[發明專利]一種自交聯水性木器涂料用乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201210544408.6
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103012805A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 趙其中;時海峰;劉衛峰;孫凌
• 申請（專利權）人: 上海涂料有限公司技術中心
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F220/04;C08F212/08;C08F216/08;C09D187/00
• 代理公司: 上海華工專利事務所 31104
• 代理人: 應云平;謝世杰

技術領域

本發明涉及化學工業領域里的涂料行業，具體地說，涉及水性丙烯酸乳液涂料的制備方法，這種乳液適用于制造水性木器涂料。?

背景技術

木器涂料不僅具有裝飾美化作用，而且對木材具有很好的保護作用，可以延長木材的使用壽命。目前市場上銷售的木器涂料主要以溶劑型為主。常見的品種有醇酸類涂料、丙烯酸類涂料、硝基類涂料和雙組分聚氨酯類涂料等。這些涂料的揮發性有機化合物（VOC）含量均超過50wt％，在生產和施工中，這些VOC揮發到大氣中，不僅對生產場地和施工人員健康有害，同時也污染了人們的居住、工作和學習的環境。?

隨著環保法規對涂料中VOC含量的限制日趨嚴格和人們對自身健康的關注，引發了水性木器涂料的開發和研究熱潮。現有水性木器涂料的主要種類有水性醇酸、聚氨酯水分散體、丙烯酸乳液及聚氨酯/丙烯酸雜化乳液等。醇酸類水性木器涂料雖然成膜性好、光澤度高、裝飾性好，但涂膜干性慢、硬度低、耐黃變性差，且涂料在儲存過程中容易發生水解，儲存穩定性差；聚氨酯水分散體類木器涂料雖然豐滿度高、韌性好、裝飾性好，但涂膜硬度低、耐水性差，且價格昂貴；丙烯酸乳液類木器涂料具有干性快、耐候性好、保光保色性優異，且價格較為低廉等優點，故在水性木器涂料中使用最為普遍，但是，目前市場上的丙烯酸乳液類木器涂料還存在如下缺點：1.涂膜偏軟、打磨性較差；2.涂料對底材的滲透性差，使得成膜后的涂膜與底材之間的附著力不足；3.丙烯酸乳液主要靠物理成膜、涂膜的耐水性和耐溶劑性較差，且涂膜“熱粘冷脆”的現象嚴重；4.涂膜光澤度低，豐滿度較差。?

為了克服丙烯酸乳液類木器涂料的缺點，往往需要對丙烯酸乳液進行交聯改性。通過交聯改性的方法，經固化形成網絡結構后，可以提高分子量，封閉親水基團，使其耐水性、耐溶劑性能大幅提高，同時降低涂層對溫度的敏感性，解決?丙烯酸樹脂涂層“熱粘冷脆”的問題。是目前丙烯酸乳液涂料改性的主流。氣干性植物油脂肪酸是一類重要的可再生資源，廣泛應用于涂料工業中。氣干性植物油脂肪酸中含有不飽和碳碳雙鍵，可進行氧化交聯，提高樹脂的性能，是天然的交聯劑；同時，長鏈非極性的脂肪酸鏈能使涂膜具有良好的疏水作用，而且能賦予涂層良好的柔韌性、耐撓曲性以及耐寒性，能改善涂料的成膜性能和提高光澤。用于丙烯酸乳液交聯改性，很有價值。?

發明內容

本發明旨在克服作為木器涂料應用的水性丙烯酸乳液目前存在的上述一些缺陷，采用氣干性植物油脂肪酸對水性丙烯酸乳液進行交聯改性，在水性丙烯酸乳液中引入不飽和碳碳雙鍵，使制備的水性丙烯酸乳液具有自交聯性，提高水性丙烯酸乳液的交聯密度，從而提高水性丙烯酸乳液的性能，使制備的乳液能滿足水性木器涂料的性能要求。?

為了能到上述目的，本發明提出的技術方案是：一種自交聯水性木器涂料用乳液的制備方法，所述乳液包括A、B兩個組分，其特征是制備過程包括以下步驟：?

a.組分A：制備一種含氣干性植物油脂肪酸成分的高酸值的丙烯酸樹脂，其酸值為180~240mgKOH/g；?

b.組分B：制備一種高羥值的丙烯酸樹脂，其羥值為120~260mgKOH/g；?

c.將高酸值的丙烯酸樹脂（組分A）與高羥值的丙烯酸樹脂（組分B）進行酯化反應，酸值合格后經氨或胺中和、用水稀釋，得到自交聯水性木器涂料用乳液C，所述的酸值合格范圍為40~60mgKOH/g。?

所述的高酸值的丙烯酸樹脂，即組分A，其聚合組成包括：60~70重量％的氣干性植物油脂肪酸、10~18重量％的甲基丙烯酸和15~25重量％的（甲基）丙烯酸酯或乙烯基單體，在引發劑的存在下聚合而得到，其轉化率≥97％。?

所述的氣干性植物油脂肪酸選自亞油酸、豆油酸、亞麻油酸、桐亞油酸、脫水蓖麻油酸、蓖麻油酸、松香酸、妥爾油酸中的一種或幾種。?

所述的（甲基）丙烯酸酯或乙烯基單體選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙稀酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯、?甲基丙烯酸正辛酯、苯乙烯、乙烯基甲苯中的一種或幾種。?

所述的高羥值丙烯酸樹脂，即組分B，其聚合組成包括：50~80重量％的苯乙烯單體和20~50重量％的烯丙醇單體，通過自由基聚合反應而得到。?