[发明专利]一种链状硅溶胶改性水性木器漆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种链状硅溶胶改性水性木器漆的方法，目的是提高水性木器漆的硬度。具体包括以下步骤：将粒子形状为长链状的硅溶胶（后面称为链状硅溶胶）与水性聚丙烯酸酯或水性聚氨酯改性聚丙烯酸酯木器漆直接进行掺混，经搅拌均匀后，获得一种含有链状硅溶胶成分的新型水性木器漆，链状硅溶胶的添加量可根据水性木器的固含量进行计算，添加量一般控制在10‑30%。与球形硅溶胶相比，在水性木器漆中掺混一定量的链状硅溶胶，可以显著提高其涂层的硬度（可提高2H）。该发明操作简单方便，具有很高的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及水性木器漆领域，具体涉及一种链状硅溶胶改性水性木器漆及其制备方法，更提供了提高水性木器漆硬度的方法。

背景技术

水性木器漆是指应用于木质品（如家具、木地板）的漆，主要起到保护木材和增加木制品美观的作用。水性木器漆与溶剂型木器漆相比在节约能源和保护环境方面具有无可比拟的优越性，但是前者的漆膜综合性能与后者还存在较大差距，尤其表现在漆膜固化后硬度较低，偏软，不耐磨和不耐刮擦等方面，这极大地限制了水性木器漆在家具行业的使用。

现阶段市面销售水性木器漆主要有水性聚丙烯酸酯木器漆、水性聚氨酯改性聚丙烯酸酯木器漆及水性聚氨酯木器漆。目前的水性丙烯酸木器漆主要优点是环保，但漆膜硬度较软，铅笔法测试的漆膜硬度仅为 HB，耐磨及抗化学性较差，综合性能比不上传统油漆；水性聚氨酯改性聚丙烯酸酯木器漆主要特点是相较于水性聚丙烯酸酯木器漆，其耐磨性及耐腐蚀性有所增强，丰满度较好，但漆膜硬度铅笔法测试仅为1H；水性聚氨酯木器漆的主要特点为是漆膜丰满度较好，色彩调配、使用寿命方面等存在明显优势，但漆膜最终硬度也仅达到1-1.5H，目前水性聚氨酯木器漆仅有少数厂家能生产，生产难度大，而且生产成本较高。

为了提高水性木器漆漆膜性能，目前的解决方案主要涉及两方面内容：①着重对水性木器漆用树脂原料进行开发；②着重对水性木器漆的配方进行优化。由于受限于水性树脂原料的本质性能和水性树脂合成技术的发展，短期内开发出新的树脂原料还存在相当大的难度，因此，很多技术人员将研究重点转向了配方设计，通过优化配方，例如向水性木器漆中加入无机材料（颗粒、纤维、粉体等），来提高水性木器漆的漆膜综合性能。上海新安纳电子科技有限公司在2004年申请的专利CN104559336（一种改性硅溶胶及其制备方法）提到将制备的改性球形硅溶胶加入到水性漆中，改性后的球形硅溶胶提高了与高分子树脂的相容性，经测试漆膜性能提高，但硬度提高不明显。广东华兹卜新材料科技有限公司在2017年申请的专利CN107903797A（一种添加改性二氧化硅的水性木器漆及其制备方法）提到用硅酸乙酯水解反应得到硅溶胶，再用KH-550硅烷偶联剂对硅溶胶颗粒表面进行改性，最后将改性硅溶胶加入到水性漆中，经测试漆膜的耐干湿性、抗冲击性、柔韧性都有提高，但漆膜硬度指标未说明。国外阿克苏诺贝尔公司也介绍了一种成熟的改性硅溶胶产品（表面改性7nm球形硅溶胶）可应用于水性漆提高漆膜的性能，但是漆膜的硬度测试结果也不是很理想。

在上述公开的发明专利和产品介绍中，涉及使用的改性硅溶胶有一个共同点：都是使用球形硅溶胶，经表面改性后添加到水性漆体系，以达到改善漆膜性能的目的，但漆膜硬度性能提升效果不明显。

硅溶胶作为应用于水性木器漆中的一种新颖成分，是绿色环保的无机材料。硅溶胶是纳米二氧化硅颗粒在水中的分散液，根据形貌可分为球形硅溶胶和非球形硅溶胶（如土豆状、长链状），其中很多专利和文献资料介绍了土豆状硅溶胶在化学机械抛光等领域的应用，而有关链状硅溶胶在涂料中的使用还未曾有相关专利和文献报道。本发明对水性木器漆的配方设计进行了优化，使水性木器漆在实际应用中表现出更优异的性能。

发明内容

鉴于上述球形硅溶胶的技术缺点，本发明的目的在于提供一种链状硅溶胶改性水性木器漆及其制备方法，更提供了提高水性木器漆硬度的方法，此方法可明显提高水性木器漆漆膜的硬度，该方法操作方便简单，绿色环保，具有很好的实际应用价值。

为实现上述目的，本发明是采取以下技术方案来实现的：