阅读说明：本技术 一种新型木器漆涂料用丙烯酸酯乳液的制备方法 (Preparation method of novel acrylate emulsion for wood paint ) 是由 宋圣吉 赵兵 刘军 于 2019-10-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种新型木器漆涂料用丙烯酸酯乳液的制备方法。该丙烯酸酯乳液种子乳化剂采用双阴离子乳化剂组合,反应乳化剂采用无烷基酚羟基酯。该乳液是由烯类单体、乳化剂、烯类官能团单体、交联剂、乙烯基硅烷、过硫酸盐、成膜助剂和去离子水共聚而成。本发明引入双丙酮丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺其中一种和N-取代马来酰亚胺组合交联剂、乙烯基硅烷偶联剂参与共聚,环保安全,配制的胶粘制品比传统阴非乳化剂组合制丙烯酸酯乳液所得压敏胶具有不黄变、高剥离力等优点,同时断裂延伸率、抗拉强度、剥离强度大幅提高；同时引入成膜助剂与助成膜助剂,应用的木器漆具有干燥迅速、硬度高、透明性、耐沾污性等特点。(The invention relates to a preparation method of an acrylate emulsion for a novel wood lacquer coating. The acrylate emulsion seed emulsifier adopts the combination of double anionic emulsifiers, and the reaction emulsifier adopts alkylphenol hydroxyester without alkyl. The emulsion is prepared by copolymerizing an alkene monomer, an emulsifier, an alkene functional group monomer, a cross-linking agent, vinyl silane, persulfate, a film-forming aid and deionized water. One of diacetone acrylamide and N, N-methylene bisacrylamide is introduced to participate in copolymerization with an N-substituted maleimide combined cross-linking agent and a vinyl silane coupling agent, so that the environment is protected and safe, the prepared adhesive product has the advantages of no yellowing, high peeling force and the like compared with a pressure-sensitive adhesive prepared by preparing an acrylate emulsion by combining a traditional anionic emulsifier and a non-emulsifier, and the elongation at break, the tensile strength and the peeling strength are greatly improved; meanwhile, the film forming aid and the film forming aid are introduced, and the applied wood lacquer has the characteristics of rapid drying, high hardness, transparency, stain resistance and the like.)

一种新型木器漆涂料用丙烯酸酯乳液的制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型木器漆涂料用丙烯酸酯乳液，具体涉及一种新型环保、快速成膜、抗污用木器漆涂料丙烯酸酯乳液。

背景技术

木器制品在室内装潢和室外美化发挥着重要作用，但是容易受到湿气、细菌等外界环境的侵蚀。目前，木器漆已广泛应用于木器制品, 不仅起装饰作用，还为这些木制品提供了良好的耐腐蚀和耐老化等防护性能。

目前市场上通用的木器涂料主要是以溶剂型涂料为主。但溶剂型涂料中含有大量的有机易挥发性化合物（VOC），其中使用过程中不仅严重污染环境，而且严重危害人体健康。随着社会经济的发展，人们对生活环境的关注程度和要求的提高，以及国家相关部门出台了更严格的环保法规和出口质量规范，因此降低木器漆中VOC含量，逐渐达到无毒化或者低毒化已经迫在眉睫。

乳液型涂料作为绿色环保涂料之一，成为近年来的研究热点。但水性木器漆使用率较低，其主要原因是产品仍存在技术缺陷，如漆膜耐水性、硬度及耐磨性差等。另外，水性木器漆涂料包含的聚合物本身有较高的玻璃化转变温度,意味着在室温条件或环境温度较低的条件下, 乳胶粒子很难变形, 粒子融合过程受阻, 导致成膜速度慢或不能成膜。

国内同类广泛使用乳液主要由烯类单体、含(APEO）烷基酚类、乳化剂、引发剂、PH值调节剂和水组成。乳化剂主要采用辛基、壬基酚阴离子和非离子表面活性剂组合用于生产木器漆用乳液，普遍存在生产的压敏胶经高温易黄变、断裂延伸率、抗拉强度及剥离强度差等诸多不足，特别是含烷基酚类乳化剂的乳液，易对人体及相邻物种（鱼类）内分泌系统的破坏上。因此，国外已着手限制含烷基酚类乳化剂在产品中使用。

为解决上述水性涂料在使用过程中存在的问题，本发明中拟从以下两个方面进行。(1) 从乳液合成入手,制备既具有高的玻璃化温度又能低温成膜的乳液, 如具有核/壳结构的乳液; (2)从涂料配制入手, 加入成膜助剂来协助乳液成膜, 实现低温条件下成膜；加入交联单体，使活性官能团之间发生化学交联, 使其硬度和耐水性有显著提高, 既能保证漆膜的连续性, 又能够为其提供很好的强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型环保、快速成膜、抗污强等特点的木器漆涂料用丙烯酸酯乳液。本发明所用乳液是以丙烯酸酯为主要单体, 配以多种功能单体、交联剂、成膜助剂，通过种子乳液聚合的方法合成出的具有核/壳结构聚丙烯酸系共聚物乳液。

为解决上述技术问题，该乳液制备方法是先将丙烯酸酯烯类单体、阴离子乳化剂、引发剂、丙烯酸烯类官能团单体、交联剂、乙烯基硅烷加入至水中得到预乳液A，将引发剂、非离子乳化剂和pH缓冲剂加入水中得到溶液B，将适量A（6%～12%重量A）加入至B中，升温至溶液泛蓝光得到种子乳液C，升温至反应温度85±2℃，将剩余的A和成膜助剂（助成膜助剂）滴加至种子乳液C中，滴加时间2～3h，滴加完保温反应1～3h后降温至40℃左右调节pH至中性，降温出料。

丙烯酸烯类单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯中任意两种或两种以上的混合物；种子乳液乳化剂阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、甲基丙烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中任意两种混合物组合；非离子反应型乳化剂为丙烯醇聚氧乙烯醚；丙烯酸烯类官能团单体为甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯；pH缓冲剂为碳酸氢钠，PH值调节剂是氨水；交联剂为双丙酮丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺其中一种和N-取代马来酰亚胺组合；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，助成膜助剂是十二烷基硫醇；偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。

以乳液总重量为100份计，烯类单体45～52份，阴离子乳化剂1～2份，反应型非离子乳化剂0.5～1.2份，丙烯酸烯类官能团单体中甲基丙烯酸1.0～1.5份、丙烯酸羟基酯1.5～2份、交联剂0.4～0.8份、乙烯基硅烷份0.1～0.15份，成膜助剂（助成膜助剂）共0.1～0.25份，过硫酸盐0.1～0.5份，pH缓冲剂0.03～0.1份，去离子水40～50份。

本发明具有以下有益效果：（1）种子乳液乳化剂采用两种阴离子乳化剂组合制得的种子乳液具有稳定性好，粒径分布窄、易控制等优点；（2）反应乳化剂采用完全无烷基酚类乳化剂替代原有的乳化剂做乳化体系，产品更具环保性、压敏胶高温不黄变；（3）共聚物中引入乙烯基类硅烷偶联剂，可成倍提高产品在无机有机基材上的附着力、抗拉伸强度；（4）引入成膜助剂和交联剂，前者使聚合物乳液有较低的成膜温度,使乳液型涂料能适于在低温条件下施工, 扩大了涂料施工的温度范围, 后者则活性官能团之间发生化学交联,使其硬度和耐水性有显著提高, 既能保证漆膜的连续性, 又能够为其提供很好的强度，有利于提高涂膜的机械性能、耐候性和耐沾污性。

应用的木器漆涂料除了具有常规丙烯酸乳液木器漆的大部分优点外,还具有干燥迅速、硬度高、透明性、流动性好、耐沾污性、耐化学品性优异及较好的低温柔韧性和抗粘连性等特点。

具体实施方式

下面进一步说明本发明新型乳化剂组合生产丙烯酸酯乳液的配方组成（按总重量为100份计）。

下面进一步说明本发明新型乳化剂组合生产丙烯酸酯乳液的配方组成（按总重量为100份计）。

实施例一：预乳液A：丙烯酸乙酯1.5、甲基丙烯酸甲酯1.5、丙烯酸丁酯32.0、丙烯酸异辛酯14.5、甲基丙烯基磺酸钠0.5、十二烷基硫酸钠0.5、甲基丙烯酸1.2、双丙酮丙烯酰胺0.25、N-甲基马来酰亚胺0.25、丙烯酸羟丙酯1.5、乙烯基三甲氧基硅烷0.1、过硫酸铵0.1、去离子水15.0；溶液B：丙烯醇聚氧乙烯醚0.8、过硫酸铵0.1、pH缓冲剂（碳酸氢钠）0.03、去离子水29.97；称取预乳液A总重量的10%加入至B中，升温至70℃，搅拌至出现泛蓝光，升温至85℃，滴加剩余的预乳液A、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.15，十二烷基硫醇0.05，控制滴加速度使在2h内滴完，保温3.0h，降温，至40℃加入pH值调节剂（氨水）调节pH值至中性，降温出料。

实施例二：

预乳液A：丙烯酸乙酯1.5、甲基丙烯酸甲酯1.2、丙烯酸丁酯35.0、丙烯酸异辛酯13.5、十二烷基苯磺酸钠0.5、十二烷基硫酸钠0.8、甲基丙烯酸1.0、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.25、N-环己基马来酰亚胺0.25、丙烯酸羟丙酯1.8、乙烯基三甲氧基硅烷0.12、过硫酸铵0.2、去离子水15.0；溶液B：丙烯醇聚氧乙烯醚1.0、过硫酸铵0.1、pH缓冲剂（碳酸氢钠）0.05、去离子水27.48；称取预乳液A总重量的8%加入至B中，升温至70℃，搅拌至出现泛蓝光，升温至83℃，滴加剩余的预乳液A、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.2，十二烷基硫醇0.05，控制滴加速度使在2.5h内滴完，保温1.0h，降温，至40℃加入pH值调节剂（氨水）调节pH值至中性，降温出料。

实施例三：

预乳液A：丙烯酸乙酯1.5、甲基丙烯酸甲酯1.2、丙烯酸丁酯29.8、丙烯酸异辛酯18.0、十二烷基苯磺酸钠0.8、甲基丙烯基磺酸钠0.8、甲基丙烯酸1.5、N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2、N-羟乙基马来酰亚胺0.25、丙烯酸羟丙酯1.8、乙烯基三甲氧基硅烷0.15、过硫酸铵0.2、去离子水15.0；溶液B：丙烯醇聚氧乙烯醚1.0、过硫酸铵0.1、pH缓冲剂（碳酸氢钠）0.03、去离子水27.57；称取预乳液A总质量的12%加入至B中，升温至70℃，继续搅拌至出现泛蓝光，升温至85℃，滴加剩余的预乳液A、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.08，十二烷基硫醇0.02，控制滴加速度使在3.0h内滴完，保温2.0h，降温，至40℃加入pH值调节剂（氨水）调节pH值至中性，降温出料。

实施例四：

预乳液A：丙烯酸乙酯1.5、甲基丙烯酸甲酯1.2、丙烯酸丁酯35.0、丙烯酸异辛酯10.0、十二烷基苯磺酸钠0.5、甲基丙烯基磺酸钠1.0、甲基丙烯酸1.5、双丙酮丙烯酰胺0.5、N-苯基马来酰亚胺0.3、丙烯酸羟丙酯2.0、乙烯基三甲氧基硅烷0.1、过硫酸铵0.3、去离子水15.0；溶液B：丙烯醇聚氧乙烯醚0.8、过硫酸铵0.2、pH缓冲剂（碳酸氢钠）0.03、去离子水29.67；称取预乳液A总质量的6%加入至B中，升温至70℃，继续搅拌至出现泛蓝光，升温至85℃，滴加剩余的预乳液A、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.15，十二烷基硫醇0.05，控制滴加速度使在2.0h内滴完，保温1.0h，降温，至40℃加入pH值调节剂（氨水）调节pH值至中性，降温出料。