CN107686693A - 一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及木器漆技术领域，尤其涉及一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，所要解决的技术问题是提供一种固含量高、低粘度、硬度高、干燥速度快、丰满度好的水性木器漆面漆，采用的技术方案为：它主要由以下原料按重量份配制而成：甲基丙烯酸10‑20份，甲基丙烯酸甲酯5‑15份，甲基丙烯酸正丁酯10‑20份，甲基丙烯酸异冰片酯15‑25份，甲基丙烯酸‑2羟基丙酯5‑15份，脂环族丙烯酸酯25‑35份，引发剂0.5‑2份，硅烷偶联剂3.75‑28份，预聚体7.5‑15份。

Description

一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及木器漆技术领域，尤其涉及一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂。
背景技术
木器漆是指用于木制品上的一类树脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分为水性和油性。油性木器漆中所含的甲醛、苯、甲苯及二甲苯，挥发性有机化合物（VOC）， 会损害人的呼吸系统、造血机能、免疫系统和造成一些基因遗传等方面的疾病。近年来不断有媒体大量报道在家庭装修后，因为这些有害物质引发的白血病、肺癌、哮喘、肺气肿、免疫力下降等方面的疾病。而水性木器漆的生产过程是一个简单的物理混合过程。水性木器漆以水为溶剂，无任何有害气体挥发，是目前最安全，最环保的家具漆涂料。由于人们对环保和居家健康的重视，水性木器漆面漆已逐渐取代传统溶剂型油漆，其低碳环保的理念是未来家具漆发展的方向，所以，涂料行业在七十年代将木器漆研究方向转向了环保、健康的水性涂料领域。
水性木器漆在我国研究比较早的，但是直到八十年代，才有为数不多的品种问世，其中有单组分的，也有双组分的，水性木器漆有三大技术瓶颈影响了水性木器漆的推广和使用：一是硬度低；二是干燥速度慢；三是丰满度不能满足人们要求。
面漆是涂装的最终涂层，面漆除了具有装饰性，而且也可以起到对外表面的保护作用，但是现有的面漆不仅质量不好，使用寿命短，而且，面漆中含有二甲苯等污染性组分，因此会对人体产生很大的伤害，不符合当前的环保标准。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种固含量高、低粘度、硬度高、干燥速度快、丰满度好的水性木器漆面漆。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料按重量份配制而成：甲基丙烯酸10-20份，甲基丙烯酸甲酯5-15份，甲基丙烯酸正丁酯10-20份，甲基丙烯酸异冰片酯15-25份，甲基丙烯酸-2羟基丙酯5-15份，脂环族丙烯酸酯25-35份，引发剂0.5-2份，硅烷偶联剂3.75-28份，预聚体7.5-15份。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
所述硅烷偶联剂为三乙氧基丙基丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或任意两种的混合物。
所述预聚体所用原料按重量百分比配制：20-60%的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、5-10%的三乙氧基丙基甲基丙烯酸酯、5-10%的甲基丙烯酸-2-乙基己酯、5-20%的乙烯基三异丙氧基硅烷、20%的正丙醇、酮二丁基锡0.5-1%、铂催化剂0.1-0.5%；按照以下步骤进行：
1）先将3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基丙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯加入反应釜；
2）用正丙醇作溶剂及回流用；
3）催化剂用酮二丁基锡和铂催化剂；
4）在90-110℃滴加乙烯基三异丙氧基硅烷、催化剂封端，滴加1-2小时、保温4-6小时，降温备用。
所述铂催化剂为乙酰丙酮铂、四氯化铂、氯亚铂酸钾中一种或任意两种或三种的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂的制备方法，制备过程如下：①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和70%-80%引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和剩余的引发剂混合、溶解均匀备用；
③将甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度，使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度，使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆面漆。
如上所述，本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1、固含量高，粘度低：采用本发明所述的特定配方和方法制得的水性木器面漆在保证粘度低、流变性佳的情况下，具有非常高的固含量，使生产效率高、运输成本低、干燥快、能耗低；
2、干燥速度快、粒径细、防止木材胀筋：采用本发明所述的特定配方和方法制得的水性木器面漆干燥时间快、粒径细，能有效的防止中纤板、橡木、松木等木材的胀筋的问题；
3、极好的丰满度：本发明的水性木器面漆与底材附着力极其优异，细小粒径对基材表面填充性优异，使得表面平整，从而具有极好的丰满度；
4、硬度高、韧性好、打磨性好：本发明的水性木器面漆保证了漆膜有一定的硬度和打磨性，用800目的砂纸打磨不粘砂纸、易磨平；
5、附着力好、填充性好、耐盐雾性佳、抗腐蚀性强、安全环保，同时具有水性木器漆的其他共性特点，其他性能也符合国家相关标准。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料配制而成：甲基丙烯酸144g，甲基丙烯酸甲酯90g，甲基丙烯酸正丁酯135g，甲基丙烯酸异冰片酯180g，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯90g，脂环族丙烯酸酯270g，引发剂18g， 3-甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷100g，预聚体106g。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂制备过程如下：
①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和12g引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和6g引发剂混合、溶解均匀备用；
③将810g甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度 1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后将溶剂降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆用丙烯酸树脂。
实施例2
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料配制而成：甲基丙烯酸135g，甲基丙烯酸甲酯90g，甲基丙烯酸正丁酯144g，甲基丙烯酸异冰片酯180g，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯90g，脂环族丙烯酸酯270g，引发剂20g，三乙氧基丙基丙烯酸酯100g，预聚体106g。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂制备过程如下：
①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和14g引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和6g引发剂混合、溶解均匀备用；；
③将810g甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度 1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后将溶剂降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆用丙烯酸树脂。
实施例3
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料配制而成：甲基丙烯酸180g，甲基丙烯酸甲酯144g，甲基丙烯酸正丁酯90g，甲基丙烯酸异冰片酯135g，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯90g，脂环族丙烯酸酯270g，引发剂19g， 3-甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷100g，预聚体106g。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂制备过程如下：
①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和14g引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和5g引发剂混合、溶解均匀备用；；
③将810g甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度 1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后将溶剂降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆用丙烯酸树脂。
实施例4
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料配制而成：甲基丙烯酸90g， 甲基丙烯酸甲酯180g，甲基丙烯酸正丁酯90g，甲基丙烯酸异冰片酯135g，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯144g，脂环族丙烯酸酯270g，引发剂19g，乙烯基三异丙氧基硅烷150g，预聚体106g。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂制备过程如下：
①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和14g引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和5g引发剂混合、溶解均匀备用；；
③将810g甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度 1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后将溶剂降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆用丙烯酸树脂。
实施例5
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料配制而成：甲基丙烯酸144g，甲基丙烯酸甲酯90g，甲基丙烯酸正丁酯90g，甲基丙烯酸异冰片酯225g，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯90g，脂环族丙烯酸酯270g，引发剂18g，乙烯基三甲氧基硅烷130g，预聚体106g。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂制备过程如下：
①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和12g引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和6g引发剂混合、溶解均匀备用；
③将810g甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度 1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后将溶剂降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆用丙烯酸树脂。
实施例6
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，它主要由以下原料配制而成：甲基丙烯酸180g，甲基丙烯酸甲酯135g，甲基丙烯酸正丁酯90g，甲基丙烯酸异冰片酯225g，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯54g，脂环族丙烯酸酯270g，引发剂17g，乙烯基三乙氧基硅烷70g，预聚体100g。
所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂制备过程如下：
①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2-羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和13g引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和4g引发剂混合、溶解均匀备用；
③将810g甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度 1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后将溶剂降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆用丙烯酸树脂。
以上所述预聚体所用原料按重量百分比配制：45g的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、8g的三乙氧基丙基甲基丙烯酸酯、7g的甲基丙烯酸-2-乙基己酯、15g的乙烯基三异丙氧基硅烷、20g的正丙醇、酮二丁基锡1g、铂催化剂0.5g；按照以下步骤进行：
1）先将3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基丙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯加入反应釜；
2）用正丙醇作溶剂及回流用；
3）催化剂用酮二丁基锡和铂催化剂；
4）在90-110℃滴加乙烯基三异丙氧基硅烷、催化剂封端，滴加1-2小时、保温4-6小时，降温备用。
表1水性木器漆面漆质量技术指标检测结果
检测项目 检测方法 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
表干时间/min GB/T1728-1979（89）乙法 25 24 24 25 24 24
实表干时间/h GB/T1728-1979（89）甲法 2 2 2 2 2 2
硬度 GB6739-1996 H H H H H H
附着力 GB/T9286-1998 好 好 好 好 好 好
耐冲击 GB/T1732-1993 50 50 50 50 50 50
耐盐雾/h GB/T1771-91 550 540 560 555 510 530
耐磨性 HG/T3828-2006 好 好 好 好 好 好
耐划伤（100g） HG/T3828-2006 未划伤 未划伤 未划伤 未划伤 未划伤 未划伤
耐醇性 GB/T4893-1-2005 好 好 好 好 好 好
耐水性 GB/T4893-1-2005 好 好 好 好 好 好
耐碱性 GB/T4893-1-2005 好 好 好 好 好 好
储存稳定性 GB/T6753.3-1986 好 好 好 好 好 好
柔韧性 GB/T1731-1993 好 好 好 好 好 好
光泽 GB/T954 93 94 94 95 93 93
丰满度 目测 优 优 优 优 优 优
从表1的水性木器漆面漆性能检测的结果可见，本发明所述的水性木器漆面漆具有很好的耐盐雾性能、耐盐水、耐候性，同时具有很好的丰满度、硬度高、韧性好、打磨性好等特性。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (5)

1.一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，其特征在于：它主要由以下原料按重量份配制而成：甲基丙烯酸10-20份，甲基丙烯酸甲酯5-15份，甲基丙烯酸正丁酯10-20份，甲基丙烯酸异冰片酯15-25份，甲基丙烯酸-2羟基丙酯5-15份，脂环族丙烯酸酯25-35份，引发剂0.5-2份，硅烷偶联剂3.75-28份，预聚体7.5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰和二叔戊基过氧化物的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为三乙氧基丙基丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基三异丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或任意两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种水性木器漆面漆用丙烯酸树脂，其特征在于：所述预聚体所用原料按重量百分比配制：20-60%的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、5-10%的三乙氧基丙基甲基丙烯酸酯、5-10%的甲基丙烯酸-2-乙基己酯、5-20%的乙烯基三异丙氧基硅烷、20%的正丙醇、酮二丁基锡0.5-1%、铂催化剂0.1-0.5%；按照以下步骤进行：
1）先将3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基丙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯加入反应釜；
2）用正丙醇作溶剂及回流用；
3）催化剂用酮二丁基锡和铂催化剂；
4）在90-110℃滴加乙烯基三异丙氧基硅烷、催化剂封端，滴加1-2小时、保温4-6小时，降温备用。
5.一种权利要求1所述水性木器漆面漆用丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于：制备过程如下：①将甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸-2羟基丙酯，脂环族丙烯酸酯和70%-80%引发剂混合、溶解均匀备用；
②将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和剩余的引发剂混合、溶解均匀备用；
③将甲苯投入反应釜，加热，至回流并保持回流，开始滴加步骤①所得混合物，控制滴加速度，使步骤①所得混合物在2-4小时内滴完，滴完后继续保持温度1-2小时，补加步骤②所得混合物，控制滴加速度，使步骤②所得混合物在0.5-0.7小时内滴完，滴完后继续保持温度2小时，取样检验，测粘度、观察颜色变化，然后脱溶剂；
④脱溶剂后降温至80-90℃，滴加入含硅烷偶联剂的预聚体，继续降温至60℃，加入三乙胺和氨水的混合物，中和至PH值＞8，加水搅拌即得水性木器漆面漆。
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