本发明涉及一种木器漆用苯丙核壳乳液及其制备方法，属于涂料
技术领域：
。
背景技术：
：随着人们生活水平的提高，安全健康意识的增强，在人们生活息息相关的家装木器领域，水性涂料已逐步取代环境污染大，对健康危害严重的溶剂型涂料。水性木器涂料自20世纪90年代在我国首次面世以来，由于价格便宜，生产简单,具有良好的适用性而广受欢迎。而水性木器漆涂料的主体原料最常见的分为三大类，一是水性聚胺酯乳液，目前因为价格偏贵仅为小部分市场接受；二是聚胺酯丙烯酸乳液，由于性能没有质的提升而价格不菲，被市场接受的程度也不高，三是最常见的为普通(非核壳)丙烯酸酯乳液。由于该类产品生产的水性木器漆具有固体含量高,干燥速度尚可、成本低及耐侯性好等特点，而且涂膜色浅、保光保色性能好。所以得到一定的市场认可。但存在成膜性较差,最低成膜温度高,不耐溶剂,及热粘冷脆等缺点,其装饰效果往往不好,一般较难作为高档装饰性面。在水性丙烯酸乳液体系，一般来说，为了得到高硬度的漆膜往往需要使成膜聚合物的玻璃化转变温度Tg提高，而高Tg的聚合物制得的乳液成膜温度也很高，不易在室温下得到高质量的漆膜。水性苯丙核壳乳液从粒子设计观点出发，合成具有硬核软壳结构的乳液聚合物，根据核、壳的不同Tg，使漆膜在相对较低的温度下成膜，又被赋予较高的硬度；另一方面，采用常温自交联技术，在聚合物中引入多官能单体，使乳液成膜过程中得到具有交联结构的涂膜，从而进一步提高漆膜的硬度和成膜性，同时也提高涂膜的耐水、耐热性。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术的缺陷，通过先合成硬性的种子乳液，在种子基础上，包覆软性的单体，合成出具有核壳结构的苯丙乳液，同时通过氧化还原工艺以控制粒径大小以及粒径分布，在不提高原材料成本的前提下，提供一种硬度高，干燥快，丰满度高、透明好，成膜温度低，防划伤的木器漆用苯丙核壳乳液。本发明的另一目的是提供一种木器漆用苯丙核壳乳液制备方法。一种木器漆用苯丙核壳乳液，包括以下重量组分的物质组成：优选的，所述的阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵中的一种或几种混合物。优选的，交联单体为丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺的一种或任意组合。优选的，所述非离子乳化剂为0P-10乳化剂或OP-40乳化剂。优选的，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。优选的，所述螯合助剂为乙二胺四乙酸、FeSO4.7H2O中的一种或两种混合物，水为去离子水。优选的，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢，所述还原剂为VC或异抗坏血酸。优选的，所述缓冲剂为碳酸氢钠，所述消泡剂为矿物油类或有机硅类化合物，所述的氨水为28％浓度的工业级氨水。一种木器漆用苯丙核壳乳液的制备方法，包括以下步骤：1)、将16～28％苯乙烯、0～7％甲基丙烯酸甲酯、0.2～0.4％丙烯酸以及阴离子乳化剂总量的25％～35％与水混合，搅拌0.5～1小时，搅拌速度为200～300转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将5～8％甲基丙烯酸甲酯、6～10％丙烯酸丁酯、0.2～0.4％甲基丙烯酸、2～4％DAAM，1.5～3％交联单体以及及阴离子乳化剂总量的25％～35％与水混合，搅拌0.5～1小时，搅拌速度为200～300转/分钟，制得预乳化液A2；3)、部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的5～10％)，阴离子乳化剂总量的25％～35％，全部引发剂、全部缓冲剂添加到去离子水中，制得溶液B；4)、将螯合助剂溶解到去离子水中，制得溶液C；5)、将氧化剂溶解到去离子水中，制得溶液D；6)、将全部非离子乳化剂,还原剂溶解到去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在140～180转/分钟，升温至83～85℃反应0.5～1小时，得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在75～82℃，开始滴加预乳化液A1，1～1.5小时内滴完。保持80～85℃继续反应1～1.5小时，降温至35～40℃，加入C，滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完，然后在63～66℃保温30～60分钟,然后降温至50℃以下,加入氨水，最后添加消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。优选的，所得木器漆用苯丙核壳乳液的粘度为14±2秒/25℃。本发明相对于现有技术，有以下优点：1、本发明的一种木器漆用苯丙核壳乳液，硬单体为核，软单体为壳，既提高了玻璃化温度，使得漆膜硬度提高，又降低了最低成膜温度，打破了普通乳液成膜温度与玻璃化温度正相关的限制；2、本发明的一种木器漆用苯丙核壳乳液，苯丙核壳乳液的成膜性能非常优异，在25℃温度下自然成膜，后阶段调漆所需添加的成膜助剂少于市场同类产品，此为本产品最大优点，采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和丙烯酸为主体原料，分三段聚合乳化，通过控制反应的温度，保温的时间来实现化合物之间的自由基聚合反应，生成分子量较大的苯丙核壳乳液；3、本发明的一种木器漆用苯丙核壳乳液制备方法，合成工艺简单，方便，容易操控，具要较高的可重复性，合成在水中进行，环保，安全，气味极少，采用优化工艺来控制粒径大小，粒径分布，达到从粒子设计的角度来设计产品，克服了传统丙烯酸类产品常有的热粘冷脆等很多缺欠，所得苯丙核壳乳液稀释稳定性,贮存稳定性，机械稳定性好.成本低且适合工业化生产；4、本发明的一种木器漆用苯丙核壳乳液的制备方法，合成路线比较简短，操作具要较高的可重复性，生产用的原材料简单易得，价格低廉，降低了成本，生产过程中合成加热温度不超过118℃，操作安全，节省了能源，克服了纯油性或水性树脂体系固化成膜后，光泽度低，硬度差，耐水性差等缺点，同时提高产线生产效率，产品用单体作为本体反应的分散液，解决合成过程中，随着反应进行，体系粘度不断增大的问题。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：表1，实施例1～6各组分重量组成:实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6水57.38％52.67％52.33％51.91％50.70％58.00％苯乙烯16.00％22.00％25.00％26.00％18.00％16.00％甲基丙烯酸甲酯13.00％11.00％8.00％6.00％8.00％8.00％丙烯酸丁酯7.00％7.00％6.00％6.00％10.00％8.00％丙烯酸0.20％0.22％0.25％0.30％0.40％0.30％甲基丙烯酸0.20％0.22％0.25％0.30％0.40％0.40％交联单体1.50％1.80％2.00％2.50％3.00％2.50％DAAM2.00％2.20％3.00％3.00％4.00％3.00％阴离子乳化剂0.30％0.30％0.30％0.45％0.60％0.50％非离子乳化剂0.70％0.75％0.80％0.90％1.00％0.60％缓冲剂0.075％0.088％0.090％0.085％0.100％0.080％引发剂0.07％0.07％0.07％0.08％0.10％0.08％螯合助剂0.005％0.006％0.007％0.008％0.010％0.005％氧化剂0.08％0.08％0.08％0.09％0.10％0.07％还原剂0.06％0.05％0.06％0.08％0.08％0.07％10％ADH1.00％1.20％1.50％2.00％3.00％2.00％氨水0.40％0.30％0.20％0.20％0.40％0.30％消泡剂0.03％0.05％0.06％0.10％0.20％0.10％实施例1制备方法：1)、将16％苯乙烯、7％甲基丙烯酸甲酯、0.20％丙烯酸以及0.1％十二烷基硫酸钠和18％去离子水混合，搅拌0.5小时，搅拌速度为200转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将6％甲基丙烯酸甲酯、7％丙烯酸丁酯、0.20％甲基丙烯酸、2.0％DAAM,1.5％丙烯酸羟乙酯、0.1％十二烷基硫酸钠和16％去离子水，混合搅拌0.5小时，搅拌速度为200转/分钟，制得预乳化液A2；3)、将部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的10％)、0.1％十二烷基硫酸钠，0.07％过硫酸铵、0.075％缓冲剂、15％去离子水中，制得溶液B；4)、将0.005％螯合助剂溶解到2％去离子水中，制得溶液C；5)、将0.08％氧化剂溶解到4％去离子水中，制得溶液D；6)、将0.70％非离子乳化剂，0.06％还原剂溶解到2.38％去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在140转/分钟，升温至83℃反应0.5小时得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在75℃，开始滴加预乳化液A1，1小时内滴完，保持80℃继续反应1.5小时，降温至35℃，加入C,滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完,然后在63℃保温60分钟,然后降温至50℃以下,加入1.0％的10％ADH，0.4％氨水，最后添加0.03％的消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。实施例2制备方法：1)、将22％苯乙烯、5％甲基丙烯酸甲酯、0.22％丙烯酸以及0.1％十二烷基硫酸钠和17％去离子水混合，搅拌0.6小时，搅拌速度为250转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将6％甲基丙烯酸甲酯、7％丙烯酸丁酯、0.22％甲基丙烯酸、2.2％DAAM,1.8％丙烯酸羟乙酯、0.1％十二烷基硫酸钠和15％去离子水，混合搅拌0.6小时，搅拌速度为250转/分钟，制得预乳化液A2；3)、将部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的5％)、0.1％十二烷基硫酸钠，0.07％过硫酸铵、0.088％缓冲剂、14％去离子水中，制得溶液B；4)、将0.006％螯合助剂溶解到2％去离子水中，制得溶液C；5)、将0.08％氧化剂溶解到3％去离子水中，制得溶液D；6)、将0.75％非离子乳化剂，0.05％还原剂溶解到1.67％去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在160转/分钟，升温至84℃反应0.6小时得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在78℃，开始滴加预乳化液A1，1小时内滴完，保持82℃继续反应1.2小时，降温至36℃，加入C,滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完,然后在64℃保温50分钟,然后降温至50℃以下,加入1.2％的10％ADH，0.3％氨水，最后添加0.05％的消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。实施例3制备方法：1)、将25％苯乙烯、2％甲基丙烯酸甲酯、0.25％丙烯酸以及0.1％十二烷基硫酸钠和17％去离子水混合，搅拌0.7小时，搅拌速度为280转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将6％甲基丙烯酸甲酯、6％丙烯酸丁酯、0.25％甲基丙烯酸、3％DAAM,2％丙烯酸羟乙酯、0.1％十二烷基硫酸钠和15％去离子水，混合搅拌0.7小时，搅拌速度为280转/分钟，制得预乳化液A2；3)、将部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的6％)、0.1％十二烷基硫酸钠，0.07％过硫酸铵、0.09％缓冲剂、14％去离子水中，制得溶液B；4)、将0.007％螯合助剂溶解到2％去离子水中，制得溶液C；5)、将0.08％氧化剂溶解到3％去离子水中，制得溶液D；6)、将0.8％非离子乳化剂，0.06％还原剂溶解到1.33％去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在170转/分钟，升温至84℃反应0.7小时得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在80℃，开始滴加预乳化液A1，1.3小时内滴完，保持84℃继续反应1.3小时，降温至38℃，加入C,滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完,然后在64℃保温50分钟,然后降温至50℃以下,加入1.5％的10％ADH，0.2％氨水，最后添加0.06％的消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。实施例4制备方法：1)、将26％苯乙烯、1％甲基丙烯酸甲酯、0.3％丙烯酸以及0.15％十二烷基硫酸钠和16％去离子水混合，搅拌0.8小时，搅拌速度为290转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将5％甲基丙烯酸甲酯、6％丙烯酸丁酯、0.3％甲基丙烯酸、3％DAAM,2.5％丙烯酸羟乙酯、0.15％十二烷基硫酸钠和15％去离子水，混合搅拌0.8小时，搅拌速度为290转/分钟，制得预乳化液A2；3)、将部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的8％)、0.15％十二烷基硫酸钠，0.08％过硫酸铵、0.085％缓冲剂、14％去离子水中，制得溶液B；4)、将0.008％螯合助剂溶解到2％去离子水中，制得溶液C；5)、将0.09％氧化剂溶解到3％去离子水中，制得溶液D；6)、将0.9％非离子乳化剂，0.08％还原剂溶解到1.91％去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在170转/分钟，升温至84℃反应0.8小时得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在81℃，开始滴加预乳化液A1，1.4小时内滴完，保持84℃继续反应1.4小时，降温至39℃，加入C,滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完,然后在65℃保温50分钟,然后降温至50℃以下,加入2％的10％ADH，0.2％氨水，最后添加0.1％的消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。实施例5制备方法：1)、将18％苯乙烯、0.4％丙烯酸以及0.2％十二烷基硫酸钠和16％去离子水混合，搅拌1小时，搅拌速度为300转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将8％甲基丙烯酸甲酯、10％丙烯酸丁酯、0.4％甲基丙烯酸、4％DAAM,3％丙烯酸羟乙酯、0.2％十二烷基硫酸钠和14％去离子水，混合搅拌1小时，搅拌速度为300转/分钟，制得预乳化液A2；3)、将部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的8％)、0.2％十二烷基硫酸钠，0.1％过硫酸铵、0.1％缓冲剂、14％去离子水中，制得溶液B；4)、将0.01％螯合助剂溶解到2％去离子水中，制得溶液C；5)、将0.1％氧化剂溶解到3％去离子水中，制得溶液D；6)、将1.0％非离子乳化剂，0.08％还原剂溶解到1.7％去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在180转/分钟，升温至85℃反应1小时得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在82℃，开始滴加预乳化液A1，1.5小时内滴完，保持85℃继续反应1.5小时，降温至40℃，加入C,滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完,然后在65℃保温60分钟,然后降温至50℃以下,加入3％的10％ADH，0.4％氨水，最后添加0.2％的消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。实施例6制备方法：1)、将16％苯乙烯、2％甲基丙烯酸甲酯、0.3％丙烯酸以及0.18％十二烷基硫酸钠和18％去离子水混合，搅拌1小时，搅拌速度为300转/分钟，制得预乳化液A1；2)、将6％甲基丙烯酸甲酯、8％丙烯酸丁酯、0.4％甲基丙烯酸、3％DAAM,2.5％丙烯酸羟乙酯、0.16％十二烷基硫酸钠和16％去离子水，混合搅拌1小时，搅拌速度为300转/分钟，制得预乳化液A2；3)、将部分预乳化液A1(占预乳化液A1总量的6％)、0.16％十二烷基硫酸钠，0.08％过硫酸铵、0.08％缓冲剂、15％去离子水中，制得溶液B；4)、将0.005％螯合助剂溶解到2％去离子水中，制得溶液C；5)、将0.07％氧化剂溶解到4％去离子水中，制得溶液D；6)、将0.60％非离子乳化剂，0.07％还原剂溶解到3％去离子水中，制得溶液E；7)、将溶液B加入反应器中，搅拌速度控制在180转/分钟，升温至85℃反应1小时得到泛有蓝光的乳白色液体，将温度控制在82℃，开始滴加预乳化液A1，1.5小时内滴完，保持85℃继续反应1.5小时，降温至40℃，加入C,滴加D、E和A2,并控制预乳化液A2先滴完,然后在65℃保温60分钟,然后降温至50℃以下,加入2％的10％ADH，0.3％氨水，最后添加0.1％的消泡剂，搅拌得到木器漆用苯丙核壳乳液。实施例1-6的固化成膜后性能测试如表2：表2：测试方法：1、水性木器漆制作过程：分别取木器漆用苯丙核壳乳液70份，加入体积为150ml的玻璃杯中，而后再加入24份的蒸馏水，3份的成膜助剂,1份的耐磨剂,1份的润湿剂,加入0.8份的水性流平剂(聚醚改性有机硅)，0.2份的水性消泡剂，以350～550转/分钟转速搅拌15-30分钟，直至体系均匀，用250目的过滤网过滤，将滤液倒置于黑色胶罐中，待用；2、固化成膜过程：用手动喷枪，将水性木器漆分别喷涂在杉木的正面上，编号为1、2、3、4、5、6，将烘箱温度设置为45℃，湿度10％,将1、2、3、4、5、6板分别放置2小时，固化成膜。通过以上测试所得的结果可知：1)本发明的防木器漆用苯丙核壳，成膜温度低,硬度高，干燥快，丰满度高、透明好。2)本发明的木器漆用苯丙核壳，为水分散体系，对人体及环境均无不良影响，符合国家及行业的环保标准要求。当前第1页1 2 3