[發明專利]一種水性自消光丙烯酸乳液及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610389912.1
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN105968253B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 彭剛陽;朱延安;陳榮華
• 申請（專利權）人: 嘉寶莉化工集團股份有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/06;C08F220/18;C08G77/04;C08G81/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及水性單組份木器涂料領域，具體涉及一種水性自消光丙烯酸乳 液及其制備與在水性啞光清面漆中的應用。

背景技術

當前，我國木質家具用木器涂料仍然以溶劑型聚氨酯、硝基漆為主，這些 高VOC的油漆在涂裝過程中會釋放出大量的有機溶劑，有機溶劑不僅對大氣 造成污染，同時也對國民的身體健康造成了不小的危害。援引自世界衛生組織 的報告，全球癌癥新增病例和死亡人數出現驚人的增長，中國新增癌癥病例 307萬居全球之首，而發病率最高的癌癥為肺癌，這些驚人的數據與我國環境 空氣質量的好壞密不可分。

對于市場上通行的單組份溶劑型涂料而言，主打產品是高VOC低固含的 硝基漆，即將面臨淘汰。硝基漆的優點是裝飾作用較好，施工簡便，干燥迅速， 對涂裝環境的要求不高，具有較好的硬度和亮度，不易出現漆膜弊病，修補容 易。正是因為這些優點，硝基漆目前仍被廣泛應用于木器家具、室內裝修的涂 飾中。但硝基漆同時也存在著明顯的缺點，如：固含量低、硬度不高、豐滿度 一般、耐溶劑差，高濕天氣易發白等。硝基漆的施工固含量在15％‐20％之間， 在涂裝過程中會產生大量的VOC排放，對大氣環境和人們的健康構成了嚴重 的威脅。自2012年起，我國木器涂料的總產量就已經超過了100萬噸，其中 高VOCs低固含量硝基漆的占比約為14％，按照其80％的溶劑來計算，但硝基 漆“貢獻”的VOCs就至少超過了11.2萬噸/年。因此，如何在保證涂料質量 和效果不發生明顯的下降的情況下逐步的替代硝基漆，成了水性漆應用上的當 務之急。

隨著環境法規的進一步嚴格，水性涂料的推廣應用勢在必行，作為水性木 器漆的典型產品，水性高透明度啞光清面漆的研制就具有巨大的前景。根據保 守估計，硝基漆的年產量達14萬噸，以市場價20元/kg來計算，每年的產值 就超過28億元人民幣。

當前國際公認的較為適合替代玩具、衣架以及家具仿古涂裝中硝基漆的產 品是用水性丙烯酸乳液配制而成的啞光清面漆，典型的水性啞光清面漆是在基 于水性丙烯酸或聚氨酯作為成膜物質，外加消光粉達到消光效果的，由于水性 木器漆是以水為稀釋劑的非均相體系，容易出現消光粉分散不均勻導致消光粉 在最終的漆膜中排布不均勻，光線在透過漆膜時發生散射，導致透光率不高， 影響水性仿古家具涂裝的裝飾性，尤其是當客戶對家具工件的光澤需求在三分 光甚至是三分光以下時，水性木器漆的透明度劣勢就更為明顯的暴露出來，一 旦工件發生多次重凃或返修，整個家具成品表觀上會出現較為明顯的漆膜發蒙 甚至是泛白，導致無法滿足最終消費者的需求而無法出貨；同時由于消光粉只 是簡單的鑲嵌在最終漆膜中，導致漆膜的耐介質性能明顯下降。

中國發明專利申請CN 105462403A選擇具有良好相容性的水性丙烯酸及 水性丙烯酸改性聚氨酯并將它們復配，然后添加一種通過氣相法生產的，經過 有機處理的，具有高孔隙率且容易分散的二氧化硅消光劑來消光，以制備水性 單組份半光清面漆，這種方法通過乳液相容性的改善可以有效的解決因乳液不 相容而帶來的漆膜整體泛藍的問題，干膜透明度得到了一定的改善，但卻不能 有效的解決啞光的分散排布和防沉性問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的問題，提供一種具有自消光功能的 水性丙烯酸乳液，在不需要外加消光粉的情況下，即可制得透明度極高的水性 啞光清面漆，可一舉解決目前在美式仿古家具水性化涂裝作業中存在的多次施 工或返修后漆膜明顯發蒙甚至是泛白等裝飾性較差的問題。

本發明在原理上采用溶膠‐凝膠化技術將帶功能基團的有機硅氧烷在一定 條件下的水解、縮合反應后枝接改性引入到丙烯酸乳液的鏈段中，乳膠粒子在 粒徑分布上具有雙峰或是多峰特征，并在最終的漆膜中表達出自消光作用，從 源頭上解決了消光粉分散、排布的問題，從而使漆膜內部的折光率均一，達到 高透明度的目的；由于起自消光作用的鏈段是以化學枝接的方式存在于漆膜 中，并采用了自交聯分子設計技術，所以最終漆膜的耐介質性能也非常突出。

采用經有機硅氧烷嵌段枝接改性制備水性自消光丙烯酸乳液。以該水性自 消光丙烯酸乳液作為主要成膜物質，添加多種助劑(消泡劑、成膜助劑、潤濕 劑、增稠劑)可制得水性高透明度啞光清面漆并用于木器涂裝。

實現本發明的目的所采用的技術方案為：

一種水性自消光丙烯酸乳液的制備方法，包括如下步驟：

1)丙烯酸單體混合液的制備：以質量份數計，將丙烯酸酯類單體93‐95 份、羧基丙烯酸類單體1‐3份、功能單體2.5‐6份，混合均勻，制備單體混合 液1；