一种木器用油漆及制备方法与流程

1.本发明涉及一种油漆，特别是一种木器用油漆，以及一种木器用油漆的制备方法。


背景技术：

2.油漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。
3.油漆是家庭装修装饰过程中不可缺少的材料之一。近几年来，随着人民生活的不断提高，以及环保呼声的日益高涨，人们对家具漆的要求越来越高。现代的油漆正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业，也在我们生活中被广泛使用。木器油漆可有效保护木质家具，可在家具表面形成牢固附着的漆膜，有效防止虫蛀、发霉，从而延长使用寿命。
4.传统的木门的耐候性较差，在湿度和温度变化较大的环境中长期使用时，容易产生变形和开裂，尺寸稳定性差，在湿度较高的环境中使用时，容易产生变色、腐朽，稳定性差。因而，传统木门上均会覆盖一层足够厚度的油漆涂层，以达到防止木门在湿度比较高的环境中使用时易产生变色、变形、腐朽的产生，提高木门的尺寸稳定性。
5.但是，目前市场上的木器油漆其耐腐蚀性、机械强度(粘结强度、抗压强度、耐磨性等)不理想。


技术实现要素：

6.本发明人为了克服上述技术问题，开发了具有改善的物理性能和功能性的油漆。如下述所述，本发明人将有机物高分子树脂和无机物陶瓷增强剂以最佳比例混合时，在这种情况下，发现可以提高油漆的机械强度，例如粘结强度和耐磨性，以及保持光滑的表面状态，从而完成本发明。
7.因此，本发明的一个目的是为了提高耐磨性，优化陶瓷增强剂含量，无论木器(橱柜门及家具)的形状、大小都可以涂布，作业时不移动木器，可以在现场立即涂布，在常温下使用的木器用油漆以及提供它的制备方法。
8.本发明的另一个目的是利用复合材料和陶瓷增强剂组合物制成的有机材料，以最佳比例配合，改善粘结强度、耐磨等机械强度，以经济方式，提供高性能木器用油漆及利用该方法的木器用油漆的制备方法。
9.上述本发明的目的可以通过一种高功能性的木器用油漆组合物以及用于木器的油漆的制备方法来实现，该组合物的特征在于它包含10至16重量％的可固化环氧树脂，58至64重量％的氧化铝化合物，10至15重量％的碳化硅#240，10至14重量％的碳化硅#1200以及2至5重量％的二氧化钛。
10.其中，所述氧化铝化合物为α
‑
氧化铝。
11.其中，所述碳化硅是重量比为1∶1的#240碳化硅和#1200碳化硅的混合物。
12.本发明提供了一种用于木器的油漆组合物的制备方法，该方法包括：a)将可固化
的环氧树脂和二氧化钛混合到混合器中并预先混合以获得预混合物；b)将所述预混合物放入捏合机中进行一次搅拌；c)将#1200的碳化硅添加到捏合机中进行二次搅拌；d)将#240的碳化硅添加到捏合机中进行三次搅拌；e)将氧化铝化合物加入到捏合机中进行四元搅拌。
13.其中，所述第一搅拌步骤以400至600rpm搅拌30至90秒，并且所述第二至第四搅拌步骤以800至1200rpm搅拌20至40秒。
14.根据本发明的用于木器的油漆组合物及其制备方法，通过获得关于陶瓷增强材料(无机材料)和环氧树脂(有机材料)之间的复合材料的组成的最佳比率，该复合材料具有以下特征：最大程度地发挥耐磨耗性和作为表面涂层剂的粘结强度和耐磨性的改善可以提高机械强度等，并且可以提供由于不产生裂纹而可以具有光滑的表面状态的油漆组合物，以及考虑到可加工性，生产率和经济性的制造过程，包括材料选择技术，可以提供技术标准，并且在国外先进技术产品在国内市场处于寡头垄断的当前市场中，通过采用独立的国内技术进行开发，与昂贵的国外先进技术产品相比，它们可能以较低的生产成本提供与之相当的性能，有望帮助替代进口，增加生产渠道和增加销售。
附图说明
15.图1是油漆组合物的制备方法的工艺流程图；
16.图2是显示环氧树脂粘度随软化温度变化的曲线图；
17.图3是试样的sem照片(倍率
×
100)。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应该属于本发明保护的范围。
19.本发明提供了一种用于木器的油漆组合物，其特征在于，其包含10至16重量％的可固化环氧树脂，58至64重量％的氧化铝化合物，10至15重量％的碳化硅#240，10至14重量％的碳化硅#1200以及2至5重量％的二氧化钛。更优选包含固化剂为10至11重量％的可固化环氧树脂，59至64重量％的氧化铝化合物，10至14重量％的碳化硅#240和10至14重量％的碳化硅#1200和2至5重量％的二氧化钛。
20.可固化环氧树脂可以是选自由环氧树脂，聚丙烯酸酯树脂，聚氨酯树脂和聚烯烃树脂组成的组中的任何一种，但不限于此。
21.氧化铝化合物，也称为氧化铝，表现出耐磨油漆最多的含量，是提高油漆耐磨性的重要材料，硬度高，耐磨性优秀。
22.它可以是选自由α
‑
氧化铝，β
‑
氧化铝和γ
‑
氧化铝组成的组中的任何一种，但不限于此。
23.在氧化铝化合物中，α
‑
氧化铝是拜耳法的产物(熔点：1999至2032℃)，β
‑
氧化铝在高温(1500℃或更高)下具有稳定的形式，而γ
‑
氧化铝是三水合物或α
‑
水合氧化铝，在加热，脱水并保持在900℃时获得，并在设定为1000℃或更高温度时转变为α
‑
氧化铝，它也包含在铝在阴极氧化时形成的薄膜中。
24.上述硅碳化物(sic)是在大小较大的铝氧化物的孔极之间填充的粉末，也用于研磨材料、电阻体、耐火材料等，是耐磨材质。为了最大限度地增加耐磨性，需要最大限度地添加陶瓷强化剂含量，硅碳化物(sic)的平均粒子大小最好是将硅碳化物(sic)#1200(14
±
)和#240(60
±
)以1∶1的比例使用。
25.考虑到经济性，碳化硅是具有低纯度但强度足以用作磨料的材料，并且相对便宜。另外，由于基本阶段尚不包括彩色颜料，因此尺寸和颜色不同，并且在混合时选择绿色和黑色以进行颜色分类。
26.如果需要，除了碳化硅之外，还可以混合或替换碳化硼(b4c)和选自由二氧化硅(sio2)组成的组中的任何一种，但是本发明不限于此。
27.另外，二氧化钛具有大的遮盖力，因此它几乎不溶于所有溶剂，具有非常高的折射率，并且表现出高散射性。由于它是非常稳定的材料，因此可以提高遮盖力，耐候性以及耐热或耐光变色性。在本发明的组合物中，优先选择并使用平均粒径为0.36μm的粉末。
28.作为其他添加剂，在从油漆的制造到固化(干燥)以维持耐久性的每个步骤中，它均起辅助作用，并且根据功能，可以存在各种添加剂。
29.与普通油漆不同，本发明的组合物具有非常高的陶瓷密度。因此，在混合后经过一定时间，会发生沉降现象，并且最重要的是，在涂布后和在工作环境中固化之前会发生流挂，从而导致适销性差。为了改善这一点，可以添加少量的抗沉降剂或分散剂。
30.本发明中还提供了一种用于木器的油漆组合物的制备方法，该方法包括：a)将可固化的环氧树脂和二氧化钛混合到混合器中并预先混合以获得预混合物；b)将所述预混合物放入捏合机中进行一次搅拌；c)将#1200的碳化硅添加到捏合机中进行二次搅拌；d)将#240的碳化硅添加到捏合机中进行三次搅拌；e)将氧化铝化合物加入到捏合机中进行四次搅拌。
31.其中，所述第一搅拌步骤以400至600rpm搅拌30至90秒，并且所述第二至第四搅拌步骤以800至1200rpm搅拌20至40秒。
32.如果不按顺序添加可固化树脂，二氧化钛，碳化硅和氧化铝化合物，则无论搅拌条件如何，都可能发生一些原料聚集的现象。
33.另外，仅通过一次混合而进行搅拌时，各成分不能均匀地分散，并且固化性树脂具有在反应容器壁，粒径小的填料和二氧化钛上堆积反应的现象。
34.为了制造本发明的油漆组合物，一般油漆、涂料生产用的高速rpm搅拌机在搅拌时因粘度性导致搅拌不顺畅，易引起磨损，生产设备受损。
35.与普通油漆、涂料和腻子型堵漏剂不同，由于其特性，它包含80％以上的高强度陶瓷，并且由于其高密度，普通搅拌器会对搅拌叶片(叶轮)和内部部件造成严重的磨损。搅拌时的表面和补强材料由于尺寸在1mm至0.36μm之间变化，并且密度高，不易混合，因此考虑到各种类型，需要使用以下“捏合机”设备规格。搅拌叶片具有水平结构而不是垂直结构，具有加热功能，并且能够对高粘度进行低速rpm控制。
36.示例
37.测试例1：基本混合实验
38.为了确认陶瓷在树脂中的均匀分散和搅动，在基本室温下进行了基本的混合实验。混入顺序依次是树脂、二氧化钛、硅石、铝氧化物，从小粒度开始混入。在这种情况下，必
须首先将小粒径分散在树脂中，以便改善搅拌状态。
[0039]1‑
1)使用软化温度的分散实验(捏合机)
[0040]
基本配方中的一个重要考虑因素是二氧化钛(tio2)的分散体，其最小粒径为0.36μm。尽管它仅占总重量的2％至3％，但它是一种非常稳定的材料，因此必须均匀分散，因为它的作用是提高遮盖力，耐候性以及耐热或耐光变色性。
[0041]
它可以通过paste mixer设备轻松分散，但是具有不同搅拌原理的捏合机并不容易。
[0042]
为了解决该问题，通过首先施加环氧树脂的软化温度来进行实验。
[0043]
环氧树脂具有粘度随软化温度(在某些条件下搪瓷或玻璃料开始流动的温度)而变化的现象。温度越高，粘度越低，使增强材料的混合更加容易。但是，过度加热会引起陶瓷增强材料的沉淀，因此必须保持适当的温度。图2是示出根据软化温度的环氧树脂粘度变化曲线的图。
[0044]
首先，将混合物用捏合机加热，并加入环氧树脂。一定时间后，将二氧化钛混合并搅拌。以这种方式在每个温度下进行实验，但是所有实验都集中在搅拌叶片上，温度越高，发生沉淀现象的可能性就越大。
[0045]
测试例2：均质机分散实验
[0046]
根据实验结论，作为预实验的结果，需要单独的预混合(pre
‑
mix)，即使二氧化钛在树脂中的分散也不能获得令人满意的结果，用称为“均质器”或“均质器”的均质机进行了测试。
[0047]
该实验装置的主要功能是可以使不均匀状态均匀化的装置，就好像只有一种物质一样，它主要用于化妆品公司，主要用于需要乳化的产品(乳液，霜剂，香精等)。工作原理是，当叶轮(机翼)通过均质混合器底部的强劲旋转吸入内含物时，它会通过机体与叶轮之间的微小间隙被吸入，并且颗粒通过孔从孔中飞散。当该分散装置处于低粘度状态时，它应该是光滑的并且具有小的粒径。
[0048]2‑
1)二氧化钛(tio2)分散实验
[0049]
二氧化钛的分散实验是在实验室温度(23℃)下进行的，通过改变转速和加热进行实验，结果达到了均匀的分散，并且根据变化因素没有显着差异。
[0050]2‑
2)碳化硅(sic，#1200)分散实验
[0051]
在二氧化钛分散实验之后，通过按碳化硅的顺序混合较小的#1200尺寸进行实验。通过以300
‑
550rpm和加热变化进行试验的结果，获得了均匀的分散，并且根据变化因素没有明显的差异，但是当分散操作停止时，立即出现了沉降现象，这是不合适的。
[0052]
建立混合过程后，通过重复实验，观察到如下根据混合比率的现象。
[0053]
以上实验结果显示，陶瓷强化剂的含量最多为88％，超过88％时，陶瓷强化剂的过量与树脂不相交，成为浮游物。对于固化剂，比重低，粘度低。
[0054]
实施例1至3和比较例1：使用复合材料制备用于木器的油漆
[0055]
如表1所示，用于木器的陶瓷增强剂(无机)α
‑
氧化铝(粒径：0.8～1.2mm)，碳化硅和二氧化钛(粒径：0.36μm)和有机环氧树脂制备了涂层。单位是重量％。
[0056]
具体而言，将可固化环氧树脂和二氧化钛在混合机中混合，然后进行预混合以获得预混合物，然后将预混合物引入捏合机中，首先以500rpm的速度搅拌60秒，然后在搅拌机
中加入#1200碳化硅。碳化硅#240和氧化铝化合物依次加入捏合机，并且在添加步骤之间以1000rpm执行搅拌步骤30秒以制备油漆。
[0057]
表1
[0058][0059][0060]
其中，选择表现出最佳搅拌条件的样品a，b和c(实施例1
‑
3)来制备性能测试用的试件。
[0061]
测试例3：性能测试
[0062]
使用在上述示例中制备的试件，制备了用于机械强度(弯曲强度，拉伸强度，抗压强度)测量和可靠性测试(气蚀，摩擦磨损，抗崩裂性)的试件，以与先进技术产品进行比较。下表2是性能评估指标，表3是机械强度测试指标，表4是可靠性测试指标。
[0063]
表2
[0064][0065]
表3
[0066][0067][0068]
表4
[0069][0070]
另一方面，准备了三个样品，分别切割了样品a，b和c(实施例1至3)，并用电子显微镜照相后要求检查孔隙率。图3是试样的sem照片(倍率
×
100)。
[0071]
测试的结果是，就孔隙率而言，判断所有样品a，b和c在没有孔的材料之间具有稳定的粘附力。(圆形是切掉陶瓷珠的状态)。
[0072]
性能指标评价试验结果(密合强度，耐磨性，肖氏d硬度，耐冲击性)示于下表5。
[0073]
表5
[0074][0075]
作为根据本发明的实施方式开发的产品的样品的测试结果，并且全部满足性能指标。
[0076]
为了验证根据示例的测试样品的性能，设置了如表6中所示的性能指标。
[0077]
表6
[0078]
[0079][0080]
作为对测试样品的性能评估的结果，发现所有五个评估项目都得到了实现。
[0081]
进行单独的机械强度测试以比较性能指标以外的性能，方法是将其用作具有更好耐磨性的样品c的结果值，结果显示在表7中。
[0082]
表7
[0083][0084]
样品a和b被测量了两次，最后一个样品c被测量了一次。测试的结果是，样品c是最好的(单位：mpa)。
[0085]
作为该测试的结果，当比较先进技术产品和开发产品(样品c，实施例3)时，发现两者均具有高机械强度。特别是，抗弯强度和抗压强度表现出优异的性能，与国外先进技术产品相比，相差近30mpa。
[0086]
下表8显示了将国外先进技术产品和已开发产品的机械强度测试结果进行比较的结果。
[0087]
表8
[0088][0089]
如上所述，本发明的木器用油漆与先进技术产品相比具有可比或更好的性能，甚至在制备方法和原料改变以降低生产成本方面也表现出令人满意的性能。
[0090]
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。