CN110964400A - 水性木器漆乳液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性木器漆乳液领域,公开了一种水性木器漆乳液,以重量份计,由以下组分制备而得:核层单体5‑20份、中间层单体5‑20份、壳层单体5‑20份、引发剂0.1‑0.5份、乳化剂0.1‑4份、缓冲剂0.1‑1份、中和剂0.1‑0.5份、水50‑70份和交联剂0.5‑1份;所述乳液中的乳胶粒子有核层、中间层和壳层三层结构,所述核层Tg为80‑110℃,所述中间层Tg为50‑80℃,所述壳层Tg为20‑50℃。本发明提供的水性木器漆乳液成膜温度低,所得漆膜硬度高,且附着力强、耐抗性好。
Description
技术领域
本发明涉及水性木器漆乳液领域,具体涉及一种水性木器漆乳液和一种水性木器漆乳液的制备方法及应用。
背景技术
水性木器涂料自20世纪90年代在我国首次面世以来,由于价格便宜、生产简单,同时具有良好的适用性而受到广泛的欢迎。水性木器漆的主体原料常见的分为三大类:一是水性聚氨酯乳液,目前由于价格偏贵仅被小部分市场接受。二是聚氨酯丙烯酸乳液,由于性能没有质的提高然而却价格不菲,市场接受程度也不高。三是丙烯酸酯乳液,是目前最为常见的,由于该类产品生产的水性木器漆具有固含量高、干燥速度尚可、成本低及耐候性好等特点,而且涂膜色浅、保光保色性能好,得到了一定市场的认可。但是该丙烯酸酯乳液存在成膜性较差、最低成膜温度高、不耐溶剂及热粘冷脆等诸多缺点,并且其装饰效果相对较差,一般较难以作为高档装饰性面漆使用。
为了提高丙烯酸树脂作为木器漆的性能,相关的研究层出不穷。CN106065044A公开了一种木器漆苯丙乳液的制备方法,该乳液采用反应型阴离子乳化剂和反应型非离子乳化剂复配的乳化体系,以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸为单体,并加入适量的偶联剂对其改性,从而获得高性能的苯丙乳液。CN105949375A公开了一种木器漆用树脂,是由丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、交联剂等制备而成。
在水性丙烯酸乳液体系中,一般为了得到高硬度的漆膜,往往需要成膜聚合物的玻璃化转变温度Tg较高,然而,高Tg的聚合物制得的乳液成膜温度也很高,不易在室温下得到高质量的漆膜。相关研究对于水性丙烯酸木器漆性能的提高有一定的帮助,但是效果不明显,并未解决丙烯酸树脂成膜温度和漆膜硬度之间的矛盾,同时,所得木器漆树脂膜的耐抗性也并未明显提高。
由上可知,目前的丙烯酸树脂类水性木器漆存在诸多缺陷,性能仍有待提高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的水性木器漆成膜温度高、漆膜硬度差、耐抗性差的问题,提供一种水性木器漆乳液和一种水性木器漆乳液的制备方法及应用,该水性木器漆乳液成膜温度低,所得漆膜硬度高,且附着力强、耐抗性好。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种水性木器漆乳液,以重量份计,由以下组分制备而得:核层单体5-20份、中间层单体5-20份、壳层单体5-20份、引发剂0.1-0.5份、乳化剂0.1-4份、缓冲剂0.1-1份、中和剂0.1-0.5份、水50-70份和交联剂0.5-1份;
所述乳液中的乳胶粒子有核层、中间层和壳层三层结构,所述核层Tg为80-110℃,所述中间层Tg为50-80℃,所述壳层Tg为20-50℃。
本发明第二方面提供一种水性木器漆乳液的制备方法,该方法包括:
(1)将引发剂引入水中,得到引发剂水溶液;将乳化剂、缓冲剂和水混合,得到混合液;将核层单体和部分引发剂水溶液引入所述混合液,反应后得到第一溶液;
(2)将所述中间层单体和部分引发剂水溶液引入第一溶液,反应后得到第二溶液;
(3)将所述壳层单体和剩余引发剂水溶液引入第二溶液,反应后得到第三溶液;
(4)依次将中和剂和交联剂引入第三溶液,得到所述水性木器漆乳液,其中,按重量份计,所述核层单体的用量为5-20份,所述中间层单体的用量为5-20份,所述壳层单体的用量为5-20份,所述引发剂的用量为0.1-0.5份,所述乳化剂的用量为0.1-4份,所述缓冲剂的用量为0.1-1份,所述中和剂的用量为0.1-0.5份,所述水的用量为50-70份,所述交联剂的用量为0.5-1份。
本发明第三方面提供一种由上述方法制备得到的水性木器漆乳液。
本发明第四方面提供一种上述水性木器漆乳液在装饰装修中的应用。
通过上述技术方案,本发明得到具有多层结构的水性木器漆乳液,该水性木器漆乳液具有良好的硬度、通透性以及耐溶剂性。本发明中的水性木器漆乳液成膜温度低,在室温下可良好成膜,且所得漆膜硬度高,附着力强,韧性好。在应用于装饰装修中时,能够在木材自身体积产生变化时漆膜保持不开裂,硬度可达1H-2H。由实施例的结果可知,本发明提供的水性木器漆表干时间最低仅10分钟,铅笔硬度可达1H-2H,附着力为1级,耐溶剂测试达到合格标准。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
无特殊说明下,文中室温表示25±1℃。
本发明第一方面提供一种水性木器漆乳液,以重量份计,由以下组分制备而得:核层单体5-20份、中间层单体5-20份、壳层单体5-20份、引发剂0.1-0.5份、乳化剂0.1-4份、缓冲剂0.1-1份、中和剂0.1-0.5份、水50-70份和交联剂0.5-1份;
所述乳液中的乳胶粒子有核层、中间层和壳层三层结构,所述核层Tg为80-110℃,所述中间层Tg为50-80℃,所述壳层Tg为20-50℃。
在本发明中,所述核层、中间层、壳层分别由所述核层单体、中间层单体、壳层单体经引发剂引发聚合而得。优选地,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
所述核层、中间层和壳层的聚合过程包括,将所述核层单体、中间层单体和壳层单体分别与引发剂接触。优选地,所述核层的聚合过程包括将所述核层单体和引发剂接触,所述中间层的聚合过程包括将所述中间层单体和引发剂接触,所述壳层的聚合过程包括将所述壳层单体与引发剂接触。
优选地,在所述聚合之前,所述引发剂的总量、核层单体、中间层单体和壳层单体的重量比为(0.1-0.5):(5-20):(5-20):(5-20)。
本发明中所述核层单体的选择范围较宽,优选地,所述核层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯腈、丙烯酸-2-氯乙基酯、甲基丙烯酸-2-氯乙基酯、2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、甲基丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。
在本发明中,所述中间层单体的选择范围较宽,优选地,所述中间层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基甲酯、甲基丙烯酸乙氧基甲酯、丙烯酸乙氧基丙酯、甲基丙烯酸乙氧基丙酯、丙烯酸丙氧基乙酯、甲基丙烯酸丙氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单酯、富马酸、富马酸单酯、衣康酸、延胡索酸、衣康酸单酯、桂皮酸、柠康酸、粘康酸、乌头酸、3-丁烯-1,2,3-三羧酸、4-戊烯-1,2,4-三羧酸、1-戊烯-1,1,4,4-四羧酸、4-戊烯-1,2,3,4-四羧酸、3-己烯-1,1,6,6-四羧酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种。
在本发明中,所述壳层单体的选择范围较宽,优选地,所述壳层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、双丙酮丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、甲基乙烯基酮和甲基丙烯酸乙酰氧基乙基酯中的至少一种。
在本发明中,所述引发剂的选择范围较宽,只要能够实现本发明的目的即可,优选地,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
在本发明中,所述乳化剂的选择范围较宽,优选地,所述乳化剂选自乙烯基磺酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、二烷基琥珀酸钠、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯缩水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、烷基苯磺酸的烯丙基胺盐、壬基酚乙氧基磷酸的烯丙基胺盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的至少一种。
在本发明中,所述缓冲剂的选择范围较宽,优选地,所述缓冲剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的至少一种。
根据本发明,优选地,所述中和剂选自氨水、三乙胺、二甲基乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺和AMP-95中的至少一种。
根据本发明,优选地,所述交联剂选自己二酰肼、马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、衣康酸二酰肼和柠康酸二酰肼中的至少一种。
本发明提供的水性木器漆乳液中的乳胶粒子具有多层结构,该多层结构的设计,使得水性木器漆乳液中的乳胶粒子核层具有较高的玻璃化转变温度Tg,进而有利于提高漆膜的硬度;中间层提高了漆膜的耐抗性;壳层有效降低了成膜温度。本发明中所述玻璃化转变温度Tg采用差示扫描量热法(DSC)测定。
根据本发明,所述水可以是各种硬度的水,通常使用的自来水、井水、蒸馏水、纯化水和去离子水均可使用,优选为去离子水。
本发明第二方面提供一种水性木器漆乳液的制备方法,该方法包括:
(1)将引发剂引入水中,得到引发剂水溶液;将乳化剂、缓冲剂和水混合,得到混合液;将核层单体和部分引发剂水溶液引入所述混合液,反应后得到第一溶液;
(2)将所述中间层单体和部分引发剂水溶液引入第一溶液,反应后得到第二溶液;
(3)将所述壳层单体和剩余引发剂水溶液引入第二溶液,反应后得到第三溶液;
(4)依次将中和剂和交联剂引入第三溶液,得到所述水性木器漆乳液,
其中,按重量份计,所述核层单体的用量为5-20份,所述中间层单体的用量为5-20份,所述壳层单体的用量为5-20份,所述引发剂的用量为0.1-0.5份,所述乳化剂的用量为0.1-4份,所述缓冲剂的用量为0.1-1份,所述中和剂的用量为0.1-0.5份,所述水的用量为50-70份,所述交联剂的用量为0.5-1份。
本发明中上述组分的用量的选择范围较宽,根据本发明一种具体实施方式,所述核层单体、中间层单体、壳层单体、引发剂、乳化剂、缓冲剂、中和剂、水和交联剂的用量总和为100重量份。
在本发明中,步骤(1)中,将引发剂引入水中的方式没有特别的限定,只要能够配成所述引发剂水溶液即可。步骤(1)中水用量没有特别的限定,优选地,将所述引发剂引入5-20重量%配方量的水中。
根据本发明,步骤(1)中,对所述混合没有特别的限定,只要能够将乳化剂、缓冲剂和剩余配方量的水混合即可。
根据本发明,步骤(1)中,将核层单体和部分引发剂水溶液引入所述混合液的时机没有特别的限定。在优选情况下,将步骤(1)中所述混合液升温至70-90℃,优选为75-85℃后,再将核层单体和部分引发剂水溶液引入所述混合液。在该种优选情况下,有利于提高所制得的水性木器漆乳液核层粒子的粒径均一性,从而提高漆膜硬度。
根据本发明,步骤(1)中所述部分引发剂水溶液用量的选择范围较宽,优选地,该用量为全部引发剂水溶液的10-40重量%,具体地,可以为10%,20%,30%或40%,以及任意处于上述两个数值范围之间的用量数值。
根据本发明,在步骤(1)中,将核层单体和部分引发剂水溶液引入的次序没有特别的限定,优选同时引入所述核层单体和引发剂水溶液。
优选地,步骤(1)还包括:将所述核层单体和部分引发剂水溶液同时引入所述混合液,引入的时间为0.5-1.5h,然后保温反应0.5-1h,得到第一溶液。
根据本发明,步骤(2)中,将所述中间层单体和部分引发剂水溶液引入第一溶液的次序没有特别的限定,优选同时将所述中间层单体和部分引发剂水溶液引入第一溶液。
根据本发明,步骤(2)中所述部分引发剂水溶液用量的选择范围较宽,优选地,该用量为全部引发剂水溶液的10-40重量%,具体地,可以为10%,20%,30%或40%,以及任意处于上述两个数值范围之间的用量数值。
优选地,步骤(2)还包括:将所述中间层单体和部分引发剂水溶液引入第一溶液,引入时间为1-2h,然后保温反应0.5-1h,得到第二溶液。
根据本发明,步骤(3)中,将所述壳层单体和剩余引发剂水溶液引入第二溶液的次序没有特别的限定,优选同时将所述壳层单体和所述引发剂水溶液引入第二溶液。
优选地,步骤(3)还包括:将所述壳层和剩余引发剂水溶液引入第二溶液,引入时间为1-2h,然后保温反应1-2h,得到第三溶液。
在一种优选实施方式下,步骤(4)还包括:室温下,在搅拌条件下,将中和剂引入第三溶液,调节pH至7-8,然后引入所述交联剂。在该种优选实施方式下,更有利于提高所述水性木器漆乳液的性能。
本发明中所述核层单体的选择范围较宽,优选地,所述核层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯腈、丙烯酸-2-氯乙基酯、甲基丙烯酸-2-氯乙基酯、2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、甲基丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。
在本发明中,所述中间层单体的选择范围较宽,优选地,所述中间层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基甲酯、甲基丙烯酸乙氧基甲酯、丙烯酸乙氧基丙酯、甲基丙烯酸乙氧基丙酯、丙烯酸丙氧基乙酯、甲基丙烯酸丙氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单酯、富马酸、富马酸单酯、衣康酸、延胡索酸、衣康酸单酯、桂皮酸、柠康酸、粘康酸、乌头酸、3-丁烯-1,2,3-三羧酸、4-戊烯-1,2,4-三羧酸、1-戊烯-1,1,4,4-四羧酸、4-戊烯-1,2,3,4-四羧酸、3-己烯-1,1,6,6-四羧酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种。
在本发明中,所述壳层单体的选择范围较宽,优选地,所述壳层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、双丙酮丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、甲基乙烯基酮和甲基丙烯酸乙酰氧基乙基酯中的至少一种。
在本发明中,所述引发剂的选择范围较宽,只要能够实现本发明的目的即可,优选地,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
在本发明中,所述乳化剂的选择范围较宽,优选地,所述乳化剂选自乙烯基磺酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、二烷基琥珀酸钠、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯缩水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、烷基苯磺酸的烯丙基胺盐、壬基酚乙氧基磷酸的烯丙基胺盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的至少一种。
在本发明中,所述缓冲剂的选择范围较宽,优选地,所述缓冲剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的至少一种。
根据本发明,优选地,所述中和剂选自氨水、三乙胺、二甲基乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺和AMP-95中的至少一种。
根据本发明,优选地,所述交联剂选自己二酰肼、马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、衣康酸二酰肼和柠康酸二酰肼中的至少一种。
本发明从粒子设计角度出发,由上述组合物制得一种合成具有多层结构的水性木器漆乳液,具有该多层结构的水性木器漆乳液减少了配漆时成膜助剂的用量,同时,本发明提供的水性木器漆乳液在成膜过程中形成具有交联结构的漆膜,从而进一步提高了漆膜的硬度、耐热性和耐溶剂性。
本发明第三方面提供一种如上所述的制备方法得到的水性木器漆乳液。该水性木器漆乳液成膜温度更低,漆膜硬度更高。
因此,本发明第四方面提供如上所述的水性木器漆乳液在装饰装修中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中,所用组分均为分析纯;
漆膜测试方法的标准:GB/T23999-2009《室内装饰装修用水性木器涂料》。
实施例1
采用本发明提供方法制备水性木器漆乳液,具体步骤包括:
(1)将一定量的引发剂引入5%配方量的去离子水中,得到引发剂水溶液;将一定量的乳化剂、缓冲剂和95%配方量的去离子水混合,得到混合液;将混合液升温至75℃,把一定量的核层单体和10%的引发剂水溶液引入所述混合液,引入时间为0.5h,然后保温反应0.5h,得到第一溶液;
(2)将一定量的中间层单体和10%的引发剂水溶液引入所述第一溶液,引入时间为1h,然后保温反应0.5h,得到所述第二溶液;
(3)将一定量的壳层单体和剩余的引发剂水溶液引入所述第二溶液,引入时间为1h,然后保温反应1h,得到所述第三溶液;
(4)室温下,在搅拌条件下,将一定量的中和剂引入第三溶液,调节pH至7,然后引入一定量的交联剂,继续搅拌均匀,得到水性木器漆乳液。
具体组分及用量列于表1.1。
表1.1
实施例2
(1)将一定量的引发剂引入12.5%配方量的去离子水中,得到引发剂水溶液;将一定量的乳化剂、缓冲剂和87.5%配方量的去离子水混合,得到混合液;将混合液升温至80℃,把一定量的核层单体和25%的引发剂水溶液引入所述混合液,引入时间为1h,然后保温反应0.75h,得到第一溶液;
(2)将一定量的中间层单体和25%的引发剂水溶液引入所述第一溶液,引入时间为1.5h,然后保温反应0.75h,得到所述第二溶液;
(3)将一定量的壳层单体和剩余的引发剂水溶液引入所述第二溶液,引入时间为1.5h,然后保温反应1.5h,得到所述第三溶液;
(4)室温下,在搅拌条件下,将一定量的中和剂引入第三溶液,调节pH至7.5,然后引入一定量的交联剂,继续搅拌均匀,得到水性木器漆乳液。
具体组分及用量列于表1.2。
表1.2
实施例3
(1)将一定量的引发剂引入20%配方量的去离子水中,得到引发剂水溶液;将一定量的乳化剂、缓冲剂和80%配方量的去离子水混合,得到混合液;将混合液升温至85℃,把一定量的核层单体和40%的引发剂水溶液引入所述混合液,引入时间为1.5h,然后保温反应1h,得到第一溶液;
(2)将一定量的中间层单体和40%的引发剂水溶液引入所述第一溶液,引入时间为2h,然后保温反应1h,得到所述第二溶液;
(3)将一定量的壳层单体和剩余的引发剂水溶液引入所述第二溶液,引入时间为2h,然后保温反应2h,得到所述第三溶液;
(4)室温下,在搅拌条件下,将一定量的中和剂引入第三溶液,调节pH至8,然后引入一定量的交联剂,继续搅拌均匀,得到水性木器漆乳液。
具体组分及用量列于表1.3。
表1.3
实施例4
(1)将一定量的引发剂引入15%配方量的去离子水中,得到引发剂水溶液;将一定量的乳化剂、缓冲剂和85%配方量的去离子水混合,得到混合液;将混合液升温至80℃,把一定量的核层单体和30%的引发剂水溶液引入所述混合液,引入时间为1h,然后保温反应1h,得到第一溶液;
(2)将一定量的中间层单体和30%的引发剂水溶液引入所述第一溶液,引入时间为1.5h,然后保温反应1h,得到所述第二溶液;
(3)将一定量的壳层单体和剩余的引发剂水溶液引入所述第二溶液,引入时间为2h,然后保温反应1h,得到所述第三溶液;
(4)室温下,在搅拌条件下,将一定量的中和剂引入第三溶液,调节pH至7.5,然后引入一定量的交联剂,继续搅拌均匀,得到水性木器漆乳液。
具体组分及用量列于表1.4。
表1.4
测试例
采用GB/T23999-2009《室内装饰装修用水性木器涂料》中的漆膜测试方法,测试以上实施例制得的水性木器漆乳液的性能,将测试结果列于表2。
表2
表干时间/min | 铅笔硬度 | 附着力/级 | 耐水性 | 耐醇性 | |
实施例1 | 10 | 1H-2H | 1 | 合格 | 合格 |
实施例2 | 15 | 1H-2H | 1 | 合格 | 合格 |
实施例3 | 12 | 1H-2H | 1 | 合格 | 合格 |
实施例4 | 18 | 1H-2H | 1 | 合格 | 合格 |
本发明提供的水性木器漆乳液成膜温度低,漆膜硬度高,耐抗性好。通过表2的结果可以看出,采用本发明的方法得到的水性木器漆乳液表干时间最低仅为10min,铅笔硬度可达1H-2H,附着力为1级,耐溶剂测试达到合格标准。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水性木器漆乳液,以重量份计,由以下组分制备而得:核层单体5-20份、中间层单体5-20份、壳层单体5-20份、引发剂0.1-0.5份、乳化剂0.1-4份、缓冲剂0.1-1份、中和剂0.1-0.5份、水50-70份和交联剂0.5-1份;
所述乳液中的乳胶粒子有核层、中间层和壳层三层结构,所述核层Tg为80-110℃,所述中间层Tg为50-80℃,所述壳层Tg为20-50℃。
2.根据权利要求1所述的水性木器漆乳液,其中,所述核层、中间层、壳层分别由所述核层单体、中间层单体、壳层单体经引发剂引发聚合而得;
优选地,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的水性木器漆乳液,其中,所述核层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯腈、丙烯酸-2-氯乙基酯、甲基丙烯酸-2-氯乙基酯、2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、甲基丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的水性木器漆乳液,其中,所述中间层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基甲酯、甲基丙烯酸乙氧基甲酯、丙烯酸乙氧基丙酯、甲基丙烯酸乙氧基丙酯、丙烯酸丙氧基乙酯、甲基丙烯酸丙氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单酯、富马酸、富马酸单酯、衣康酸、延胡索酸、衣康酸单酯、桂皮酸、柠康酸、粘康酸、乌头酸、3-丁烯-1,2,3-三羧酸、4-戊烯-1,2,4-三羧酸、1-戊烯-1,1,4,4-四羧酸、4-戊烯-1,2,3,4-四羧酸、3-己烯-1,1,6,6-四羧酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种;
优选地,所述壳层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、双丙酮丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、甲基乙烯基酮和甲基丙烯酸乙酰氧基乙基酯中的至少一种。
5.一种水性木器漆乳液的制备方法,该方法包括:
(1)将引发剂引入水中,得到引发剂水溶液;将乳化剂、缓冲剂和水混合,得到混合液;将核层单体和部分引发剂水溶液引入所述混合液,反应后得到第一溶液;
(2)将所述中间层单体和部分引发剂水溶液引入第一溶液,反应后得到第二溶液;
(3)将所述壳层单体和剩余引发剂水溶液引入第二溶液,反应后得到第三溶液;
(4)依次将中和剂和交联剂引入第三溶液,得到所述水性木器漆乳液,
其中,按重量份计,所述核层单体的用量为5-20份,所述中间层单体的用量为5-20份,所述壳层单体的用量为5-20份,所述引发剂的用量为0.1-0.5份,所述乳化剂的用量为0.1-4份,所述缓冲剂的用量为0.1-1份,所述中和剂的用量为0.1-0.5份,所述水的用量为50-70份,所述交联剂的用量为0.5-1份。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述核层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯腈、丙烯酸-2-氯乙基酯、甲基丙烯酸-2-氯乙基酯、2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、甲基丙烯酸-2-吖丙啶基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸-2-乙基缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的至少一种;
优选地,所述中间层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基甲酯、甲基丙烯酸乙氧基甲酯、丙烯酸乙氧基丙酯、甲基丙烯酸乙氧基丙酯、丙烯酸丙氧基乙酯、甲基丙烯酸丙氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单酯、富马酸、富马酸单酯、衣康酸、延胡索酸、衣康酸单酯、桂皮酸、柠康酸、粘康酸、乌头酸、3-丁烯-1,2,3-三羧酸、4-戊烯-1,2,4-三羧酸、1-戊烯-1,1,4,4-四羧酸、4-戊烯-1,2,3,4-四羧酸、3-己烯-1,1,6,6-四羧酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种;
优选地,所述壳层单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、双丙酮丙烯酰胺、丙烯醛、甲基丙烯醛、甲基乙烯基酮和甲基丙烯酸乙酰氧基乙基酯中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,所述乳化剂选自乙烯基磺酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、二烷基琥珀酸钠、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯缩水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、烷基苯磺酸的烯丙基胺盐、壬基酚乙氧基磷酸的烯丙基胺盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和烯丙氧基羟丙基磺酸钠中的至少一种;
优选地,所述缓冲剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的至少一种;
优选地,所述中和剂选自氨水、三乙胺、二甲基乙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺和AMP-95中的至少一种;
优选地,所述交联剂选自己二酰肼、马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、衣康酸二酰肼和柠康酸二酰肼中的至少一种。
9.由权利要求5-8中任意一项所述的方法制备得到的水性木器漆乳液。
10.权利要求1-4或9中任意一项所述的水性木器漆乳液在装饰装修中的应用。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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