[发明专利]一种具有抗菌效果的水性聚氨酯木器涂料

说明书

技术领域

本发明涉及有木器涂料相关技术领域，尤其涉及一种具有抗菌效果的水性聚氨酯木器涂料及其制备方法。

背景技术

木器涂料是涂料工业的重要组成部分，是指用于实木板、木纹面板、胶木板、纤维板等原材料制备的器材上的涂料，主要适用于家具、地板、文体用品、乐器及建筑装修材料等。目前，高性能和低VOC含量相结合的水性聚氨酯涂料，由于聚氨酯分子具有裁剪性，结合新的合成和交联技术，可以有效控制涂料的组成和结构，从而使其具有良好的低温成膜性、耐高温回黏性、高强度、耐磨性、环保性等，因此成为发展最快的涂料品种之一。如北京国家游泳中心即“水立方”的艺术地坪所使用的就是拜耳材料科技公司提供的水性聚氨酯涂料。

自1937年德国Otto．Bayer教授首次合成聚氨酯(PU)以来，因聚氨酯树脂具有优异的化学性能和机械物理性，在化学领域里得到了广泛的应用。聚氨酯涂料因具有优良的耐磨性、柔韧性、耐久性、防腐性和绝缘性而被广泛应用于石化设备、海洋、船舶、机电、车辆、纺织、皮革、木材、木器漆、塑料、建筑、防水涂料等领域。聚氨酯的发展大致可分为两个阶段：第一阶段主要以溶剂型为主；第二阶段是水性聚氨酯迅速发展的阶段。传统的溶剂型聚氨酯含有大量的有机溶剂和一定量的游离异氰酸酯，影响人们的身体健康和生活环境，特别是溶剂型双组分聚氨酯中的残留异氰酸酯单体，毒性极高。随着人类生活质量的提高，环保法规也越来越严格，各种环保条例对挥发性有机化合物(VOC)的排放量、有害溶剂的含量都有严格限制。而水性聚氨酯由于其以水为分散介质，不仅具有无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠等优点；同时还具有溶剂型聚氨酯的一些重要的性能特征，水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合，符合发展涂料工业的“三前提”(资源，能源，无污染)及“四E原则”(经济ECONOMY，效率EFFICIENCY，生态ECOLOGY，能源ENERGY) 和日益强化的时代要求相适应。因此近年水性聚氨酯涂料获得了广泛的应用。而以水为分散介质的水性聚氨酯具有无毒、不污染环境、节能、易操作等优点，并且应用领域广泛。随着各国环保法规对VOC的限制以及对环保的重视，使得水性聚氨酯得到了较快的发展，已在织物、皮革、粘合剂等领域得到了广泛应用，正逐步替代溶剂型聚氨酯。今后随着技术的进步和VOC含量的严格控制以及人们环保安全和健康意识的提高，水性PU将成为一个重要的发展方向。

聚氨酯从20世纪30年代开始发展，而在40年代才有少量水性聚氨酯的研究，1943年德国化学家Schlack在乳化剂及保护胶体存在下，将二异氰酸酯在水中乳化首次成功制备出聚氨酯乳液。1953年Du Pont公司的研究人员将二异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链合成了水性聚氨酯。但是当时聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，直至1967年才首次工业化， 1972年拜耳公司正式将聚氨酯水分散体作为皮革涂料进行大批量生产。20世纪七八十年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如德国Bayer公司的DispercollKA等系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶黏剂KR系列等等。自20世纪90年代后期，水性聚氨酯的应用领域开始不断拓宽，在PVC黏结、汽车内饰件、涂层、涂料等方面都有一定的工业化应用。

我国从1972年开始研究水性聚氨酯，20世纪90年代，安徽大学、丹东轻化工研究院、成都科技大学(现四川大学分部)等的PUD技术成果都先后被转化。目前，我国已有不少领域应用水性聚氨酯产品，但其中许多高档产品仍然不能自给，因此自主研发高性能水性聚氨酯就成为国内聚氨酯领域最热门的方向之一。