CN115215958A - 一种水性自交联丙烯酸二级分散体及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性自交联丙烯酸二级分散体及其制备方法与应用。所述水性自交联丙烯酸二级分散体包括共聚混合物、水及羧酸酰肼化合物，不需要添加乳化剂，只在制备共聚混合物的过程中引入了少量的含羧基单体，含羧基单体用中和剂中和成盐，共聚混合物加水自乳化后，与羧酸酰肼化合物混合即可。本发明提供的水性自交联丙烯酸二级分散体可用于制备水性单组分涂料，羧酸酰肼化合物可作为涂料的交联剂，无需额外添加交联剂，使涂料不受常规双组分体系开发时间的限制，使涂料涂层在室温下表现出干燥快、硬度高、易打磨和优异的抗粘连性的特点。

Description

一种水性自交联丙烯酸二级分散体及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，涉及一种水性自交联丙烯酸二级分散体及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，木器涂料特别是工业木器涂料水性化的呼声越来越高，木材表面，例如镶板、家具和门的表面，经常需要涂覆透明面漆，以起到保护和美观的作用。到目前为止，常用的硝基面漆、醇酸面漆、不饱和聚酯面漆和聚氨酯面漆大部分都是油性的，在加工和干燥过程中会进入大气，出于对人体危害和环境保护的原因，所述的传统油性体系正在逐步被禁止使用。而水性丙烯酸树脂，因其性价比方面的优势，被人们广泛关注。

目前已知的含有羰基并可通过多羧基酰肼进行交联的大多数是丙烯酸乳液(丙烯酸一级分散体)，而这些乳液是通过乳液聚合的方法制备，在这个过程中使用了大量亲水乳化剂，使得分散体产生的膜具有较高的吸水率，耐水性不好，而且最低成膜温度较高，必须需要大量成膜助剂，以确保相应的混合物在室温下形成成膜。

目前已知的自乳化水性丙烯酸二级分散体，需要配合多异氰酸酯交联剂使用，大大增加了使用成本，而且双组分聚氨酯涂料具有开放时间(活化期)的限制，干燥速度不够快，不易打磨，抗粘连性较差，严重影响了涂料的使用性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种水性自交联丙烯酸二级分散体及其制备方法与应用；本发明的水性自交联丙烯酸二级分散体可用于制备水性单组分涂料，羧酸酰肼化合物可作为涂料的交联剂，使涂料不受常规双组分体系开发时间(即活化期)的限制，使涂料涂层在室温下表现出干燥快、硬度高、易打磨和优异的抗粘连性的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，包括共聚混合物、羧酸酰肼化合物及水，所述共聚混合物如下按重量百分比计的原料：混合单体A11～65％、混合单体B14～68％、有机溶剂5～15％和引发剂1～5％；所述混合单体A包括如下按重量百分比计的原料：丙烯酸酯单体50～84％、乙烯类单体10～45％和含羰基单体5～15％；所述混合单体B包括如下按重量百分比计的原料：丙烯酸酯单体58～91％、乙烯类单体0～15％、含羰基单体0～8％、含羧基单体4～20％和共聚单体0～10％。

在本发明中，所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为15～30mgKOH/g。所述水性自交联丙烯酸二级分散体的玻璃化转变温度为0～50℃，固含量大于35％，相对于100％固含的酸值为10～35mgKOH/g。本发明的水性自交联丙烯酸二级分散体由共聚混合物、水及羧酸酰肼化合物混合制得，VOCs含量极低，不需要添加乳化剂。本发明的水性自交联丙烯酸二级分散体可用于制备水性单组分涂料，羧酸酰肼化合物可作为涂料的交联剂，使涂料不受常规双组分体系开发时间(即活化期)的限制，使涂料涂层在室温下表现出干燥快、硬度高、易打磨和优异的抗粘连性的特点。

优选的，所述共聚混合物与水的重量比为(1.1～1.2):1，进一步优选为(1.13～1.17):1。

优选的，所述共聚混合物的原料中含羰基单体与所述羧酸酰肼化合物的摩尔比为(1.8～2.5):1。

优选的，所述羧酸酰肼化合物包括己二酰二酰肼、草酸二酰肼、异邻苯二酰肼和聚丙烯酸聚酰肼中的至少一种。

进一步优选的，所述羧酸酰肼化合物为己二酰二酰肼。

发明人经研究发现，酰肼基团与羰基之间可能会发生反应，导致交联现象；但是本发明通过特定的配方设计，使水性自交联丙烯酸二级分散体能长时间贮存；在贮存过程中，本发明的水性自交联丙烯酸二级分散体不倾向于形成两相，且无交联现象，粘度和成膜特性也没有明显变化。

优选的，所述共聚混合物包括如下按重量百分比计的原料：混合单体A11～65％、混合单体B14～68％、有机溶剂15％、引发剂3％和中和剂3％。

在本发明中，所述共聚单体可选自羟乙基和羟丙基(甲基)丙烯酸酯、丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯腈中的至少一种。但是，发明人经研究发现，所述共聚单体的加入会对水性自交联丙烯酸二级分散体成膜后的耐水性产生不利影响，这可能是由于所述共聚单体中存在极性基团引起的。

优选的，所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸酯、C1-C20烷基丙烯酸酯中的至少一种，所述C1-C20烷基丙烯酸酯包括丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸月桂酯中的至少一种。

进一步优选的，所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯中的至少一种。

优选的，所述乙烯类单体包括芳香族乙烯化合物和乙烯酯中的至少一种，所述芳香族乙烯化合物包括苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯和卤代苯乙烯中的至少一种。

进一步优选的，所述乙烯类单体包括苯乙烯、甲基苯乙烯中的至少一种。

优选的，所述含羰基单体包括α,β-单烯烃不饱和醛和α,β-单烯烃不饱和酮中的至少一种。

优选的，所述含羰基单体包括甲基丙烯醛、乙烯基烷基酮、乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸酯、乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺甲基乙酰丙酮、乙酰乙酸乙烯酯、双丙酮丙烯酰胺、双丙酮甲基丙烯酰胺中的至少一种。

进一步优选的，所述含羰基单体包括双丙酮丙烯酰胺和乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸酯中的至少一种。

优选的，所述羧基单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸β-羧乙酯、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酸酐中的至少一种。

进一步优选的，所述羧基单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。

优选的，所述有机溶剂包括疏水有机溶剂和亲水有机溶剂中的任意一种。

进一步优选的，所述有机溶剂，按重量百分比计，包括：疏水有机溶剂30～95％、亲水有机溶剂5～70％。

更进一步优选的，所述有机溶剂，按重量百分比计，包括：疏水有机溶剂50～85％、亲水有机溶剂15～50％。

进一步优选的，所述疏水有机溶剂包括二甲苯、甲苯、石脑油、脂族酯类溶剂、脂族有机溶剂和芳族烃中的至少一种；所述亲水有机溶剂包括乙醇、丙醇、异丁醇和醇醚类有机溶剂中的至少一种，所述醇醚类有机溶剂包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇丁醚中的至少一种。

优选的，所述引发剂包括有机过氧化物和偶氮化合物中的至少一种。

进一步优选的，所述有机过氧化物包括过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种，所述偶氮化合物包括偶氮二异丁腈(AIBN)。

优选的，所述中和剂包括有机胺和水溶性无机碱中的至少一种。所述有机胺包括二甲基乙醇胺、甲基乙醇胺、三乙胺和三乙醇胺中的至少一种。

在本发明中，所述共聚混合物的原料中含有少量的含羧基单体，在自由基聚合反应过程中引入少量的含羧基单体，利用中和剂与含羧基单体中和反应生成盐；中和剂过量，以保证将含羧基的化合物转化成盐，共聚混合物中仍保留有未反应完的自由中和剂，水性自交联丙烯酸二级分散体含有自由中和剂，有利于提高水性单组分涂料的稳定性和颜料润湿性等性能。

第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的水性自交联丙烯酸二级分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将混合单体A、混合单体B、有机溶剂和引发剂混合反应后，加入中和剂，经反应得到共聚混合物；

(2)将共聚混合物和水混合均匀，加入羧酸酰肼化合物，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

优选的，所述步骤(1)具体包括：将引发剂和部分有机溶剂混合配制成引发剂溶液，在90～180℃下，向剩余的有机溶剂中依次滴加混合单体A和部分引发剂溶液，然后同时滴加混合单体B和剩余的引发剂溶液，滴加完毕后，在90～180℃下保温1～3h，在温度不高于100℃的条件下，加入中和剂，搅拌20～40min，得到共聚混合物。

在本发明中，向有机溶剂中同时滴加混合单体A和引发剂溶液，丙烯酸酯单体、乙烯类单体和含羰基单体共聚反应形成共聚物A，在有机溶剂和共聚物A存在的情况下，同时滴加混合单体B和引发剂溶液，丙烯酸酯单体、乙烯类单体、含羰基单体和含羧基单体共聚反应生成共聚物B，加入中和剂后，羧基被中和，最终形成共聚混合物，未参与共聚反应的含羧基单体用中和剂中和成盐，共聚混合物加水自乳化后，与羧酸酰肼化合物混合即可。

第三方面，本发明提供的一种如第一方面所述的水性自交联丙烯酸二级分散体在制备水性涂料中的应用。

第四方面，本发明提供了一种水性单组分木器涂料，包括如第一方面所述的水性自交联丙烯酸二级分散体。

优选的，所述水性单组分木器涂料还包括助剂，所述助剂占所述水性单组分木器涂料重量的0.01～10％。

进一步优选的，所述助剂包括润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、颜填料、催化剂、防沉降剂、防闪锈剂和蜡乳液中的至少一种。

发明人经研究发现，将非离子聚氨酯增稠剂添加到水性单组分木器涂料中，使涂料具有更好的透明性和乳化性，基于此，所述增稠剂优选为非离子聚氨酯增稠剂。将烷基改性聚醚作为水性单组分木器涂料中的润湿剂，可以提高涂料涂层的透明度、光泽和平整性。

本发明的水性单组分木器涂料可通过常规的涂覆方法涂覆于基材上，所述喷涂方法包括空气喷涂、无气喷涂、静电喷涂、刷涂、辊涂和刮涂中的任意一种，所述基材包括金属、木材、塑料和纸张。本发明的水性单组分木器涂料优选应用于木材表面涂层。若水性单组分木器涂料不含颜填料，所述水性单组分木器涂料可作为透明清漆。若水性单组分木器涂料中添加有颜填料，所述水性单组分木器涂料可用作单层面漆，还可以用作多层漆体系中的着色底漆，所述颜填料包括有机颜料和无机颜料中的任意一种，所述无机颜料包括二氧化钛、氧化铁和炭黑中的至少一种。

优选的，所述水性单组分木器涂料还包括溶剂；所述溶剂占所述水性单组分木器涂料重量的2～15％，所述溶剂为醇醚类溶剂，所述醇醚类溶剂包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚和二丙二醇丁醚中的至少一种。

优选的，所述溶剂占所述水性单组分木器涂料重量的2～10％。

优选的，所述水性单组分木器涂料还包括pH调节剂，所述pH调节剂包括三乙胺、二甲基乙醇胺和氨甲基丙醇中的至少一种。本发明利用pH调节剂将水性单组分木器涂料的pH值调节至6.5～9.0。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的水性自交联丙烯酸二级分散体不含乳化剂成分，VOCs含量极低；

(2)本发明提供的可用于制备水性单组分涂料，羧酸酰肼化合物可作为涂料的交联剂，无需额外添加交联剂，使涂料不受常规双组分体系开发时间(即活化期)的限制，使涂料涂层在室温下表现出干燥快、硬度高、易打磨和优异的抗粘连性的特点。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1

本实施例提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其制备方法包括以下步骤：

(1)将800g甲基丙烯酸甲酯、44g丙烯酸正丁酯、278g甲基丙烯酸正丁酯、200g苯乙烯和70g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体A；将252g甲基丙烯酸甲酯、550g丙烯酸正丁酯、46g双丙酮丙烯酰胺和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将80g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和40g异丁醇混合均匀，得到引发剂溶液；

(2)将280g乙酸乙酯和120g异丁醇加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在125℃、搅拌的条件下，将混合单体A在3h内匀速滴加入反应容器内，然后将混合单体B在2h内匀速滴加入反应容器内，在加入混合单体A和混合单体B的同时，将引发剂溶液在5h内匀速滴加入反应容器内，滴加完毕后在125℃下保温2h；将反应容器内的温度冷却至100℃，向反应容器加入99g二甲基乙醇胺，在100℃下保温搅拌分散30min，得到共聚混合物；所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为27mgKOH/g；

(3)将所得的共聚混合物和2500g的去离子水混合，搅拌30min，加入60g己二酰二酰肼，搅拌30min，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

实施例2

本实施例提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其制备方法包括以下步骤：

(1)将235g甲基丙烯酸甲酯、545g丙烯酸正丁酯、90g苯乙烯和58g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体A；将726g甲基丙烯酸甲酯、50g丙烯酸正丁酯、278g甲基丙烯酸正丁酯、200g苯乙烯、58g双丙酮丙烯酰胺和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将80g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和40g异丁醇混合均匀，得到引发剂溶液；

(2)将280g乙酸乙酯和120g异丁醇加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在125℃、搅拌的条件下，在3h内将混合单体A匀速滴加入反应容器内，然后在2h内将混合单体B迅速滴加入反应容器内，在加入混合单体A和混合单体B的同时，在5h内将混合物匀速滴加入反应容器内，滴加完毕后在125℃下保温2h；将反应容器内的温度冷却至100℃，向反应容器加入99g二甲基乙醇胺，在100℃下保温搅拌分散30min，得到共聚混合物；所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为27mgKOH/g；

(4)将所得的共聚混合物和2550g的去离子水混合，搅拌分散30min，加入48g己二酰二酰肼，搅拌30min，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

实施例3

本实施例提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其制备方法包括以下步骤：

(1)将760g甲基丙烯酸甲酯、44g丙烯酸正丁酯、278g甲基丙烯酸正丁酯、194g苯乙烯和116g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体A；将293g甲基丙烯酸甲酯、555g丙烯酸正丁酯和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将80g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和40g异丁醇混合均匀，得到引发剂溶液；

(2)将280g乙酸乙酯和120g异丁醇加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在125℃、搅拌的条件下，将混合单体A在3h内匀速滴加入反应容器内，然后将混合单体B在2h内匀速滴加入反应容器内，在加入混合单体A和混合单体B的同时，将引发剂溶液在5h内匀速滴加入反应容器内，滴加完毕后在125℃下保温2h；将反应容器内的温度冷却至100℃，向反应容器加入99g二甲基乙醇胺，在100℃下保温搅拌分散30min，得到共聚混合物；所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为27mgKOH/g；

(3)将所得的共聚混合物和2600g的去离子水混合，搅拌分散30min，加入66g己二酰二酰肼，搅拌30min，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

实施例4

本实施例提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其制备方法包括以下步骤：

(1)将480g甲基丙烯酸甲酯、220g丙烯酸正丁酯、250g甲基丙烯酸正丁酯、862g苯乙烯和98g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体A；将238g丙烯酸正丁酯、32g双丙酮丙烯酸酰胺、60g苯乙烯和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将80g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和40g异丁醇混合均匀，得到引发剂溶液；

(2)将280g乙酸乙酯和120g异丁醇加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在125℃、搅拌的条件下，将混合单体A在3h内匀速滴加入反应容器内，然后将混合单体B在2h内匀速滴加入反应容器内，在加入混合单体A和混合单体B的同时，将引发剂溶液在5h内匀速滴加入反应容器内，滴加完毕后在125℃下保温2h；将反应容器内的温度冷却至100℃，向反应容器加入99g二甲基乙醇胺，在100℃下保温搅拌分散30min，得到共聚混合物；所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为27mgKOH/g；

(3)将所得的共聚混合物和2600g的去离子水混合，搅拌分散30min，加入66g己二酰二酰肼，搅拌30min，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

实施例5

本实施例提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其制备方法包括以下步骤：

(1)将20g甲基丙烯酸甲酯、220g丙烯酸正丁酯、40g苯乙烯和50g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体A；将1042g甲基丙烯酸甲酯、252g丙烯酸正丁酯、250g甲基丙烯酸正丁酯、66g双丙酮丙烯酰胺、300g苯乙烯和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将80g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和40g异丁醇混合均匀，得到引发剂溶液；

(2)将280g乙酸乙酯和120g异丁醇加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在125℃、搅拌的条件下，将混合单体A在3h内匀速滴加入反应容器内，然后将混合单体B在2h内匀速滴加入反应容器内，在加入混合单体A和混合单体B的同时，将引发剂溶液在5h内匀速滴加入反应容器内，滴加完毕后在125℃下保温2h；将反应容器内的温度冷却至100℃，向反应容器加入99g二甲基乙醇胺，在100℃下保温搅拌分散30min，得到共聚混合物；所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为27mgKOH/g；

(3)将所得的共聚混合物和2600g的去离子水混合，搅拌分散30min，加入60g己二酰二酰肼，搅拌30min，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

对比例1

本对比例提供了一种水性自交联丙烯酸乳液，其制备方法包括以下步骤：

(1)将760g甲基丙烯酸甲酯、44g丙烯酸正丁酯、278g甲基丙烯酸正丁酯、194g苯乙烯和116g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体A；将293g甲基丙烯酸甲酯、555g丙烯酸正丁酯和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将4g过硫酸铵和160g去离子水混合搅拌至过硫酸铵完全溶解，得到引发剂溶液A；将6.8g过硫酸铵和400g去离子水混合搅拌至过硫酸铵完全溶解，得到引发剂溶液B；

(2)将1600g去离子水和68g烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在85℃、搅拌的条件下，将引发剂溶液A加入反应容器内，保温15min，将68g预乳化液A加入反应容器内，保温15min，得到呈蓝相的种子乳液，然后将剩余的预乳化液A在2h内匀速滴加入反应容器内，然后将预乳化液B在1.5h内迅速滴加入反应容器内；在加入预乳化液A和预乳化液B的同时，将引发剂溶液B在4h内匀速滴加入反应容器内，在85℃下保温1.5h，再冷却至45℃，加入30g氨水，加入60g己二酰二酰肼，搅拌30min，得到水性自交联丙烯酸乳液(即水性自交联丙烯酸一级分散体)。

对比例2

本对比例提供了一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本对比例未添加己二酰二酰肼。

(1)将850g甲基丙烯酸甲酯、64g丙烯酸正丁酯、278g甲基丙烯酸正丁酯、200g苯乙烯混合均匀，得到混合单体A；将282g甲基丙烯酸甲酯、566g丙烯酸正丁酯和80g丙烯酸混合均匀，得到混合单体B；将80g过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和40g异丁醇混合均匀，得到引发剂溶液；

(2)将280g乙酸乙酯和120g异丁醇加入容量为5L的反应容器内，反应容器装有搅拌机构、冷凝器和加热器，在125℃、搅拌的条件下，将混合单体A在3h内匀速滴加入反应容器内，然后将混合单体B在2h内匀速滴加入反应容器内，在加入混合单体A和混合单体B的同时，将引发剂溶液在5h内匀速滴加入反应容器内，滴加完毕后在125℃下保温2h；将反应容器内的温度冷却至100℃，向反应容器加入99g二甲基乙醇胺，在100℃下保温搅拌分散30min，得到共聚混合物；所述共聚混合物的pH值为7.0～9.0，相对于100％固含的酸值为27mgKOH/g；

(3)将所得的共聚混合物和2500g的去离子水混合，搅拌30min，搅拌30min，得到常规水性丙烯酸二级分散体。

效果例1

将各实施例和对比例制得的产品进行表征测试，测试方法如下：

(1)通过目测观察各样品的外观；

(2)取1g样品，在125℃下烘干1h后检测烘干后的样品重量，并计算样品中非挥发份的含量；

(3)在25℃的环境中，利用旋转粘度计测试各样品的粘度；

(4)采用滴定法对样品的酸值进行检测；

(5)利用激光粒度仪对样品的平均粒径进行检测；

(6)将样品与去离子水按照1:4的质量比稀释后，利用pH计对稀释后的样品的pH值进行检测；

(7)将样品置于50℃的干燥箱中，存储30天后，观察样品的外观。

测试结果如表1所示。

表1

应用例1～7

一种水性单组分木器涂料，其制备方法包括如下步骤：

按照表2及表3称取原料，按照表3的序号顺序将各原料混合分散均匀，得到水性单组分木器涂料。

表2原料表

表3

效果例2

将各应用例制得的水性单组分木器涂料进行表征测试，测试方法如下：

(1)摆杆硬度：采用BYK Gardnerde摆杆硬度测试仪，按GB/T 1730-2007进行测定，早期硬度建立，将涂料样品涂布在玻璃板上，湿膜厚度约100um，分别测试4h、24h、48h、7天后涂膜的硬度变化。

(2)抗粘连性：按GB/T 23982-2009进行测定，在胶合板(70mm x 150mm)的一面刷涂上涂料样品，每道100g/m²，闪干2min，70℃烘烤6min，冷却5min至30℃，然后将涂层两面贴在一起，施加0.102kg/cm²的压力，放入50℃烘箱4h，评判标准：A-自由下落分离，B-轻微敲打后分离，C-施加轻微拉力后分离，D-施加中等拉力后分离，E-施加极大拉力后分离，F-要使用工具才能分离；表面损坏等级0-5，0没有损坏，5≥50％的损坏。

(3)打磨性：按GB/T 1770-2008进行测定，在黑色底漆上刷涂一道涂料样品，每道100g/m²，45℃烘烤30min，用400#水砂纸手工打磨20次，评判标准0-5，5最优，0最差。

(4)耐水性：按GB/T 4893.1-2005进行测定，在黑色底漆上刷涂两道涂料样品，每道100g/m²，50℃烘烤2天，泡水16h；评判标准0-5，5最优，0最差。

(5)耐化学品性：按GB/T 4893.1-2005进行测定，在黑色底漆上刷涂三道涂料样品，每道100g/m²，放入50℃烘烤10min，然后室温干燥2天，24h后进行评判，评判标准0-5，5最优，0最差。

(6)表干时间：按照GB/T 1728-1979进行测定，将涂料样品涂布在玻璃板上，漆膜厚度约100um，在漆膜表面上轻轻放上一个脱脂棉球，用嘴距棉球10～15厘米，沿水平方向轻吹棉球，如能吹走，漆膜表面不留有棉丝，即认为表面干燥，记录时间。

(7)实干时间：按照GB/T 1728-1979进行测定，将涂料样品涂布在玻璃板上，漆膜厚度约100um，在漆膜上放一片定性滤纸，滤纸上再轻轻放置干燥试验器，同时开动秒表，经30秒钟，移去干燥试验器，将样板翻转(漆膜向下)，滤纸能自由落下，或背面用握板之手的食指轻敲几下，滤纸能自由落下而滤纸纤维不被粘在漆膜上，即认为漆膜实际干燥，记录时间。

(8)附着力：按GB/T 9286-1998进行测定，将涂料样品涂布在木板上，湿膜厚度约100um，表干后，采用广州标格达有限公司生产的BGD502进行测试。

测试结果如下表4所示。

表4

由表2可知，应用例6利用水性自交联丙烯酸乳液(即水性自交联丙烯酸一级分散体)制备水性单组分木器涂料，应用例1～5分别采用实施例1～5所得的水性自交联丙烯酸二级分散体制备水性单组分木器涂料，与应用例6相比，应用例1～5无需额外使用交联剂，且只需要少量或不需要成膜助剂，在室温下能快速干燥所形成涂料漆膜；所形成的涂料漆膜具有硬度高、易打磨、抗粘连、耐化学品的特点。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种水性自交联丙烯酸二级分散体，其特征在于，包括共聚混合物、羧酸酰肼化合物及水，所述共聚混合物如下按重量百分比计的原料：混合单体A11～65％、混合单体B14～68％、有机溶剂5～15％、引发剂1～5％和中和剂1～5％；所述混合单体A包括如下按重量百分比计的原料：丙烯酸酯单体50～84％、乙烯类单体10～45％和含羰基单体5～15％；所述混合单体B包括如下按重量百分比计的原料：丙烯酸酯单体58～91％、乙烯类单体0～15％、含羰基单体0～8％、含羧基单体4～20％和共聚单体0～10％。

2.如权利要求1所述的水性自交联丙烯酸二级分散体，其特征在于，所述共聚混合物的原料中含羰基单体与所述羧酸酰肼化合物的摩尔比为(1.8～2.5):1。

3.如权利要求1所述的水性自交联丙烯酸二级分散体，其特征在于，所述羧酸酰肼化合物包括己二酰二酰肼、草酸二酰肼、异邻苯二酰肼和聚丙烯酸聚酰肼中的至少一种。

4.如权利要求1所述的水性自交联丙烯酸二级分散体，其特征在于，所述共聚混合物包括如下按重量百分比计的原料：混合单体A11～65％、混合单体B14～68％、有机溶剂15％、引发剂3％和中和剂3％。

5.如权利要求1所述的水性自交联丙烯酸二级分散体，其特征在于，所述有机溶剂包括疏水有机溶剂和亲水有机溶剂中的任意一种，所述引发剂包括有机过氧化物和偶氮化合物中的至少一种。

6.如权利要求1所述的水性自交联丙烯酸二级分散体，其特征在于，所述中和剂包括有机胺和水溶性无机碱中的至少一种。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的水性自交联丙烯酸二级分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将混合单体A、混合单体B、有机溶剂和引发剂混合反应后，加入中和剂，经反应得到共聚混合物；

(2)将共聚混合物和水混合均匀，加入羧酸酰肼化合物，得到水性自交联丙烯酸二级分散体。

8.一种如权利要求1～6中任一项所述的水性自交联丙烯酸二级分散体在制备水性涂料中的应用。

9.一种水性单组分木器涂料，其特征在于，包括如权利要求1～6中任一项所述的水性自交联丙烯酸二级分散体。

10.如权利要求9所述的水性单组分木器涂料，其特征在于，还包括助剂，所述助剂占所述水性单组分木器涂料重量的0.01～10％，所述助剂包括润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、颜填料、催化剂、防沉降剂、防闪锈剂和蜡乳液中的至少一种。