[发明专利]高硬度纳米聚氨酯木器面层涂料及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料领域，具体为一种高硬度纳米聚氨酯木器面层涂料及其制备方法。按重量份数计，该涂料的成分和含量如下：聚氨酯树脂80～90份，不饱和聚酯树脂10～20份，纳米复合母液15～20份，复合缓蚀剂6～8份，有机缓蚀剂0.5～1.0份，引发剂1～3份，阻燃填料1～3份，异氰酸酯6～8份，有机溶剂5～10份。取聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、纳米复合母液、复合缓蚀剂、有机缓蚀剂、引发剂、阻燃填料、异氰酸酯、有机溶剂，按比例混合，经过分散、研磨到粒径为100nm以下，制备成高硬度纳米聚氨酯木器面层涂料。该涂料干燥速度快、强度和韧性高，硬度进一步提高，且对电磁波有屏蔽作用、不易老化，兼具有阻燃功能。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体为一种高硬度纳米聚氨酯木器面层涂料及其制备方法。

背景技术

木材制品包括实木木材和人造板材(胶合板，中密度纤维板和刨花板)，用于木材制品的涂料统称为木器涂料，包括家具、门窗、地板、护墙板、日常生活用木器、木制乐器、体育用品、文具、玩具等所用涂料，以家具涂料为主。木器涂料按木器制造工艺分为2类，板材预涂料和木器成品涂装涂料，按涂料类型分为溶剂型涂料、水性涂料和无溶剂涂料。

聚氨酯木器漆是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物(也叫低分子氨基甲酸酯聚合物)和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。聚氨酯木器漆优点是一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。是目前很有发展前途的一类涂料品种。主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪涂料、电子涂料、特种涂料等。该漆可与环氧底漆、聚氨酯底漆、过氯乙烯底漆配套使用，也可单独使用。

聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。聚氨酯树脂为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物，英文缩写PU，由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(－50～150℃)的材料，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。

不饱和聚酯木器漆为无溶剂漆，由带不饱和键的二元酸和二元醇为主经加热缩聚反应得到的不饱和聚酯树脂为成膜物，在引发剂、促进剂或特种能源的作用下，与作为稀释剂使用的含自由基的不饱和单体聚合交联，形成网状结构的不溶的涂膜。该漆品种以交联固化方式可分为三类：催化固化型不饱和聚酯漆、光固化型不饱和聚酯漆和电子电子束型不饱和聚酯漆。

溶剂型聚氨酯涂料是一种高档的涂料品种，九十年代产量提高很快；但常规的溶剂型聚氨酯涂料含有约40％的有机溶剂，因此涂料VOC(挥发性有机物)带给大气的污染非常巨大。21世纪涂料的发展方向之一是环保型涂料，即低污染或无污染涂料，主要包括高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料。其中，水性涂料是最重要的一类，但现有技术中存在的主要问题如下：(1)干燥速度太慢。常温下很多天内达不到最终硬度，产品叠放时很容易粘连，无法满足工业化高品质、高效率涂装的要求。水的蒸发热较高，在高温度、低温度的环境下，水性涂料的干燥就更慢，并且特别容易出现泛白、开裂、镜框、光泽不均匀等施工问题；(2)通用的聚氨酯树脂自身机械性能差，强度低，韧性差；固化后易开裂，且对电磁波无屏蔽作用，在紫外光下易老化。已有的增韧改性方法虽然在一定程度上提高聚氨酯树脂的韧性，但却损害树脂的其它优良性能，如：降低树脂的强度、耐磨性。(3)阻燃效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硬度纳米聚氨酯木器面层涂料及其制备方法，该涂料干燥速度快、强度和韧性高，且对电磁波有屏蔽作用、不易老化，兼具有阻燃功能。

本发明的技术方案是：