CN115521678A - 一种单组分水性快干木器漆及制备方法 - Google Patents
一种单组分水性快干木器漆及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115521678A CN115521678A CN202211298996.XA CN202211298996A CN115521678A CN 115521678 A CN115521678 A CN 115521678A CN 202211298996 A CN202211298996 A CN 202211298996A CN 115521678 A CN115521678 A CN 115521678A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- acrylic resin
- modified acrylic
- short
- fluorine modified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000003973 paint Substances 0.000 title claims description 11
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims abstract description 64
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 36
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 34
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 31
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims description 29
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical group CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical group N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical group CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IDDHECHCWLIHQG-UHFFFAOYSA-N oxirane hydrofluoride Chemical compound F.C1CO1 IDDHECHCWLIHQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical group OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N n-[5-[9-[4-(methanesulfonamido)phenyl]-2-oxobenzo[h][1,6]naphthyridin-1-yl]-2-methylphenyl]prop-2-enamide Chemical compound C1=C(NC(=O)C=C)C(C)=CC=C1N1C(=O)C=CC2=C1C1=CC(C=3C=CC(NS(C)(=O)=O)=CC=3)=CC=C1N=C2 SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/062—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06
- C09D133/064—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06 containing anhydride, COOH or COOM groups, with M being metal or onium-cation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2206—Oxides; Hydroxides of metals of calcium, strontium or barium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
- C08K2003/222—Magnesia, i.e. magnesium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明公开一种单组分水性快干木器漆，包括以下步骤：步骤一、短链氟改性的丙烯酸树脂单体聚合获得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；步骤二、将步骤一所得的水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系、用于形成空间位阻的纳米颗粒、分散剂、消泡剂、膨胀剂、颜料以及水混合均匀得单组分水性快干木器漆，喷涂，室温大气环境下干燥得均匀致密膜层；在成膜过程中，形成空间位阻的纳米颗粒不断吸收膜层中的水分增大体积伴随着短链氟改性的丙烯酸树脂的缠绕聚结；本发明还公开了该木器漆的制备方法；本发明利用短链氟改性的丙烯酸树脂配合在成膜过程中不断吸水膨胀的纳米颗粒，加快成膜的进行同时强化涂料膜层强度。
Description
技术领域
本发明涉及水性木器涂料技术领域，特别是涉及一种单组分水性快干木器漆及制备方法。
背景技术
水稀释性树脂涂料是指合成树脂时将亲水性基团如羧基、磺酸基、氨基和聚乙氧基引入到聚合物链中，然后经过碱化或者酸化、加水分散得到聚合物的水分散体；现有技术中水分散性树脂涂料的成膜速度较慢并不全是由于水的挥发潜热大、挥发速度慢所造成的。这个复杂的成膜过程依据树脂粒子结构不同，可能需要较长的时间才能完成，因此水分散性树脂涂料的涂层性能需要较长的时间才能实现。
水稀释性树脂涂料的主要缺点在于水的挥发潜热大，树脂粒子由于自身的亲水性，水性涂料成膜机制是粒子融合，成膜需要时间长；水性涂料因引入了亲水基团，漆膜的耐水性变差。
水稀释性树脂涂料中较为常见的是丙烯酸酯涂料，丙烯酸树脂是甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯作为反应主要原料，采用化学合成方法合成的一类主链不含有不饱和结构，而支链为酯结构的化合物，在现有技术中的丙烯酸酯涂料中同样也存在着成膜速度较慢以及成膜结构强度不佳的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种单组分水性快干木器漆的制备方法，本发明利用短链氟改性的丙烯酸树脂配合在成膜过程中不断吸水膨胀的纳米颗粒，加快成膜的进行同时强化涂料膜层强度。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种单组分水性快干木器漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、短链氟改性的丙烯酸树脂单体聚合获得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
步骤二、将步骤一所得的水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系、用于形成空间位阻的纳米颗粒、分散剂、消泡剂、膨胀剂、颜料以及水混合均匀得单组分水性快干木器漆，喷涂，室温大气环境下干燥得均匀致密膜层；
在成膜过程中，形成空间位阻的纳米颗粒不断吸收膜层中的水分增大体积伴随着短链氟改性的丙烯酸树脂的缠绕聚结。
优选将所述聚合物反应单体以及引发剂混合均匀得到预混液；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量10％至20％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热75℃至90℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至65℃至75℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为7.5至8.5，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
本发明利用分段半持续的反应保证丙烯酸树脂在单体聚合中的有效枝接改性。
优选聚合反应单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和环氧氟乙烷。本发明利用多种单体聚合，利于所得木器漆的高固低粘的实现。
优选所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如下：
优选所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为(0.3至0.4):1。本发明保证引入F原子的量，确保氟原子对丙烯酸树脂所结合的水进行局部结构的破坏，利于水分的挥发，进一步配合水在毛细管形成后的快速导出，同时随着水分的不断导出，F原子配合其他原子的粒径梯度逐渐形成更加致密的膜层。
优选所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为(0.1至0.18)：1。本发明利用共溶剂有效实现改性单体与丙烯酸单体的共混，促进改性聚合的进行。
优选所述木器漆各个组分的质量份数以下：
优选所述纳米颗粒为氧化镁和/或氧化钙。本发明中用于形成空间位阻的纳米颗粒氧化物随着成膜的进行和膜层的存在吸收水分转化为氢氧化物，加强膜层中树脂缠绕的强度，同时颗粒体积也有效增大，也利于成膜过程纳米颗粒对短链氟改性的丙烯酸树脂缠绕聚结的定位，纳米颗粒作为膜层平面范围内相互连接的加强点，改善膜层的强度。
优选所述纳米颗粒经超声振荡分散于去离子水中以溶液形式加入木器漆。本发明有效分散纳米颗粒，实现纳米颗粒在膜层的平面范围内以及厚度范围内均匀分布，实现对膜层中水分的有效吸收结合作为膜层加强点位，有效提升膜层的机械强度。
本发明的第二目的在于提供一种单组分水性快干木器漆，本发明利用引入F原子促进水与粒子的分离，通过F原子提高其所在空间的疏水性，F原子破坏其附近水分子对丙烯酸树脂粒子形成的保护层，加快干燥速度，提升膜层的力学性能。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种本发明提供的制备方法制得的单组分水性快干漆。
本发明利用在丙烯酸树脂枝接短链连接的F原子，C-F键短且键能高，F原子改善了所得丙烯酸树脂在连接有F的空间范围内具有良好的疏水性能，加快丙烯酸树脂处于F原子附近的与亲水性丙烯酸树脂相结合水层的分离，从整体看，短链F原子的引入促进水的挥发；从局部看，相邻的两条丙烯酸树脂之间F原子存在的一端水快速分离，裸露的树脂微粒相互接触，其间间隙越来越小，形成毛细管径大小时，在毛细管力和界面张力作用下，水分大部分被挤出，微粒形变发生紧密堆积，此时堆积率接近100％，涂层变现为实干，本发明促进上述成膜过程中毛细管的形成，利于膜层的形成和干燥；
当温度处于聚合物的Tg以上，分子链段运动，本发明中F原子的存在促进了成膜的进行，利于膜层中分子链之间的相互扩散缠结，在缠结的过程中本发明中的纳米颗粒将形成缠结的分子链形成均匀分布的点定位，在连续的均匀形成缠绕的空间中，形成空间位阻的纳米颗粒由于其自身的刚性结构配合分子链段的扩散缠绕从而对相互缠绕的链段形成了刚性的定位，相互缠绕的链段因为各个纳米颗粒形成了在膜层厚度范围以及膜层平面范围内的三维定位，有效提升了膜强度；
随着成膜的进行，尤其是F原子的引入加快了水分子的挥发，当膜层表面大量的毛细管因为成膜的进行而发生闭合时，且由于F原子相较于H的原子半径大，而小于其他物质的原子半径，本发明所得膜层更加致密，膜层中势必存在一些难以挥发的水分，丙烯酸树脂中的由于丙烯酸树脂的亲水性，分散在膜层中的水导致键结合强度不足，膜层容易破，此时，在被分子链段缠绕的纳米颗粒在由于缓慢的与膜层中的水分发生反应生成体积更大的氢氧化物颗粒，吸收膜层中的水分，同时利用自身体积的变化强化对膜层的支撑，整体上提升所得木器漆的力学性能。
从而实现本发明的上述目的。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
本实施例公开一种单组分水性快干木器漆及制备方法，包括以下步骤：
步骤一、短链氟改性的丙烯酸树脂单体聚合获得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
步骤二、将步骤一所得的水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系、用于形成空间位阻的纳米颗粒、分散剂、消泡剂、膨胀剂、颜料以及水混合均匀得单组分水性快干木器漆，喷涂，室温大气环境下干燥得均匀致密膜层；
在成膜过程中，形成空间位阻的纳米颗粒不断吸收膜层中的水分增大体积伴随着短链氟改性的丙烯酸树脂的缠绕聚结。
本实施例中将所述聚合物反应单体以及引发剂以及链转移剂混合均匀得到预混液；本实施例中引发剂为偶氮二异丁腈，链转移剂为十二烷基硫醇；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量10％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热90℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至75℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为7.5，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如表1所示。
所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为0.266:1。
所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为0.1：1。
本实施例中所述木器漆各个组分的质量份数如表2所示。
本实施例中所述纳米颗粒为氧化镁。
本实施例中所述纳米颗粒经超声振荡分散于去离子水中以溶液形式加入木器漆。
实施例2
本实施例公开一种单组分水性快干木器漆及制备方法，本实施例所得木器漆的制备方法与实施例1的主要区别在于水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系的制备以及原料的用量，具体详见表1和表2以及以下制备步骤：
本实施例中将所述聚合物反应单体以及引发剂以及链转移剂混合均匀得到预混液；本实施例中引发剂为偶氮二异丁腈，链转移剂为十二烷基硫醇；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量20％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热75℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至65℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为7.5，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如表1所示。
所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为0.29:1。
所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为0.18：1。
本实施例中所述木器漆各个组分的质量份数如表2所示：
本实施例中所述纳米颗粒为氧化钙。
实施例3
本实施例公开一种单组分水性快干木器漆及制备方法，本实施例所得木器漆的制备方法与实施例1的主要区别在于水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系的制备以及原料的用量，具体详见表1和表2以及以下制备步骤：
本实施例中将所述聚合物反应单体以及引发剂以及链转移剂混合均匀得到预混液；本实施例中引发剂为偶氮二异丁腈，链转移剂为十二烷基硫醇；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量15％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热80℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至70℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为8.0，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如表1所示。
所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为0.34:1。
所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为0.18：1。
本实施例中所述木器漆各个组分的质量份数如表2所示：
本实施例中所述纳米颗粒为氧化镁和氧化钙，二者的质量比为1:1。
实施例4
本实施例公开一种单组分水性快干木器漆及制备方法，本实施例所得木器漆的制备方法与实施例1的主要区别在于水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系的制备以及原料的用量，具体详见表1和表2以及以下制备步骤：
本实施例中将所述聚合物反应单体以及引发剂以及链转移剂混合均匀得到预混液；本实施例中引发剂为偶氮二异丁腈，链转移剂为十二烷基硫醇；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量20％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热90℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至75℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为7.5，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如表1所示。
所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为0.277:1。
所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为0.1：1。
本实施例中所述木器漆各个组分的质量份数如表2所示：
本实施例中所述纳米颗粒为氧化镁。
实施例5
本实施例公开一种单组分水性快干木器漆及制备方法，本实施例所得木器漆的制备方法与实施例1的主要区别在于水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系的制备以及原料的用量，具体详见表1和表2以及以下制备步骤：
本实施例中将所述聚合物反应单体以及引发剂以及链转移剂混合均匀得到预混液；本实施例中引发剂为偶氮二异丁腈，链转移剂为十二烷基硫醇；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量15％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热85℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至65℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为8.0，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如表1所示。
所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为0.392:1。
所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为0.15：1。
本实施例中所述木器漆各个组分的质量份数如表2所示：
本实施例中所述纳米颗粒为氧化镁。
对比例
本对比例制备方法同实施例3，对比例中使用市场销售的丙烯酸树脂水分散体系，具体的涂料的组成详见表2所示。
表1实施例1至5中水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系原料组成(质量份数)
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 甲基丙烯酸甲酯 | 12 | 15 | 19 | 13 | 7 |
| 苯乙烯 | 10 | 14 | 8 | 16 | 12 |
| 丙烯酸丁酯 | 25 | 20 | 15 | 18 | 12 |
| 环氧氟乙烷 | 17 | 20 | 22 | 18 | 20 |
| 去离子水 | 55 | 58 | 60 | 66 | 62 |
表2实施例1至5中所得木器漆的组成(质量份数)
将实施例1至5以及对比例水性木器漆以120g/m2的喷涂量喷涂覆盖在枫木表面，室温下干燥，将上述对应的膜层按照GB/T23999-2009《室内装饰装修用水性木器漆涂料》进行性能检测，具体检测性能数据如表3所示。
表3实施例1至5以及对比例所得膜层形成前后的性能指标
| 项目 | 表干时间/min | 铅笔硬度 | 附着力(级) | 耐水性 |
| 实施例1 | 14 | 1H-2H | 2 | 通过 |
| 实施例2 | 14 | 1H-2H | 2 | 通过 |
| 实施例3 | 15 | 1H-2H | 2 | 通过 |
| 实施例4 | 16 | 1H-2H | 2 | 通过 |
| 实施例5 | 16 | 1H-2H | 2 | 通过 |
| 对比例 | 20 | B-BH | 0 | 通过 |
将实施例1至5以及对比例对应涂料所得膜层按照GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能》测试所得漆膜的分别在喷涂后72小时后和720小时后的力学性能，具体参数详见表4所示。
表4实施例1至5以及对比例所得膜层力学性能随成膜时间的变化
本发明利用在丙烯酸树脂枝接短链连接的F原子，C-F键短且键能高，F原子改善了所得丙烯酸树脂在连接有F的空间范围内具有良好的疏水性能，加快丙烯酸树脂处于F原子附近的与亲水性丙烯酸树脂相结合水层的分离，从整体看，短链F原子的引入促进水的挥发；从局部看，相邻的两条丙烯酸树脂之间F原子存在的一端水快速分离，裸露的树脂微粒相互接触，其间间隙越来越小，形成毛细管径大小时，在毛细管力和界面张力作用下，水分大部分被挤出，微粒形变发生紧密堆积，此时堆积率接近100％，涂层变现为实干，本发明促进上述成膜过程中毛细管的形成，利于膜层的形成和干燥，结合表3和表4可知，本发明制得单组分水性快干木器漆成膜速度快，且成膜后硬度好。
当温度处于聚合物的Tg以上，分子链段运动，本发明中F原子的存在促进了成膜的进行，利于膜层中分子链之间的相互扩散缠结，在缠结的过程中本发明中的纳米颗粒将形成缠结的分子链形成均匀分布的点定位，在连续的均匀形成缠绕的空间中，形成空间位阻的纳米颗粒由于其自身的刚性结构配合分子链段的扩散缠绕从而对相互缠绕的链段形成了刚性的定位，相互缠绕的链段因为各个纳米颗粒形成了在膜层厚度范围以及膜层平面范围内的三维定位，有效提升了膜强度；本发明随着成膜的进行，尤其是F原子的引入加快了水分子的挥发，当膜层表面大量的毛细管因为成膜的进行而发生闭合时，且由于F原子相较于H的原子半径大，而小于其他物质的原子半径，本发明所得膜层更加致密，膜层中势必存在一些难以挥发的水分，丙烯酸树脂中的由于丙烯酸树脂的亲水性，分散在膜层中的水导致键结合强度不足，膜层容易破，此时，在被分子链段缠绕的纳米颗粒缓慢的与膜层中的水分发生反应生成体积更大的氢氧化物颗粒，吸收膜层中的水分，同时利用自身体积的变化强化对膜层的支撑，整体上提升所得木器漆的力学性能，因此本发明提出的木器漆需要一定的静置时间，用于膜层中组分进一步配合，提升强度。
Claims (10)
1.一种单组分水性快干木器漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、短链氟改性的丙烯酸树脂单体聚合获得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
步骤二、将步骤一所得的水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系、用于形成空间位阻的纳米颗粒、分散剂、消泡剂、膨胀剂、颜料以及水混合均匀得单组分水性快干木器漆，喷涂，室温大气环境下干燥得均匀致密膜层；
在成膜过程中，形成空间位阻的纳米颗粒不断吸收膜层中的水分增大体积伴随着短链氟改性的丙烯酸树脂的缠绕聚结。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
将所述聚合物反应单体以及引发剂混合均匀得到预混液；
分段将聚合反应单体加入至反应容器中，引发剂和溶剂过量；
具体的加入过程依次如下：
S11、将占预混液总质量10％至20％的预混液以及过量的引发剂滴入通有氮气的共溶剂中，加热75℃至90℃，保温；
S12、将剩余的预混液和引发剂滴入中反应容器中，保温至自由基聚合反应完成；
S13、去除体系中的共溶剂，降温至65℃至75℃，加入中和剂和水，调节体系pH值为7.5至8.5，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系；
将上述具体反应体系降温，加入碱性物质和水，搅拌出料，得水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
聚合反应单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和环氧氟乙烷。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述水性羟基短链氟改性的丙烯酸树脂水分散体系中自由基聚合反应前各单体与水的质量份数如下：
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述环氧氟乙烷与全部聚合反应单体的质量比为(0.3至0.4):1。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述共溶剂为异丙醇，所述共溶剂与去离子水的质量比为(0.1至0.18)：1。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述木器漆各个组分的质量份数以下：
8.如权利要求1至7任一项所述的制备方法，其特征在于：所述纳米颗粒为氧化镁和/或氧化钙。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述纳米颗粒经超声振荡分散于去离子水中以溶液形式加入木器漆。
10.一种由权利要求1至9中任一项所述制备方法制得的单组分水性快干漆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211298996.XA CN115521678A (zh) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 一种单组分水性快干木器漆及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211298996.XA CN115521678A (zh) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 一种单组分水性快干木器漆及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115521678A true CN115521678A (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=84703414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211298996.XA Pending CN115521678A (zh) | 2022-10-24 | 2022-10-24 | 一种单组分水性快干木器漆及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115521678A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120238672A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-09-20 | Frank Wickert | Compositions and methods for providing coatings; materials; application techniques; and, resulting coated substrates |
| CN103102446A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-05-15 | 湖北乾兴化工有限公司 | 一种汽车修补漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法 |
| CN105504188A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-20 | 王景泉 | 一种用于金属涂料环保水性树脂及其制备方法 |
| CN106634095A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 钦州市钦南区科学技术情报研究所 | 一种快干型涂料及其制备方法 |
| CN108250894A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-06 | 颍上永红建材有限公司 | 一种阻燃环保建材漆 |
| CN109627890A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-16 | 浙江欧路德交通科技有限公司 | 一种氟硅改性水性标线涂料 |
| CN110358391A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-22 | 广州集泰化工股份有限公司 | 一种快干型水性丙烯酸集装箱箱标漆及其制备方法 |
| CN114031993A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-02-11 | 广东省漆色彩新型材料有限公司 | 一种汽车发动机舱防火防爆水性环保涂料 |
-
2022
- 2022-10-24 CN CN202211298996.XA patent/CN115521678A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120238672A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-09-20 | Frank Wickert | Compositions and methods for providing coatings; materials; application techniques; and, resulting coated substrates |
| CN103102446A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-05-15 | 湖北乾兴化工有限公司 | 一种汽车修补漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法 |
| CN105504188A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-20 | 王景泉 | 一种用于金属涂料环保水性树脂及其制备方法 |
| CN106634095A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-10 | 钦州市钦南区科学技术情报研究所 | 一种快干型涂料及其制备方法 |
| CN108250894A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-06 | 颍上永红建材有限公司 | 一种阻燃环保建材漆 |
| CN109627890A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-16 | 浙江欧路德交通科技有限公司 | 一种氟硅改性水性标线涂料 |
| CN110358391A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-22 | 广州集泰化工股份有限公司 | 一种快干型水性丙烯酸集装箱箱标漆及其制备方法 |
| CN114031993A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-02-11 | 广东省漆色彩新型材料有限公司 | 一种汽车发动机舱防火防爆水性环保涂料 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张廷荣等, 河南科学技术出版社, pages: 17 * |
| 戴仕炳等: "《灰作六艺 传统建筑石灰知识与技术体系》", 30 April 2021, 河南科学技术出版社, pages: 47 - 48 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5369163A (en) | Process for preparing large dimension emulsion polymer particles, polymer product and uses thereof | |
| AU692399B2 (en) | Method for preparing hydrophobically modified emulsion polymers, polymers obtained thereby, and waterborne coating compositions containing the polymers | |
| JP4150515B2 (ja) | 水性ポリマー分散液を形成する方法 | |
| CN100591735C (zh) | 有机/无机杂化反应性半互穿网络结构乳液的制备方法 | |
| US5830928A (en) | Waterborne coating compositions | |
| CN1045615C (zh) | 官能化多层聚合物组合物 | |
| CN1995245B (zh) | 室温下制备热固性丙烯酸酯乳液涂层的新方法 | |
| RU2506290C2 (ru) | Полимеры типа сердцевина/оболочка, приемлемые для применения в органических средах | |
| EP0305060A2 (en) | Polymer non-aqueous dispersion, process for preparing the same and coating composition formulated therewith | |
| KR101133555B1 (ko) | 복합 입자 | |
| CA1304180C (en) | Composite acrylic resin particles | |
| EP0703283B1 (en) | Method for reducing microfoam in a spray-applied waterborne composition | |
| CN112126002B (zh) | 水性丙烯酸树脂及其制备方法、氨基烤漆 | |
| CN115521678A (zh) | 一种单组分水性快干木器漆及制备方法 | |
| EP1699888A1 (en) | Homogenous aqueous energy curable metallic printing ink compositions | |
| CN115895373A (zh) | 一种含有无机树脂的户外木器漆及制备方法 | |
| JPH01138216A (ja) | 水性グラフト共重合体エマルジョン、その製造法および水希釈可能な自然乾燥塗料のための結合剤としてのエマルジョンの使用 | |
| CN114014989A (zh) | 一种羟基丙烯酸水分散体、其制备方法及其应用 | |
| CN112004894B (zh) | 用于提供涂覆有固化阻尼涂层的基材的方法以及所提供的涂覆基材 | |
| JPS60110765A (ja) | 水性樹脂分散体 | |
| JP3025367B2 (ja) | 水性塗料用樹脂組成物 | |
| EP1554323A1 (de) | Phosphonsäuremodifizierte mikrogeldispersion | |
| JP2001524150A (ja) | 被覆剤組成物の製造方法 | |
| CN109734836B (zh) | 丙烯酸酯微凝胶乳液及其制备方法和用途 | |
| CA2037581A1 (en) | Aqueous dispersions of hybrid polymers and coating compositions containing same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |