CN109554085A - 一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，按重量份数计，其组成为：高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液55‑80份、润湿分散剂0.5‑2份、流平剂0.1‑0.5份、消泡剂0.1‑0.5份、增稠剂0.1‑0.5份、成膜助剂3‑10份、颜填料0‑40份，去离子水30‑50份。本发明以高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液为成膜基体，该醇酸树脂的分子结构中含有大量线型聚芳砜链段，因此所述的木器漆固化后具备聚芳砜的高硬度、耐高温、耐溶剂、耐水的特性。

Description

一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆

技术领域

本发明涉及一种水性木器漆，尤其涉及到一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，属于水性木器漆技术领域。

技术背景

环境和能源是21 世纪我们面临的两大挑战，为了应对这种挑战，涂料工业正在由高污染、高能耗、极度依赖于石油工业产品的传统品种逐渐转向水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料和高固体分涂料这样的环境友好、节约资源型产品。

中国《室内用水性木器涂料》化工行业标准以及上海市《水性木器涂料施工工法》法规的陆续出台，促进了水性木器涂料的发展，水性木器漆研发投入迅速增长，人们对水性木器涂料有了更高的认识。

中国专利号CN201510816926.2公开了一种多功能水性木器漆，该多功能水性木器漆只需要纯净无杂质的清水作为稀释剂，具有无与伦比的环保优势，此外，还具有超强净味等功能，满足更好的室内装修需求；中国专利号CN201410783937.0公开了一种抗高温、高压的水性木器漆及其制备方法，该水性木器漆能耐120℃高温高压，以满足带漆半成品材料在高温高压条件下的压合工艺，在高温运输过程中不会因局部温度过高造成漆膜互粘掉漆的现象。

但是由于构成水性木器漆的主体乳液干燥后，由于交联度低，在水浸泡下已产生发白、起泡的现象，难以满足家具厂与客户的实际需求，耐水性以及硬度低制约了水性木器涂料的迅速发展，并成为水性木器漆推广中遇到的最严重的问题。

发明内容

为克服现有水性木器漆存在的硬度低、耐水性差差等问题，本发明旨在提供一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，按重量份数计，其组成为：高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液55-80份、润湿分散剂0.5-2份、流平剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、增稠剂0.1-0.5份、成膜助剂3-10份、颜填料0-40份，去离子水30-50份。

所述的润湿分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂为水性木器漆常用的添加成分。

所述的成膜助剂为醇酯十二；所述的颜填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、r-氧化铝粉、硫酸钡、云母粉、膨润土、高岭土、钛白粉、颜料中的至少一种。

所述的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液，按重量份数计，它由以下步骤制备：

（1）羟基封端的低分子量线型的聚芳砜的制备：通氮气条件下，在装有回流分水装置的反应釜中依次加入除水后的下列化合物：120-150份的二元酚化合物、130-145份4,4'-二氯二苯砜、10-20份分水溶剂、0.2-0.5份催化剂；然后加热反应釜至140-150℃后保温反应3h，再以5℃/h的升温速度升温至170-175℃，然后170-175℃下保温反应3-4h，整个反应过程中通过分水器除去反应过程中产生的水，最后通过加压蒸馏除去溶剂和杂质，得粘稠状无色透明液，即为羟基封端的低分子量线型的聚芳砜；

（2）聚芳砜改性醇酸树脂：通氮气条件下，将总量10-18份的羟基封端的低分子量线型的聚芳砜、15-24份不饱和脂肪油、8-12份多元醇、12-20份多元酸、3-6份N,N-二甲基甲酰胺加入到装有回流分水装置的反应器中，加热反应器至150-160℃保温反应2-3h，然后以10℃/h的升温速度升温至190-200℃保温反应3-5h；直到酸值降至50-80mgKOH/g，反应过程中通过分水器除水；然后降温至80℃，加入中4-8份中和剂搅拌反应0.5-1h，然后降低至室温加入0.5-1份乳化剂、80-120份去离子水搅拌乳化，得到所述的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液。

所述的二元酚化合物为双酚A、4,4'-联苯二酚、4,4'-二羟基二苯砜、4,4'-异亚丙基二邻甲酚中的至少一种；所述的二元酚化合物与4,4'-二氯二苯砜的物质的量的比为1.08:1-1.25:1；所述的分水溶剂为N-甲基吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述的催化剂为碳酸氢钾、碳酸钾、对甲基苯磺酰氯、对甲基苯磺酸、溴化碘中的至少一种；所述的不饱和脂肪油为豆油、亚麻油、蓖麻油、桐油中的至少一种；所述的多元醇为1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇中的至少一种；所述的多元酸为邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、富马酸、马来酸酐中的至少一种；所述的中和剂为三乙胺、N、N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基-1-丙醇中的至少一种；所述的乳化剂为市售T-80、S-80、NP-10、NP-12、AEO-9、TX-5、TX-7、TX-10、OP-9、OP-10中的至少一种。

所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，制备方法如下：

a、将转速调至400-600r/min，将润湿分散剂、流平剂、颜填料、成膜助剂、去离子水依次加入至分散缸中，将转速调至700-1000r/min状态下搅拌15-30min；

b、将将转速调回至400-600r/min，将高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液加入至分散缸中，搅拌15-30min；

c、依次加入增稠剂、消泡剂；将转速调回至400-600r/min状态搅拌15-30min；过滤包装，即制得基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆。

本发明以高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液为成膜基体，该醇酸树脂的分子结构中含有大量线型聚芳砜链段，因此所述的木器漆固化后具备聚芳砜的高硬度、耐高温、耐溶剂、耐水的特性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，按重量份数计，其组成为：高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液X55-80份、润湿分散剂2份、流平剂0.5份、消泡剂0.5份、增稠剂0.5份、醇酯十二10份、钛白粉40份，去离子水50份。

其中，所述的可乳化的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液X为申请的发明专利“一种高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液”中的实施例1方法制备。

本实施例中所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，制备方法如下：

a、将转速调至600r/min，将润湿分散剂、流平剂、颜填料、成膜助剂、去离子水依次加入至分散缸中，将转速调至700r/min状态下搅拌30min；

b、将将转速调回至600r/min，依次加入将高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液加入至分散缸中，搅拌15min；

c、依次加入增稠剂、消泡剂；将转速调回至600r/min状态搅拌15min；过滤包装，即制得基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆。

实施例2

一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，按重量份数计，其组成为：高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液Y55份、润湿分散剂0.5份、流平剂0.1份、消泡剂0.1份、增稠剂0.1份、醇酯十二3份、去离子水30份。

其中，所述的可乳化的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液Y为申请的发明专利“一种高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液”中的实施例2方法制备。

本实施例中所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，制备方法如下：

a、将转速调至400r/min，将润湿分散剂、流平剂、颜填料、成膜助剂、去离子水依次加入至分散缸中，将转速调至1000r/min状态下搅拌15min；

b、将将转速调回至400r/min，依次加入将高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液加入至分散缸中，搅拌30min；

c、依次加入增稠剂、消泡剂；将转速调回至400r/min状态搅拌30min；过滤包装，即制得基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆。

实施例3

一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，按重量份数计，其组成为：高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液Z60份、润湿分散剂1.5份、流平剂0.4份、消泡剂0.2份、增稠剂0.3份、醇酯十二8份、重质碳酸钙30份，去离子水35份。

其中，所述的可乳化的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液Z为申请的发明专利“一种高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液”中的实施例3方法制备。

本实施例中所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，制备方法如下：

a、将转速调至500r/min，将润湿分散剂、流平剂、颜填料、成膜助剂、去离子水依次加入至分散缸中，将转速调至800r/min状态下搅拌25min；

b、将将转速调回至500r/min，依次加入将高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液加入至分散缸中，搅拌25min；

c、依次加入增稠剂、消泡剂；将转速调回至500r/min状态搅拌25min；过滤包装，即制得基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆。

相同条件下将实施例1-3的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆与市售聚氨酯木器漆分别喷于橡木板表面，喷三次（厚度约为30微米），漆膜完全干燥后，性能测试结果如下表1：

表1 实施例的性能测试表

尽管本发明已作了详细说明并引用了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，按重量份数计，其组成为：高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液55-80份、润湿分散剂0.5-2份、流平剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、增稠剂0.1-0.5份、成膜助剂3-10份、颜填料0-40份，去离子水30-50份。

2.根据权利要求1所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，所述的润湿分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂为水性木器漆常用的添加成分。

3.根据权利要求1所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，所述的成膜助剂为醇酯十二；所述的颜填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、r-氧化铝粉、硫酸钡、云母粉、膨润土、高岭土、钛白粉、颜料中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，所述的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液，按重量份数计，它由以下步骤制备：

（1）羟基封端的低分子量线型的聚芳砜的制备：通氮气条件下，在装有回流分水装置的反应釜中依次加入除水后的下列化合物：120-150份的二元酚化合物、130-145份4,4'-二氯二苯砜、10-20份分水溶剂、0.2-0.5份催化剂；然后加热反应釜至140-150℃后保温反应3h，再以5℃/h的升温速度升温至170-175℃，然后170-175℃下保温反应3-4h，整个反应过程中通过分水器除去反应过程中产生的水，最后通过加压蒸馏除去溶剂和杂质，得粘稠状无色透明液，即为羟基封端的低分子量线型的聚芳砜；

（2）聚芳砜改性醇酸树脂：通氮气条件下，将总量10-18份的羟基封端的低分子量线型的聚芳砜、15-24份不饱和脂肪油、8-12份多元醇、12-20份多元酸、3-6份N,N-二甲基甲酰胺加入到装有回流分水装置的反应器中，加热反应器至150-160℃保温反应2-3h，然后以10℃/h的升温速度升温至190-200℃保温反应3-5h；直到酸值降至50-80mgKOH/g，反应过程中通过分水器除水；然后降温至80℃，加入中4-8份中和剂搅拌反应0.5-1h，然后降低至室温加入0.5-1份乳化剂、80-120份去离子水搅拌乳化，得到所述的高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液。

5.根据权利要求4所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，所述的二元酚化合物为双酚A、4,4'-联苯二酚、4,4'-二羟基二苯砜、4,4'-异亚丙基二邻甲酚中的至少一种；所述的二元酚化合物与4,4'-二氯二苯砜的物质的量的比为1.08:1-1.25:1；所述的分水溶剂为N-甲基吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述的催化剂为碳酸氢钾、碳酸钾、对甲基苯磺酰氯、对甲基苯磺酸、溴化碘中的至少一种；所述的不饱和脂肪油为豆油、亚麻油、蓖麻油、桐油中的至少一种；所述的多元醇为1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇中的至少一种；所述的多元酸为邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、富马酸、马来酸酐中的至少一种；所述的中和剂为三乙胺、N、N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基-1-丙醇中的至少一种；所述的乳化剂为市售T-80、S-80、NP-10、NP-12、AEO-9、TX-5、TX-7、TX-10、OP-9、OP-10中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，其特征在于，所述的基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆，制备方法如下：

a、将转速调至400-600r/min，将润湿分散剂、流平剂、颜填料、成膜助剂、去离子水依次加入至分散缸中，将转速调至700-1000r/min状态下搅拌15-30min；

b、将将转速调回至400-600r/min，将高硬度耐高温的聚芳砜改性的醇酸树脂乳液加入至分散缸中，搅拌15-30min；

c、依次加入增稠剂、消泡剂；将转速调回至400-600r/min状态搅拌15-30min；过滤包装，即制得基于聚芳砜改性醇酸树脂乳液的水性木器漆。