CN110628289B

CN110628289B - 一种水性木器耐污白面漆及其制备方法

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Publication number: CN110628289B
Application number: CN201910918373.XA
Authority: CN
Inventors: 林争超; 马吉全; 孙伟祖; 邓俊英; 孙家宽
Original assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd; Wanhua Chemical Ningbo Co Ltd
Current assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd; Wanhua Chemical Ningbo Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: CN110628289A

Abstract

本发明属于水性木器漆的技术领域，尤其涉及一种水性木器耐污白面漆及其制备方法，该水性木器耐污白面漆包括主漆A和固化剂B；主漆A包括：水性丙烯酸乳液，48‑60wt％，成膜助剂，4‑8wt％，水性助剂，1.3‑5.8wt％，钛白粉，18‑24wt％，消光粉，0.3‑1.2wt％，水，1.0‑28.4wt％；固化剂B为磺酸盐亲水改性的HDI三聚体。本发明的水性木器耐污白面漆在保持其优异硬度、抗划伤和附着力的基础上，对于不同污渍均有良好的抗性和耐性，尤其是针对红酒、芥末、咖啡、碱污渍等具有明显的耐污效果。

Description

一种水性木器耐污白面漆及其制备方法

技术领域

本发明属于水性木器漆的技术领域，尤其涉及一种水性木器耐污白面漆及其制备方法。

背景技术

家具是人们日常生活和工作的必备用品，它既是实用品，又是美化环境给人以美感享受的陈设品。中国是家具生产和出口的大国，家具涂料的总需求量相当大；2018年我国木器涂料的产量在140万吨以上，占涂料总产量的7％左右，并随着涂料总产量的逐年增长而增长。我国是家具出口大国，而出口家具对环保的要求较高，这就要求家具厂家使用水性木器涂料。随着人们环保和居家安全意识的提高以及国家政策的出台，将会促进我国水性木器涂料的发展。

目前，水性木器漆存在漆膜硬度差、抗划伤性差，对粉料包裹性能不够的问题，致使其耐性尤其是白漆耐污性难以满足需求，并且经过擦洗或油渍的污染很容易出现色差，影响漆膜的整体美观性。

申请号为201110253456.5的专利文件公开了一种双组分水性白色木门漆及其制备方法，该双组分水性白色木门漆含有水性羟基丙烯酸乳液和水性羟基聚氨酯分散体，磺酸盐和聚醚改性的HDI型固化剂；通过调整丙烯酸和聚氨酯树脂搭配，可实现硬度和柔韧性平衡，严格控制固化剂配比，可制备性能优异的双组分涂料。不过此技术只能解决常规的耐性(如，耐茶、耐醋)问题，并不能满足更高要求的耐咖啡、红酒和芥末要求；另外，此技术是通过高的化学交联密度实现的耐性，需要固化剂含量很高，占主漆量的比例达到25％，而磺酸盐和聚醚改性的HDI型固化剂价格普遍很高，此方案的综合成本太高，家具企业很难接受。

申请号为201810108045.9的专利文件公开了一种防涂鸦、防沾污、底面通用型水性木器白漆及其制备方法，该水性木器白漆中包含的水性丙烯酸乳液为多相自交联的纯丙烯酸分散体乳液和水性聚氨酯分散体复配，再选择合适的防涂鸦助剂，虽在一定程度上可实现改善其硬度、耐沾污和防涂鸦性能，但是此水性木器白漆应用受限于儿童房涂装，对于家具涂料在耐污性(如，咖啡、绿茶、红酒)的苛刻要求，此方案很难应用并解决该问题。

申请号为201510732579.5的专利文件公开了一种儿童家具专用防涂鸦水性木器白漆及其制备方法，该防涂鸦水性木器白漆中包含的水性自交联树脂为水性聚氨酯自交联树脂，该木器白漆对墨水及白板笔有很好的抵抗能力，但是对于家具表面耐咖啡、绿茶和芥末等要求无法满足。

申请号为201610749993.1的专利文件公开了一种复合多功能双组份水性木器白面漆，其包含水性羟基丙烯酸乳液和复合改性的自交联亲水性丙烯酸聚合物，固化剂组分为脂肪族聚异氰酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯。该专利文件中对自交联丙烯酸乳液进行复合功能的改性后再复配羟基丙烯酸乳液，搭配水性固化剂，制得的双组份木器白漆实现抗霉菌、除甲醛、耐污渍等功能。但是，其配方中固化剂用量较大，这会造成干速慢且成本高，很难被大量推广使用；另外，此双组份木器白漆对于芥末和红酒的抗污性无明显效果。

申请号为201510906059.1的专利文件公开了一种高抗划伤高性能水性木器哑光白面漆，其配方中包含水性自交联纯丙烯酸树脂。通过采用自交联纯丙烯酸树脂为成膜物质，在干燥过程中发生化学交联反应，形成三维网状结构，以提高漆膜的硬度和化学品抗性等，再加入高硬度的聚乙烯蜡和二氧化硅纳米复合材料，进一步提高抗划伤和硬度。但是，水性木器哑光白面漆中加入的单组分丙烯酸对如咖啡，红酒和芥末的耐污性普遍较差，很难被应用到高档家具领域。

因此，需要寻求一种新的水性木器耐污白面漆配方，既能实现优异的硬度、抗划伤性和针对家具方面的耐污性，同时又能操作容易、成本低(例如，固化剂的用量少)。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水性木器耐污白面漆及其制备方法，所得水性木器耐污白面漆在保持其优异的硬度、抗划伤和附着力的基础上，对于不同污渍均有良好的抗性和耐性，尤其是针对红酒、芥末、咖啡、碱污渍等具有明显的耐污效果；另外，本发明在水性木器耐污白面漆制备过程中所用的固化剂用量很少，可节约成本。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

在本发明的一方面，提供一种水性木器耐污白面漆，包括主漆A和固化剂B；

以所述主漆A的总重量计，所述主漆A采用包含以下重量百分含量的各组分配制而成：

水性丙烯酸乳液，48-60wt％(例如，50wt％、54wt％、56wt％、59wt％)，优选50-58wt％，

成膜助剂，4-8wt％(例如，4.5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％)，优选5-7wt％，

水性助剂，1.3-5.8wt％(例如，1.5wt％、2.5wt％、3wt％、4wt％、5wt％)，优选2-5.8wt％，

钛白粉，18-24wt％(例如，19wt％、21wt％、23wt％)，优选20-22wt％，

消光粉，0.3-1.2wt％(例如，0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.1wt％)，优选0.5-1wt％，

水，1.0-28.4wt％(例如，2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、15wt％、20wt％)，优选6.2-23.2wt％；

其中，所述水性丙烯酸乳液为核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液，且其壳层具有-COOH基团；

所述固化剂B为磺酸盐亲水改性的HDI三聚体。

根据本发明提供的水性木器耐污白面漆，一些示例中，所述固化剂B的用量为所述主漆A重量的3-10％(例如，3.5％、4％、5％、6％、8％、9％)。

根据本发明提供的水性木器耐污白面漆，一些优选实施方式中，以所述主漆A的总重量(例如，100wt％)计，所述主漆A采用包含以下重量百分含量的各组分配制而成：

水性丙烯酸乳液，50-58wt％，

成膜助剂，5-7wt％，

水性助剂，1.3-5.8wt％，

钛白粉，20-22wt％，

消光粉，0.5-1wt％，

水，6.2-23.2wt％。

一些示例中，以所述主漆A的总重量(例如，100wt％)计，所述主漆A中的所述水性助剂包含如下重量百分含量的各组分：

在一些优选实施方式中，以所述主漆A的总重量(例如，100wt％)计，所述主漆A中的所述水性助剂包含如下重量百分含量的各组分：

例如，一些示例中，以所述主漆A的总重量(例如，100wt％)计，所述主漆A采用包含以下重量百分含量的各组分配制而成：

例如，一些优选实施方式中，以所述主漆A的总重量(例如，100wt％)计，所述主漆A采用包含以下重量百分含量的各组分配制而成：

一些示例中，所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和乙二醇己醚中的一种或多种，优选选自二丙二醇甲醚和/或乙二醇丁醚。

一些示例中，所述钛白粉为采用氯化法生产的通用型的二氧化钛颜料，优选选自杜邦R706、杜邦R960和四川龙蟒钛业R996中的一种或多种。

一些示例中，所述消光粉为二氧化硅粉体，优选选自Evonik Degussa ACEMATTTS-100和/或Grace SY7000。

一些示例中，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物，优选选自Tego-805、Tego-810、Tego-815、Tego-825、Tego-902w和Tego-1488中的一种或多种。

一些示例中，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物，优选选自Byk-346、Byk-348、Surfgnol-104BC和Surfgnol-104E中的一种或多种。

一些示例中，所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷，优选选自Tego-410、Tego-450和Tego-245中的一种或多种。

一些示例中，所述pH调节剂选自氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。

一些示例中，所述增稠剂选自碱溶胀性增稠剂(如，万华化学A801)和/或聚氨酯缔合型增稠剂(如，万华化学U604、U605和U905)的一种或多种。

一些示例中，所述杀菌剂为活性成分是CMIT/MIT的复配产品，优选为陶氏化学的KATHON LX150。

根据本发明提供的水性木器耐污白面漆，优选地，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中，壳层含有的-COOH基团的质量占核壳两层单体总质量的1-3％(例如，1.5％、2％、2.5％、2.8％)。壳层含有-COOH基团除了可以保证乳液本身稳定性外，还能对面漆涂料配方中的钛白粉、消光粉等粉料有优异的包裹性，在成膜后能保证较好的耐污性。如果壳层-COOH基团的含量低于1％，其对钛白粉、消光粉等粉料的包裹性不够，导致最终涂膜中粉料聚集或者裸露，从而影响涂膜的耐污性能；壳层带有的-COOH基团具有很强的亲水性，如果壳层-COOH基团的含量超过3％，会导致涂膜的亲水性太强，也会影响耐性。

水性丙烯酸聚合物乳液作为成膜物，对面漆涂料配方中的钛白粉、消光粉等粉料进行包裹并形成均匀连续的漆膜覆盖在木材表面，可提供良好的光泽、硬度、化学品抗性以及耐污等性能。本发明使用的核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中，壳层带有的-COOH基团具有很强的亲水性；本发明申请人研究发现，通过合理设计壳层中-COOH官能团的含量与分布，能够显著提高乳液的稳定性及对粉料包覆能力，让粉料能够均匀分散在漆膜中，不会产生聚集、团簇等现象，这就可以进一步提升漆料的耐污性，同时保证涂膜的良好外观。

根据本发明提供的水性木器耐污白面漆，优选地，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的最低成膜温度为15-65℃。更优选地，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中，其核层的Tg为0-20℃，其壳层的Tg为60-90℃；其壳层的质量占核壳两层总质量的30-50％。核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中，核层Tg比较低，能够提供成膜性，保证最终漆膜的完整性和附着力等性能；壳层Tg比较高，在成膜时会以分散状态存在漆膜中，以便提供漆膜的优异物理性能，如硬度、抗划伤等性能。

本发明中，通过控制所用水性丙烯酸聚合物乳液制备方法中的滴加工艺来控制其结构为“核-壳”结构。一些示例中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液(具有“核壳”特殊形貌结构)通过两步乳液聚合法制备得到，其为单组份阴离子型丙烯酸聚合物乳液。

一些优选实施方式中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的制备过程包括：

(1)将乳化剂、水、核层单体混合并进行预乳化30-60min，得到核层预乳化液；

(2)将乳化剂、水、壳层单体混合并进行预乳化30-60min，得到壳层预乳化液；

(3)将乳化剂、水和步骤(1)所得核层预乳化液作种子加入体系中，其(即，步骤(1)所得核层预乳化液)加入量占核壳两层单体总质量的0-10％(例如，1％、2％、4％、5％、6％、8％)；开启搅拌和加热，待温度升至50-90℃，加入引发剂溶液(引发剂的水溶液)引发聚合，反应时间为15min-60min；

(4)待种子的聚合反应结束后，在体系中滴加引发剂溶液和剩余的步骤(1)所得核层预乳化液，滴加的时间为1-3h；滴加结束后保温0.5-1h；

(5)继续滴加引发剂溶液和步骤(2)所得壳层预乳化液，滴加的时间为1-3h；滴加结束后保温0.5-3h；

(6)将体系降温至45℃以下，加入中和剂进行中和，并加入杀菌剂，过滤即得所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液。

一些示例中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的固含为35-45wt％。

在一些优选实施方式中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液在制备其壳层时所用原料包括：基于制备壳层所用原料总质量(例如，为100wt％)，

乳化剂0.2-0.5wt％，壳层单体70-80wt％，引发剂0.3-0.6wt％，水19.5-29.5wt％。

在一些优选实施方式中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液在制备其核层时所用原料包括：基于制备核层所用原料总质量(例如，为100wt％)，

乳化剂0.2-0.5wt％，核层单体70-80wt％，引发剂0.3-0.6wt％，水19.5-29.5wt％。

一些示例中，制备核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液核层的过程中，所述核层单体选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。优选地，基于制备水性丙烯酸聚合物乳液的核层和壳层所用单体的总质量(例如，为100wt％)，所述核层单体中的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量百分比依次分别为20-40％、20-40％。

一些示例中，制备核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液壳层的过程中，所述壳层单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸。优选地，基于制备水性丙烯酸聚合物乳液的核层和壳层所用单体的总质量(例如，为100wt％)，所述壳层单体中的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的质量百分比依次分别为30-50％、0.8-10％和1.5-5％。

一些示例中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的制备过程中，所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚及其盐中的一种或多种；所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种；所述中和剂选自氨水和/或氢氧化钠。

所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的制备过程所包含的具体步骤可通过本领域的常规操作实现；例如，步骤(3)所加入的乳化剂、水的用量可通过常规调整实现，步骤(4)和(5)所加入的引发剂用量、步骤(6)所加入的中和剂和杀菌剂的用量均可通过常规调整实现，这里不再赘述。

本发明中，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的制备过程以及所述水性木器耐污白面漆的制备过程中所用的杀菌剂可相同或不同，均可为活性成分是CMIT/MIT的复配产品。

根据本发明提供的水性木器耐污白面漆，优选地，所述固化剂B为通过HDI三聚体与磺酸盐进行反应制备得到。所述磺酸盐优选选自2-(环己基氨基)-乙磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙磺酸。常用的HDI三聚体，例如，可以选自万华化学的

HT-100或

HT-600、Covestro的

N 3300或

N 3600。

一些示例中，所述固化剂B选自万华化学

268、

270和Covestro

XP 2655中的一种或多种。

本发明的固化剂B中提供了-NCO反应官能团，其与主漆A混合后，通过搅拌，固化剂分子链在剪切力和亲水基团(例如，核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中壳层所带的-COOH)作用下舒展开，由于渗透压的作用，丙烯酸聚合物分子链和固化剂分子链相互渗透以及进行物理缠绕，形成了“互穿网络”结构，可以提高最终漆膜的交联密度。在本发明的水性木器耐污白面漆配方体系中，由于主漆中没有能与-NCO进行反应的官能团，且与固化剂B形成的“互穿网络”结构是通过分子链之间的相互渗透以及进行物理缠绕，故只需很低用量的固化剂，既节约了成本，同时又可实现优异的耐污(尤其是耐红酒、芥末、咖啡、碱污渍)和抗划伤性。

一些示例中，所述固化剂B采用稀释溶剂稀释至60-90wt％的固含；其中，

所述稀释溶剂优选选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇二甲醚、醋酸丁酯和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种，更优选选自丙二醇甲醚醋酸酯和/或丙二醇二醋酸酯。

在本发明的另一方面，提供一种如上所述的水性木器耐污白面漆的制备方法，包括如下步骤：

主漆A的制备：将水性丙烯酸乳液和其他组分混合分散，用200～400目滤网过滤即可制得所述主漆A；

固化剂B的制备：将磺酸盐亲水改性的HDI三聚体与稀释溶剂混合均匀，即得所述固化剂B；

将所述主漆A和所述固化剂B按比例(例如，所述固化剂B的用量为所述主漆A重量的3-10％)混合，即可制得所述水性木器耐污白面漆。

一些示例中，首先将水性丙烯酸乳液加入到容器内，调节分散速度至600-800r/min，再依次加入pH调节剂、消泡剂、成膜助剂和基材润湿剂，分散10-15min；然后在搅拌状态下依次加入水性白浆和消光粉，加完之后提高分散速度至1200-1500r/min继续分散15-30min至细度低于25um；然后调低分散速度至600-800r/min，依次加入流平剂、增稠剂、杀菌剂和去离子水，持续分散10-15min；最后用200～400目滤网过滤，即可制得所述主漆A。

相对于现有技术，本发明技术方案的有益效果在于以下几个方面：

本发明采用具有核壳结构且壳层带有-COOH的水性单组份阴离子型丙烯酸聚合物乳液，其核层Tg与壳层Tg的有效设计，可保证最终漆膜的完整性和附着力等性能以及提供漆膜的优异物理性能，如硬度、抗划伤等性能。另外，乳液的壳层带有-COOH基团，一方面可以提高乳液本身的稳定性以及对面漆中粉料的强包覆性；另一方面，该乳液与磺酸盐亲水改性的HDI固化剂搭配混合，其与固化剂B分子链因物理缠绕形成的“互穿网络”结构提高了漆膜的交联密度；在固化剂用量较少的情况下，所得水性木器耐污白面漆不仅具有VOC含量低、干燥速度快、硬度高、耐刮擦性好的优势，同时还具备优异的附着力和耐污性(尤其是对芥末、咖啡、绿茶和红酒等污渍)特点；另外，其生产工艺简单、节约成本，可广泛应用于木质家具等制品。

具体实施方式

为了能够详细地理解本发明的技术特征和内容，下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然实施例中描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

<原料来源>

甲基丙烯酸甲酯，来自赢创(上海)有限责任公司；

丙烯酸丁酯，万华化学集团股份有限公司；

丙烯酸，万华化学集团股份有限公司；

十二烷基硫酸钠，国药集团化学试剂有限公司；

过硫酸铵，国药集团化学试剂有限公司。

<检测方法>

以下各实施例和对比例中所涉及到的部分测定方法介绍如下：

(1)固体含量，wt％：取1g待测的乳液在150烘干30min，测试干重；

(2)Tg，℃：采用FOX公式计算；

(3)最低成膜温度，℃：根据GB9267-2008测试；

(4)-COOH基团含量的计算公式：

w＝(m₁×M₂)/(M₁×m₂)

其中，m₁是丙烯酸单体的质量，m₂是所有单体的总质量，M₁是丙烯酸单体的分子量，为72g/mol；M₂是-COOH基团的分子量，为45g/mol。

实施例1：

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液a的制备：

(1)制备核层预乳化液：将120g甲基丙烯酸甲酯、180g丙烯酸丁酯、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到核层预乳化液；

(2)制备壳层预乳化液：将230g甲基丙烯酸甲酯、54g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(3)制备种子乳液：将1.2g十二烷基硫酸钠、680g水和18g步骤(1)所得核层预乳化液加入3L的反应釜中，开启搅拌和加热，待温度升到85℃，加入12g含1.5g过硫酸铵的引发剂水溶液引发聚合，反应时间为15min；

(4)待种子乳液反应结束后，在体系中滴加剩余的步骤(1)所得核层预乳化液和10g含0.75g过硫酸铵的引发剂水溶液，滴加时间为1.5h；滴加结束后保温0.5h；

(5)继续滴加步骤(2)所得壳层预乳化液和10g含0.75g过硫酸铵的引发剂水溶液，滴加时间为1.5h；滴加结束保温1h；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液a。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液a具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

Tg：核层Tg＝5℃，壳层Tg＝60℃，壳层质量占核壳两层总质量的50％，

壳层含有的-COOH含量：1.5％，(基于核壳两层单体的总质量为100％)

最低成膜温度：28℃。

按照如下配方配成水性木器耐污白面漆，主漆A的配方见表1，固化剂B的配方见表2；以下所述的比重均为重量百分含量：

表1主漆A的配方

表2固化剂B的配方

主漆A：固化剂B的质量比＝3％。

实施例2：

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液b的制备：

(1)制备核层预乳化液：将150g甲基丙烯酸甲酯、150g丙烯酸丁酯、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到核层预乳化液；

(2)制备壳层预乳化液：将260g甲基丙烯酸甲酯、24g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液b。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液b具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

Tg：核层Tg＝20℃，壳层Tg＝85℃，壳层质量占核壳两层总质量的50％，

最低成膜温度：50℃。

按照如下配方配成水性木器耐污白面漆，主漆A的配方见表3，固化剂B的配方见表4；以下所述的比重均为重量百分含量：

表3主漆A的配方

表4固化剂B的配方

主漆A：固化剂B的质量比＝10％。

实施例3：

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液c的制备：

(1)制备核层预乳化液：将200g甲基丙烯酸甲酯、200g丙烯酸丁酯、2g十二烷基硫酸钠和120g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到核层预乳化液；

(2)制备壳层预乳化液：将180g甲基丙烯酸甲酯、5g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸、1g十二烷基硫酸钠和60g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液c。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液c具有以下特征数据c：

固体含量：40％，(150℃/30min)

Tg：核层Tg＝20℃，壳层Tg＝90℃，壳层质量占核壳两层总质量的33％，

最低成膜温度：40℃。

按照如下配方配成水性木器耐污白面漆，主漆A的配方见表5，固化剂B的配方见表6；以下所述的比重均为重量百分含量：

表5主漆A的配方

表6固化剂B的配方

主漆A：固化剂B的质量比＝5％。

实施例4：

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液d的制备：

(2)制备壳层预乳化液：将240g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸丁酯、30g丙烯酸、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液d。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液d具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

Tg：核层Tg＝20℃，壳层Tg＝85℃，核层质量占核壳两层总质量的50％，

壳层含有的-COOH含量：3％，(基于核壳两层单体的总质量为100％)

最低成膜温度：50℃。

按照如下配方配成水性木器耐污白面漆，主漆A的配方见表7，固化剂B的配方见表8；以下所述的比重均为重量百分含量：

表7主漆A的配方

表8固化剂B的配方

主漆A：固化剂B的质量比＝7％。

实施例5：

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液e的制备：

(2)制备壳层预乳化液：将260g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液e。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液e具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

壳层含有的-COOH含量：1％，(基于核壳两层单体的总质量为100％)

最低成膜温度：52℃。

按照如下配方配成水性木器耐污白面漆，主漆A的配方见表9，固化剂B的配方见表10；以下所述的比重均为重量百分含量：

表9主漆A的配方

表10固化剂B的配方

主漆A：固化剂B的质量比＝8％。

水性木器耐污白面漆的制备例

上述各实施例的水性木器耐污白面漆的制备方法均为：

(1)主漆A的制备步骤为：首先将水性丙烯酸乳液加入到容器内，调节分散速度至600-800r/min，依次加入pH调节剂、消泡剂、成膜助剂和基材润湿剂，分散10-15min；在搅拌状态下依次加入钛白粉和消光粉，加完之后提高分散速度至1200-1500r/min继续分散15-30min至细度低于25um；然后调低分散速度至600-800r/min，依次加入流平剂、增稠剂、杀菌剂和去离子水，持续分散10-15min；最后用200～400目滤网过滤，即可制得水性木器耐污白面漆的主漆A。

(2)固化剂B的制备步骤为：将磺酸盐亲水改性的固化剂与稀释溶剂混合均匀，即得固化剂B。

(3)将所得主漆A和固化剂B按各实施例的比例混合，即可制得水性木器耐污白面漆。

对如上实施例1-5所给配方制得的水性木器耐污白面漆按照GB/T23999-2009<<室内装饰装修用水性木器涂料>>和GB/T3324-2008《木家具通用技术条件》进行测试，性能测试结果如下表11所示：

表11水性木器耐污白面漆的性能测试结果

注：5＝好，1＝差。

从上表11可明显看出，本发明所得水性木器耐污白面漆的各项指标均符合国家标准(GB/T23999-2009和GB/T3324-2008)的要求；另外，该水性木器白面漆在保持附着力佳、硬度高的同时，其耐污性能(尤其针对咖啡、红酒、绿茶、芥末的耐污)优异，使用起来简单方便。

对比例1

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液f的制备：

(2)制备壳层预乳化液：将190g甲基丙烯酸甲酯、5g丙烯酸丁酯、5g丙烯酸、1g十二烷基硫酸钠和60g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液f。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液f具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

壳层含有的-COOH含量：0.5％，(基于核壳两层单体的总质量为100％)

最低成膜温度：43℃。

对比例2

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液g的制备：

(2)制备壳层预乳化液：将155g甲基丙烯酸甲酯、5g丙烯酸丁酯、40g丙烯酸、1g十二烷基硫酸钠和60g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液g。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液g具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

壳层含有的-COOH含量：4％，(基于核壳两层单体的总质量为100％)

最低成膜温度：38℃。

对比例3

核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液h(其壳层不含-COOH)的制备：

(2)制备壳层预乳化液：将195g甲基丙烯酸甲酯、5g丙烯酸丁酯、1g十二烷基硫酸钠和60g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到壳层预乳化液；

(6)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液h。

该核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液h具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

壳层含有的-COOH含量：0％，(基于核壳两层单体的总质量为100％)

最低成膜温度：45℃。

对比例4：

均相的水性丙烯酸聚合物乳液i(非核壳结构)的制备：

(1)制备预乳化液：将350g甲基丙烯酸甲酯、235g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸、1.5g十二烷基硫酸钠和90g去离子水分别加入到1L的反应釜中进行预乳化，预乳化的时间为30min，得到预乳化液；

(2)制备种子乳液：将1.2g十二烷基硫酸钠、680g水和18g步骤(1)所得预乳化液加入3L的反应釜中，开启搅拌和加热，待温度升到85℃，加入12g含1.5g过硫酸铵的引发剂水溶液引发聚合，反应时间为15min；

(3)待种子乳液反应结束后，在体系中滴加剩余的步骤(1)所得预乳化液和10g含1.5g过硫酸铵的引发剂水溶液，滴加时间为3h；滴加结束后保温1h；

(4)将体系降温至45℃以下，用氨水中和后过滤、出料，得到核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液i。

该均相结构的水性丙烯酸聚合物乳液i具有以下特征数据：

固体含量：40％，(150℃/30min)

水性丙烯酸聚合物乳液中含有的-COOH含量：1.5％，(基于聚合所用单体的总质量为100％)

最低成膜温度：30℃。

将对比例1、对比例2、对比例3和对比例4制得的乳液，按照实施例4中所述的配漆配方制备水性白面漆，面漆的制备过程可参考水性木器耐污白面漆的制备例；并对所得面漆按照GB/T23999-2009<<室内装饰装修用水性木器涂料>>和GB/T3324-2008<<木家具通用技术条件>>进行测试，性能测试结果如下表12所示：

表12水性白面漆的性能测试结果

注：5＝好，1＝差。

测试结果可以看出，对比例1、2、3和4制备的乳液配成水性白面漆后，其硬度、活化期和耐污性均不如本发明中的效果好。对比例1的核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液f中，壳层含有的-COOH含量小于1％，乳液对面漆配方中粉料的包覆性能下降，从而影响涂膜的附着力和耐污性能。对比例2的核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液g中，壳层含有的-COOH含量大于3％，导致涂膜的亲水性太强，也会影响漆膜的耐污性。对比例3的核壳结构水性丙烯酸聚合物乳液中，因壳层不含有-COOH，所得漆膜的附着力、硬度以及耐污性明显变差。同样，对比例4的水性丙烯酸聚合物乳液为非核壳结构，所得漆膜的附着力、硬度以及耐污性也很差。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种水性木器耐污白面漆，包括主漆A和固化剂B；其特征在于，

水性丙烯酸乳液，48-60wt％，

成膜助剂，4-8wt％，

水性助剂，1.3-5.8wt％，

钛白粉，18-24wt％，

消光粉，0.3-1.2wt％，

水，1.0-28.4wt％；

其中，所述水性丙烯酸乳液为核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液，且其壳层具有-COOH基团；制备核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液核层的过程中，核层单体选自甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；制备核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液壳层的过程中，壳层单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸；

所述固化剂B为磺酸盐亲水改性的HDI三聚体，

所述固化剂B的用量为所述主漆A重量的3-10％；

所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中，壳层含有的-COOH基团的质量占核壳两层单体总质量的1-3％。

2.根据权利要求1所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，

水性丙烯酸乳液，50-58wt％，

成膜助剂，5-7wt％，

水性助剂，2-5.8wt％，

钛白粉，20-22wt％，

消光粉，0.5-1wt％，

水，6.2-23.2wt％。

3.根据权利要求1或2所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，

所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的最低成膜温度为15-65℃；所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液中，其核层的Tg为0-20℃，其壳层的Tg为60-90℃；其壳层的质量占核壳两层总质量的30-50％。

4.根据权利要求3所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液为单组份阴离子型丙烯酸聚合物乳液，通过两步乳液聚合法制备得到。

5.根据权利要求4所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的制备过程包括：

(1)将乳化剂、水、所述核层单体混合并进行预乳化30-60min，得到核层预乳化液；

(2)将乳化剂、水、所述壳层单体混合并进行预乳化30-60min，得到壳层预乳化液；

(3)将乳化剂、水和步骤(1)所得核层预乳化液作种子加入体系中，其加入量占核壳两层单体总质量的0-10％；开启搅拌和加热，待温度升至50-90℃，加入引发剂溶液引发聚合，反应时间为15min-60min；

(6)将体系降温至45℃以下，加入中和剂进行中和，并加入杀菌剂，过滤即得所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液；

所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液的固含为35-45wt％。

6.根据权利要求5所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，制备核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液核层的过程中，基于制备水性丙烯酸聚合物乳液的核层和壳层所用单体的总质量，所述核层单体中的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量百分比依次分别为20-40％、20-40％；

制备核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液壳层的过程中，基于制备水性丙烯酸聚合物乳液的核层和壳层所用单体的总质量，所述壳层单体中的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的质量百分比依次分别为30-50％、0.8-10％和1.5-5％。

7.根据权利要求5或6所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，

所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液在制备其壳层时所用原料包括：基于制备壳层所用原料总质量，乳化剂0.2-0.5wt％，壳层单体70-80wt％，引发剂0.3-0.6wt％，水19.5-29.5wt％；

所述核壳结构的水性丙烯酸聚合物乳液在制备其核层时所用原料包括：基于制备核层所用原料总质量，乳化剂0.2-0.5wt％，核层单体70-80wt％，引发剂0.3-0.6wt％，水19.5-29.5wt％。

8.根据权利要求1所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述固化剂B为通过HDI三聚体与磺酸盐进行反应制备得到；所述磺酸盐选自2-(环己基氨基)-乙磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙磺酸；

所述固化剂B选自万华化学

268、

270和Covestro

XP 2655中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述固化剂B采用稀释溶剂稀释至60-90wt％的固含；其中，

所述稀释溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇二甲醚、醋酸丁酯和乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述稀释溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯和/或丙二醇二醋酸酯。

11.根据权利要求1所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，以所述主漆A的总重量计，所述主漆A中的所述水性助剂包含如下重量百分含量的各组分：

12.根据权利要求11所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和乙二醇己醚中的一种或多种；

所述钛白粉为采用氯化法生产的通用型的二氧化钛颜料；

所述消光粉为二氧化硅粉体；

所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物；

所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物；

所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷；

所述pH调节剂选自氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种；

所述增稠剂选自碱溶胀性增稠剂和/或聚氨酯缔合型增稠剂；

所述杀菌剂为活性成分是CMIT/MIT的复配产品。

13.根据权利要求12所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，所述成膜助剂选自二丙二醇甲醚和/或乙二醇丁醚；

所述钛白粉选自杜邦R706、杜邦R960和四川龙蟒钛业R996中的一种或多种；

所述消光粉选自Evonik Degussa ACEMATT TS-100和/或Grace SY7000；

所述消泡剂选自Tego-805、Tego-810、Tego-815、Tego-825、Tego-902w和Tego-1488中的一种或多种；

所述基材润湿剂选自Byk-346、Byk-348、Surfgnol-104BC和Surfgnol-104E中的一种或多种；

所述流平剂选自Tego-410、Tego-450和Tego-245中的一种或多种；

所述增稠剂选自万华化学A801和/或万华化学U604、U605和U905中的一种或多种；

所述杀菌剂为陶氏化学的KATHON LX150。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的水性木器耐污白面漆，其特征在于，以所述主漆A的总重量计，所述主漆A中的所述水性助剂包含如下重量百分含量的各组分：

15.如权利要求1-14中任一项所述的水性木器耐污白面漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述主漆A和所述固化剂B按比例混合，即可制得所述水性木器耐污白面漆。