低，又不损害其他性质。一方面，由于酸固化涂料本身的特殊性，氨基树脂的使用导致涂料具有大量游离甲醛，并且形成的涂层向环境中长期释放甲醛。另一方面，酸固化涂料具有优异的性质(例如耐磨性、耐水、耐热、耐黄变性等)，但这些性质容易受到氨基树脂的用量以及填料的影响。如何更好地解决酸固化体系的游离甲醛问题是本领域中迫切需要解决的一个难题。发明人尝试了大量可能的技术方案，并进行了深入的技术研究，付出了大量创造性劳动才发现了本文中所描述的技术方案。