聚丙烯酸酯木器漆乳液及其合成方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種聚丙烯酸酯木器漆乳液及其制作方法，其乳液包 括單體組合物、含硅單元預(yù)聚體、乳化劑、引發(fā)劑和去離子水。該聚 丙烯酸酯木器漆乳液是在丙烯酸及丙烯酸酯類等單體的乳液聚合過 程中以簡(jiǎn)單的方式引入含硅單元而制成，該聚合方式的工藝過程相當(dāng) 簡(jiǎn)單，制作成本相對(duì)較低；且該乳液在成膜時(shí)，低表面能的含硅樹脂 可向漆膜表面遷移，使漆膜表面的原子致密排列，形成自分層結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種聚丙烯酸酯木器漆乳液及合成該乳液的方法。
技術(shù)介紹
水性木器漆是以水作為稀釋劑 一種木器表面涂飾品，該種漆不含有苯、曱苯、二曱苯、曱醛等有機(jī)溶劑和游離TDI等有毒重金屬， 是一種無(wú)污染高品質(zhì)的木器涂飾品。在現(xiàn)有技術(shù)中，水性木器漆主要 分為水性聚氨酯(PU)類、水性丙烯酸酯(PAC)類，以及水性聚氨 酯與水性丙烯酸酯復(fù)合類這三大類。其中，水性聚氨酯類木器涂料雖然具有外觀好、硬度高及優(yōu)良的 柔韌性、耐磨性、耐候性等優(yōu)點(diǎn)，但，該種涂料的固含量較低， 一般 僅在30%左右，且傷^各較高，耐水性相對(duì)4^差，同時(shí)在生產(chǎn)過程中通 常需要加入有機(jī)溶劑，致使其體系中會(huì)或多或少地含有有機(jī)溶劑和殘 存單體如TDI等污染周邊環(huán)境；水性丙烯酸酯類雖然具有良好的保光 保色性、耐候性、硬度、抗污染等性能，且價(jià)格相對(duì)較低，但由于配 方中引入了大量的親水基團(tuán)，使得水性聚丙烯酸酯涂膜的耐水性欠 佳，且涂料主要由熱塑性樹脂組成，存在較嚴(yán)重的高溫回粘和低溫變 脆問題，其外觀不好，柔韌性、耐磨性較差，低溫不易成膜。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)水性丙烯酸酯類木器涂料的改性研究主要集中在 三個(gè)方面， 一是用環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅樹脂和含氟單體對(duì)丙烯 酸酯乳液進(jìn)行改性，得到高性能的共聚物乳液，但工藝較復(fù)雜，成本 較高；二是在聚丙烯酸酯乳液合成配方中引入交聯(lián)劑，提高漆膜的玻 璃化溫度及硬度，但同時(shí)也提高了成膜溫度；三是進(jìn)行粒子組成與結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，如核殼乳液聚合或微乳液共聚技術(shù)等新的聚合技術(shù)，如中國(guó) 專利143825^號(hào)公開的名稱為"丙烯酸聚氨酯共聚物乳液及其制作 方法和應(yīng)用"提出一種方案，該專利所提出的乳液是采用多元醇聚合 物、二異氰酸酯單體、小分子擴(kuò)鏈劑、環(huán)氧樹脂、二功能度封閉劑、 丙烯酸酯單體和由堿性化合物構(gòu)成的中和劑為原料制備而成，其意是 想利用乳液聚合法和原位聚合法相結(jié)合，且利用帶羥基和烯鍵雙官能 團(tuán)物質(zhì)作為聚氨酯與聚丙烯酸酯接枝的橋梁的方式來(lái)提高丙烯酸酯單體的轉(zhuǎn)化率和接枝率，以實(shí)現(xiàn)丙烯酸聚氨酯乳液間的核殼交聯(lián)，但， 由于該種乳液不含有乳化劑，使乳液成膜時(shí)，含硅樹脂不能在涂膜的 表面富集，形成不了自分層結(jié)構(gòu)，即便該種乳液成膜時(shí)具有核殼交聯(lián) 結(jié)構(gòu)，其附著力和硬度等性能也達(dá)不到理想的程度；同時(shí)，該種乳液的制備方法也相對(duì)復(fù)雜，制作成本相對(duì)較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的任務(wù)是提供一種在成膜時(shí)能產(chǎn)生自分層和核殼結(jié)構(gòu)的 聚丙烯酸酯木器漆乳液，以解決膜的附著力和硬度及耐腐蝕等問題。本專利技術(shù)另 一個(gè)任務(wù)是提供一種用于合成上述乳液的方法。本專利技術(shù)所提出的聚丙烯酸酯木器漆乳液包括以下質(zhì)量百分比的 物料(甲基)丙烯酸、(曱基)丙烯酸曱酯、(曱基)丙烯酸乙酯、(曱 基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(曱基)丙烯酸羥乙酯、(曱 基)丙烯酸羥丙酯、(曱基)丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、N-羥曱基 丙烯酰胺、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、二曱基胺基(曱基)丙烯酸 乙酯、二乙基胺基(曱基)丙烯酸乙酯中3-6種單體之和占35%-60%; 含硅單元預(yù)聚體占1.5%-25. 0%;乳化劑0.2%-2.0%;引發(fā)劑 0.5%,余量為去離子水。所述乳液還包括以下質(zhì)量百分比的物料酸堿調(diào)節(jié)劑0. 1%-1%; 十二烷基硫醇0.01%-0.03%。所述酸堿調(diào)節(jié)劑選自AMP-95或磷酸二 氫鈉或磷酸二氬銨或碳酸氬鈉或碳酸氬銨或AMP-95、磷酸二氬鈉、 磷酸二氬銨、碳酸氫鈉、碳酸氬銨中兩種以上的混合物料。所述含硅單元預(yù)聚體包括有機(jī)硅中間體和硅烷偶聯(lián)劑，其中，有 機(jī)硅中間體選用二氯二曱基硅烷、三氯一曱基硅烷、八曱基環(huán)四硅氧 烷、六曱基環(huán)三硅氧烷、四曱基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、三曱基三乙烯 基環(huán)三硅氧烷中的1-3種物料；硅烷偶聯(lián)劑采用乙烯基三曱氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y-(曱基丙烯酰氧)丙基三曱氧基硅烷、 Y-(曱基丙烯酰氧)丙基三異丁氧基硅烷中的1-2種物料。所述乳化劑選用由辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的 一種或兩種物料構(gòu)成的非離子型表面活性劑和由十二烷基笨璜酸鈉、 十二烷基M酸銨、月桂酸鈉、月桂酸銨、十二烷基疏酸鈉、磺基琥 珀酸鹽、月桂基聚氧乙烯(n)醚硫酸鈉、月桂基聚氧乙烯(n)醚硫酸銨、CiW5烷基聚氧乙烯(n)醚硫酸銨、壬基酚聚氧乙烯(4)醚疏酸鈉、壬基 酚聚氧乙烯(4)醚硫酸銨、磺基琥珀酸癸基聚氧乙烯(6)醚酯二鈉、磺 基琥珀酸壬基聚氧乙烯(10)醚酯二鈉、烷基二苯醚二磺酸鹽、壬基酚 聚氧乙烯(9)醚磷酸酯鈉中的一種或兩種物料構(gòu)成的陰離子型表面活 性劑，以及由月桂酰胺基丙基甜菜堿、辛酰胺基乙基-N-羥乙基氨基 乙氧基丙酸二鈉、硬脂酰胺基乙基-N-羥乙基氨基乙酸鈉中的 一種或 兩種物料構(gòu)成的兩性離子表面活性劑。所述引發(fā)劑采用選自叔丁基過氧化氫、曱醛合次硫酸氫鈉、雙 氧水、過碌^酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化二苯曱酰、偶氮二異 丁腈中的一種或兩種或兩種以上物^"。合成上述丙烯酸酯木器漆乳液的方法，其特征在于包括以下步 驟制含硅單元預(yù)聚體將有機(jī)硅中間體和硅烷偶聯(lián)劑置于第一容器 中然后攪拌，在攪拌的同時(shí)將溫度升至98-108°C，待反應(yīng)2-2.5小 時(shí)后即合成含硅單元預(yù)聚體；制預(yù)乳化液將總重量為30-95%的乳 化劑裝入第二容器中，再向第二容器內(nèi)依次添加(曱基)丙烯酸、(甲 基)丙烯酸曱酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯酸丁酯、(曱基)丙 烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(曱基)丙烯酸羥丙酯、(曱 基)丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、N-羥曱基丙烯酰胺、苯乙烯、醋 酸乙烯酯、丙烯腈、二甲基胺基(甲基)丙烯酸乙酯、二乙基胺基(曱 基)丙烯酸乙酯中的3-6種單體和十二烷基^ 危醇即得預(yù)乳化液；合成 種子乳液在第三容器中加入酸堿調(diào)節(jié)劑，然后將剩余的乳化劑和去 離子水加入到第三容器內(nèi)，再向第三容器內(nèi)依次加入總重量為2%-15 %的預(yù)乳化液及占引發(fā)劑總量六分之一至六分之五的引發(fā)劑，最后第 三容器內(nèi)的溫度升高到80-85。C并保溫15分鐘即得到合成種子乳液； 制乳化液將剩余的預(yù)乳化液和引發(fā)劑滴入第三容器內(nèi)并保溫15-20 分鐘，然后再向其內(nèi)滴入第一容器內(nèi)的含硅單元預(yù)聚體，保溫1. 5-2. 5 小時(shí)后將溫度調(diào)整到55-60°C,用酸堿調(diào)節(jié)劑將其內(nèi)液體的pH值調(diào) 節(jié)到7-8即為本專利技術(shù)所提出的丙烯酸酯木器漆乳液。所述制乳化液步驟中采用分段滴加的方法，首先將剩余預(yù)乳化液 的2/3或全部和剩余引發(fā)劑的3/4或1/2,用3-3. 5小時(shí)滴入第三 容器中，保溫15分鐘后再向第三容器內(nèi)用1. 5-2小時(shí)滴加剩余的預(yù)乳化液和剩余引發(fā)劑，并保溫2小時(shí)，再用酸堿調(diào)節(jié)劑將其內(nèi)液體的 pH值調(diào)節(jié)到7-8即為本專利技術(shù)所提出的丙烯酸酯木器漆乳液。本專利技術(shù)所提出的聚丙烯酸酯木器漆，L液是在丙烯酸及丙烯酸酯 類等單體的乳液聚合過程中以簡(jiǎn)單的方式引入含硅單元而制成，該聚合方式的工藝過程相當(dāng)簡(jiǎn)單，制作成本相對(duì)較低；同時(shí)，該乳液在成 膜時(shí)，低表面能的含硅樹脂可向漆膜表面遷移，使漆膜表面的原子致 密排列，形成自分層結(jié)構(gòu)，使漆膜具有良好的附著力、優(yōu)良的抗劃傷 性、防粘連性及耐水、耐油和防污性，且丙烯酸酯分子鏈與有機(jī)珪分 子間以化學(xué)鍵方式連接，可顯著提高漆膜表面的硬度與永久滑度，據(jù) 檢測(cè)結(jié)果表明，該乳液作為木本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聚丙烯酸酯木器漆乳液，其特征在于包括以下質(zhì)量百分比的物料：（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸羥丙酯、（甲基）丙烯酸－２－乙基己酯、丙烯酰胺、Ｎ－羥甲基丙烯酰胺、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、二甲基胺基（甲基）丙烯酸乙酯、二乙基胺基（甲基）丙烯酸乙酯中３－６種單體之和占３５％－６０％；含硅單元預(yù)聚體占１．５％－２５．０％；乳化劑０．２％－２．０％；引發(fā)劑０．１％－１．５％，余量為去離子水。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐忠斌，蔣春蓮，程不畏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：遼寧一一三集團(tuán)化工有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：21