本发明公开了一种环保高附着力水性木器漆的制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术：
木器漆是用于木制品上的一类树脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分为水性和油性。按光泽可分为高光、半哑光、哑光。按用途可分为家具漆、地板漆等。木器漆是工业涂料的主要品种之一，在工业涂料和各国涂料产量中占有相当大的比重。
环保和能源是21世纪我们面临的两大挑战。为了应对这种挑战，涂料工业正在由高污染、高能耗、极度依赖于石油工业产品的传统品种逐渐转向水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料和高固体分涂料这样的环境友好、节约资源型产品。我国是全球涂料生产大国，同时也是世界上最大的家具和玩具生产、出口国。鉴于此，开发水性木器漆的新品种，改进水性木器漆的性能和不断提升水性木器漆的技术含量对我国的涂料工业有重大的现实意义。
目前使用的木器涂料大多为溶剂型，从早期的酚醛漆、醇酸漆、硝基漆发展到目前大量使用的聚氨酯漆，但是现有的木器漆硬度较低、耐磨性能较差，涂层与木制品基材表面之间附着力不足，同时木器漆中含有甲醛、苯、乙醇、氯仿等有机挥发物，还会对人体健康及环境造成严重危害。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对现有的木器漆硬度较低、耐磨性能较差，且涂层与木制品基材表面之间附着力不足，木器漆中含有的有机挥发物，会对人体健康及环境造成严重危害的缺陷，提供一种利用添加有机混合颗粒和添加重质碳酸钙制备浆料，并应用在水性丙烯酸树脂中的方法，本发明先利用复合单体制备得到水性丙烯酸树脂，再利用纳米蒙脱石、氧化镁等物质制备得到混合粉末，将混合粉末和重质碳酸钙制备得到浆料，最后将浆料、水性丙烯酸树脂和助剂混合超声分散制备得水性木器漆，利用水性丙烯酸树脂为木器漆的主体时，其成膜及固化速度较快，且制备的浆料能与木器上的羟基、羧基等官能团形成化学键，从而提高木器漆在木制品基材表面的附着力，且本发明以水为溶剂，不含甲醛、苯等有害的有机挥发物，使用后不会对人体健康及环境造成危害，此外，本发明木器漆漆膜硬度高、耐磨性较好，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）分别称取30～50g甲基丙烯酸甲酯、25～35g丙烯酸羟乙酯、20～30g丙烯酸丁酯、25～30g丙烯酸和3～5g过氧化二苯甲酰，搅拌混合均匀后得混合液，向500mL三口烧瓶中加入150～200mL正丁醇，放入油浴锅中升温至115～120℃，在此温度下向三口烧瓶中缓慢滴加混合液，控制在40～60min滴完，滴完后保温搅拌反应3～4h，反应结束后降温至60～65℃，减压蒸馏1～2h，将蒸馏后的液体按体积比1:4与去离子水混合，并用质量分数20%氢氧化钠调节pH至10.5～11.0，调节后搅拌10～15min，得粘稠液体，备用；
（2）分别称取5～10g纳米蒙脱土、1～2g玻璃、3～5g氧化铝、1～3g石棉纤维，搅拌混合后加入气流粉碎机中，粉碎成粒径为10～15μm的混合粉末；
（3）分别称取100～200g去离子水、3～5g润滑分散剂TAS-2A、1～3g消泡剂902W和2～5g三乙胺加入烧杯中，超声分散5～10min，分散后加入60～70g重质碳酸钙和2～3g上述混合粉末，继续超声分散5～10min，分散后加入研磨机中，研磨2～4h后过8～10μm筛，得浆料；
（4）按重量份数计，分别选取80～90份步骤（1）备用的粘稠液体、20～30份上述浆料、8～10份去离子水、1～3份氢化松香、3～5份十二碳醇酯、0.8～1.0份羟乙基纤维素、0.1～0.3份流平剂2020、0.1～0.3份防腐剂N-369和1～2份乳化甲基硅油，依次加入分散机中，以800～1000r/min转速分散15～20min，分散后即可得环保高附着力水性木器漆。
本发明的应用方法是：将本发明制备的环保高附着力水性木器漆倒入容器中，随后加入木器漆重量5～10%的水稀释，混合均匀后采用刷涂方式均匀涂覆在清理干净的木制品基材表面，待一遍涂覆完毕后静置干燥1～2h后进行二次涂刷，控制每遍涂覆量为60～65mL/m2，最后将木制品在温度15～40℃、湿度20～60%环境下静置干燥2～4h即可。经检测，本发明制得的环保高附着力水性木器漆固化速度较快，固化时间较传统木器漆缩短了40～50%，漆料附着力等级为0级，经铅笔硬度测试，漆膜硬度为HB，且本发明水性木器漆贮存稳定性好，在常温密封环境下，贮存期可达8个月以上。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的环保高附着力水性木器漆漆膜硬度高、耐磨性好，且本发明以水为溶剂，漆料不含有害的挥发物质，安全环保，不会对人体健康及环境造成危害；
（2）本发明制备的环保高附着力水性木器漆成膜快，固化迅速，且漆膜硬度高、对木制品基材的附着力好，有效满足了市场需求。
具体实施方式
首先分别称取30～50g甲基丙烯酸甲酯、25～35g丙烯酸羟乙酯、20～30g丙烯酸丁酯、25～30g丙烯酸和3～5g过氧化二苯甲酰，搅拌混合均匀后得混合液，向500mL三口烧瓶中加入150～200mL正丁醇，放入油浴锅中升温至115～120℃，在此温度下向三口烧瓶中缓慢滴加混合液，控制在40～60min滴完，滴完后保温搅拌反应3～4h，反应结束后降温至60～65℃，减压蒸馏1～2h，将蒸馏后的液体按体积比1:4与去离子水混合，并用质量分数20%氢氧化钠调节pH至10.5～11.0，调节后搅拌10～15min，得粘稠液体，备用；随后分别称取5～10g纳米蒙脱土、1～2g玻璃、3～5g氧化铝、1～3g石棉纤维，搅拌混合后加入气流粉碎机中，粉碎成粒径为10～15μm的混合粉末；再分别称取100～200g去离子水、3～5g润滑分散剂TAS-2A、1～3g消泡剂902W和2～5g三乙胺加入烧杯中，超声分散5～10min，分散后加入60～70g重质碳酸钙和2～3g上述混合粉末，继续超声分散5～10min，分散后加入研磨机中，研磨2～4h后过8～10μm筛，得浆料；最后按重量份数计，分别选取80～90份上述步骤备用的粘稠液体、20～30份上述浆料、8～10份去离子水、1～3份氢化松香、3～5份十二碳醇酯、0.8～1.0份羟乙基纤维素、0.1～0.3份流平剂2020、0.1～0.3份防腐剂N-369和1～2份乳化甲基硅油，依次加入分散机中，以800～1000r/min转速分散15～20min，分散后即可得环保高附着力水性木器漆。
实例1
首先分别称取30g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸羟乙酯、20g丙烯酸丁酯、25g丙烯酸和3g过氧化二苯甲酰，搅拌混合均匀后得混合液，向500mL三口烧瓶中加入150mL正丁醇，放入油浴锅中升温至115℃，在此温度下向三口烧瓶中缓慢滴加混合液，控制在40min滴完，滴完后保温搅拌反应3h，反应结束后降温至60℃，减压蒸馏1h，将蒸馏后的液体按体积比1:4与去离子水混合，并用质量分数20%氢氧化钠调节pH至10.5，调节后搅拌10min，得粘稠液体，备用；随后分别称取5g纳米蒙脱土、1g玻璃、3g氧化铝、1g石棉纤维，搅拌混合后加入气流粉碎机中，粉碎成粒径为10μm的混合粉末；再分别称取100g去离子水、3g润滑分散剂TAS-2A、1g消泡剂902W和2g三乙胺加入烧杯中，超声分散5min，分散后加入60g重质碳酸钙和2g上述混合粉末，继续超声分散5min，分散后加入研磨机中，研磨2h后过8μm筛，得浆料；最后按重量份数计，分别选取80份上述步骤备用的粘稠液体、20份上述浆料、8份去离子水、1份氢化松香、3份十二碳醇酯、0.8份羟乙基纤维素、0.1份流平剂2020、0.1份防腐剂N-369和1份乳化甲基硅油，依次加入分散机中，以800r/min转速分散15min，分散后即可得环保高附着力水性木器漆。
本实例操作简便，使用时，将本发明制备的环保高附着力水性木器漆倒入容器中，随后加入本发明木器漆重量5%的水稀释，然后在将混合均匀的漆料采用刷涂方式均匀涂覆在清理干净的木制品基材表面，待一遍涂覆完毕后静置干燥1h后进行二次涂刷，控制每遍涂覆量为60mL/m2，最后将木制品在温度15℃、湿度20%环境下静置干燥2h即可。经检测，本发明制得的环保高附着力水性木器漆固化速度较快，固化时间较传统木器漆缩短了40%，漆料附着力等级为0级，经铅笔硬度测试，漆膜硬度为HB，且本发明水性木器漆贮存稳定性好，在常温密封环境下，贮存期可达9个月。
实例2
首先分别称取40g甲基丙烯酸甲酯、30g丙烯酸羟乙酯、25g丙烯酸丁酯、28g丙烯酸和4g过氧化二苯甲酰，搅拌混合均匀后得混合液，向500mL三口烧瓶中加入175mL正丁醇，放入油浴锅中升温至118℃，在此温度下向三口烧瓶中缓慢滴加混合液，控制在50min滴完，滴完后保温搅拌反应3h，反应结束后降温至63℃，减压蒸馏1h，将蒸馏后的液体按体积比1:4与去离子水混合，并用质量分数20%氢氧化钠调节pH至10.8，调节后搅拌13min，得粘稠液体，备用；随后分别称取8g纳米蒙脱土、1g玻璃、4g氧化铝、2g石棉纤维，搅拌混合后加入气流粉碎机中，粉碎成粒径为13μm的混合粉末；再分别称取150g去离子水、4g润滑分散剂TAS-2A、2g消泡剂902W和3g三乙胺加入烧杯中，超声分散8min，分散后加入65g重质碳酸钙和2g上述混合粉末，继续超声分散8min，分散后加入研磨机中，研磨3h后过9μm筛，得浆料；最后按重量份数计，分别选取85份上述步骤备用的粘稠液体、25份上述浆料、9份去离子水、2份氢化松香、4份十二碳醇酯、0.9份羟乙基纤维素、0.2份流平剂2020、0.2份防腐剂N-369和1份乳化甲基硅油，依次加入分散机中，以900r/min转速分散18min，分散后即可得环保高附着力水性木器漆。
本实例操作简便，使用时，将本发明制备的环保高附着力水性木器漆倒入容器中，随后加入本发明木器漆重量8%的水稀释，然后在将混合均匀的漆料采用刷涂方式均匀涂覆在清理干净的木制品基材表面，待一遍涂覆完毕后静置干燥1h后进行二次涂刷，控制每遍涂覆量为63mL/m2，最后将木制品在温度27℃、湿度40%环境下静置干燥3h即可。经检测，本发明制得的环保高附着力水性木器漆固化速度较快，固化时间较传统木器漆缩短了45%，漆料附着力等级为0级，经铅笔硬度测试，漆膜硬度为HB，且本发明水性木器漆贮存稳定性好，在常温密封环境下，贮存期可达10个月。
实例3
首先分别称取50g甲基丙烯酸甲酯、35g丙烯酸羟乙酯、30g丙烯酸丁酯、30g丙烯酸和5g过氧化二苯甲酰，搅拌混合均匀后得混合液，向500mL三口烧瓶中加入200mL正丁醇，放入油浴锅中升温至120℃，在此温度下向三口烧瓶中缓慢滴加混合液，控制在60min滴完，滴完后保温搅拌反应4h，反应结束后降温至65℃，减压蒸馏2h，将蒸馏后的液体按体积比1:4与去离子水混合，并用质量分数20%氢氧化钠调节pH至11.0，调节后搅拌15min，得粘稠液体，备用；随后分别称取10g纳米蒙脱土、2g玻璃、5g氧化铝、3g石棉纤维，搅拌混合后加入气流粉碎机中，粉碎成粒径为15μm的混合粉末；再分别称取200g去离子水、5g润滑分散剂TAS-2A、3g消泡剂902W和5g三乙胺加入烧杯中，超声分散10min，分散后加入70g重质碳酸钙和3g上述混合粉末，继续超声分散10min，分散后加入研磨机中，研磨4h后过10μm筛，得浆料；最后按重量份数计，分别选取90份上述步骤备用的粘稠液体、30份上述浆料、10份去离子水、3份氢化松香、5份十二碳醇酯、1.0份羟乙基纤维素、0.3份流平剂2020、0.3份防腐剂N-369和2份乳化甲基硅油，依次加入分散机中，以1000r/min转速分散20min，分散后即可得环保高附着力水性木器漆。
本实例操作简便，使用时，将本发明制备的环保高附着力水性木器漆倒入容器中，随后加入本发明木器漆重量10%的水稀释，然后在将混合均匀的漆料采用刷涂方式均匀涂覆在清理干净的木制品基材表面，待一遍涂覆完毕后静置干燥2h后进行二次涂刷，控制每遍涂覆量为65mL/m2，最后将木制品在温度40℃、湿度60%环境下静置干燥4h即可。经检测，本发明制得的环保高附着力水性木器漆固化速度较快，固化时间较传统木器漆缩短了50%，漆料附着力等级为0级，经铅笔硬度测试，漆膜硬度为HB，且本发明水性木器漆贮存稳定性好，在常温密封环境下，贮存期可达11个月。