本发明公开了一种改性纳米树脂基木器漆的制备方法，属于涂料制备技术领域。
背景技术：
木器漆是指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。人类生产和使用油漆的历史可以上溯到石器时代。从已发现的大量考古资料证实，在距今7000年前的原始社会，人类就已使用野兽的油脂、树汁与天然颜料等配制原始的涂饰物质，用羽毛、树枝等进行绘画，以达到装饰的目的。
目前，国内外家具制造企业常用的漆种有：硝基木器漆、酸固化木器漆、不饱和树脂木器漆、聚氨酯木器漆、光固化木器漆、水性木器漆。其中，聚氨酯木器漆、硝基木器漆目前使用较为广泛，约占市场总量的八成以上。使用性能方面，聚氨酯木器漆漆膜饱满，硬度相对较高，但漆膜固化后其溶剂挥发不充分，引起挥发物挥发周期长，对居室环境有一定影响；硝基木器漆虽溶剂挥发速度较快，但漆膜不够饱满，硬度较低，另外，其施工的固体含量低，大量有机溶剂挥发到大气中，环保性能极差；目前只有光固化木器漆和水性木器漆是行业公认的环保涂料。由于水性木器漆硬度不高、材料成本较高、施工周期长，因此目前在行业内光固化木器漆成为环保木器漆的首选，而且光固化木器漆经光照后立即固化，施工效率是常见的聚氨酯、不饱和树脂、硝基类木器漆的数十倍。但是，现有的光固化喷涂木器漆底漆喷涂异形部件时无法实现连续作业，面漆表干性能和消光性能远远低于聚氨酯木器漆，导致漆膜表面质量不高。
目前市场上的木器漆大多为油性漆，但油性漆存在污染性和对有机溶剂的需求量大等问题。与油性木器漆相比，水性木器漆具有无毒无味、无污染等的特点，因此在环保问题倍受关注的今天，水性木器漆的发展和成熟是一种必然的的趋势。目前普通木器漆存在强度低和抗菌性差，同时纳米颗粒在成膜过程中发生迁移、团聚，导致在涂膜中分布不均匀等问题，满足不了漆市场要求的缺陷。因此，发明一种改性纳米树脂基木器漆对涂料制备技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前普通木器漆存在强度低和抗菌性差，同时纳米颗粒在成膜过程中发生迁移、团聚，导致在涂膜中分布不均匀等问题，满足不了涂料市场要求的缺陷，提供了一种改性纳米树脂基木器漆的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种改性纳米树脂基木器漆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将硅溶胶和去离子水混合搅拌，得到分散液，再向分散液中加入分散液体积7％的硝酸银溶液，并混合搅拌，得到氧化液；
（2）将无水葡萄糖和去离子水混合置于烧杯中，并搅拌溶解，得到葡萄糖溶液，再向葡萄糖溶液中加入葡萄糖溶液质量3％的无水乙醇和葡萄糖溶液质量1％的聚乙二醇，继续混合搅拌溶解，得到自制葡萄糖还原液；
（3）在恒温磁力搅拌下，以24～27滴/min的速度将自制葡萄糖还原液滴加到氧化液中搅拌反应，冷却出料，得到自制载银硅溶胶；
（4）将双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂混合搅拌，得到混合树脂，再将去离子水、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯和硬脂酰乳酸钠混合，并搅拌溶解，得到自制乳化液，继续将混合树脂、自制乳化液和过硫酸铵混合置于超声波分散仪中超声处理，出料，得到改性混合树脂；
（5）按重量份数计，分别称取35～40份改性混合树脂、15～18份自制载银硅溶胶和24～32份去离子水混合置于分散釜中，在转速为800～1200r/min的条件下搅拌分散，再添加2～4份十二碳醇酯、3～5份无水乙醇和1～3份碳酸氢钠，在转速为560～600r/min的条件下继续搅拌分散，出料，即得改性纳米树脂基木器漆。
步骤（1）所述的质量分数为18％的硅溶胶和去离子水的质量比为3：1，搅拌时间为10～12min，硝酸银溶液的浓度为0.5mol/l，混合搅拌时间为16～20min。
步骤（2）所述的无水葡萄糖和去离子水的质量比为1：5，搅拌溶解时间为6～8min，继续搅拌溶解时间为21～24min。
步骤（3）所述的搅拌反应温度为65～70℃，搅拌反应时间为1～2h。
步骤（4）所述的双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂的质量比为1：3，搅拌时间为6～8min，去离子水、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯和硬脂酰乳酸钠的质量比为5：2：2：1，搅拌溶解温度为50～55℃，搅拌溶解时间为16～18min，混合树脂、自制乳化液和过硫酸铵的质量比为5：3：1，超声处理功率为160～165w，超声处理频率为24～32khz，超声处理时间为35～45min。
步骤（5）所述的搅拌分散时间为20～24min，继续搅拌分散时间为10～12min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明丙烯酸树脂为基体，自制载银硅溶胶作为改性剂，并辅以十二碳醇酯和碳酸氢钠等制备得到改性纳米树脂基木器漆，首先利用双酚a型环氧树脂在乳化液和引发剂的作用下对丙烯酸树脂进行有效改性，由于双酚a型环氧树脂具有很强的内聚力，且具有致密的分子结构，使其可以作为大分子扩链剂接枝在丙烯酸树脂分子链中，并发生反应，形成立体交联网状结构，并赋予丙烯酸树脂一定的力学性能，将丙烯酸树脂有效地填充在木器漆内部，有利于木器漆的强度得到提高，再以硅溶胶为保护载体，负载硝酸银，并以自制葡萄糖还原液为还原剂制备得到自制载银硅溶胶，其中硅溶胶的胶体粒子微细，具有相当大的比表面积，可以牢牢地锚定纳米银颗粒，稳定性高，使得纳米银颗粒不易发生迁移、团聚，提高了涂膜中纳米银颗粒的分布均匀性，同时硅溶胶能够在基体表面形成致密、牢固的网络结构，使基体间链段的运动受到束缚，且硅溶胶中二氧化硅粒子的“纳米效应”能够吸收外界施加的应力，并对基体起到增强的作用，再次提高木器漆的强度；
（2）本发明中负载在硅溶胶表面的硝酸银，当其到达微生物细胞膜时，在自制葡萄糖还原液的作用下缓慢释放出银离子，由于细胞膜带负电，依靠库仑力，银离子在很低的浓度下破坏细菌细胞膜，并迅速结合在一起，降低原生物活性酶的活性，破坏细胞合成酶的活性细胞丧失分裂增殖能力而死亡，当菌体失去活性后纳米银又会从菌体中游离出来重复进行杀菌活动，因此可以保持长效抗菌，从而提高木器漆的抗菌性，又由于在光的作用下，使得纳米银颗粒与水或空气发生反应，并生成活性氧离子自由基和羟基自由基，这两种自由基具有极强的化学活性，能与细菌发生反应，破坏了dna双螺旋结构，使其新陈代谢紊乱，起到抑制细菌的作用，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
按质量比为3：1将质量分数为18％的硅溶胶和去离子水混合搅拌10～12min，得到分散液，再向分散液中加入分散液体积7％的浓度为0.5mol/l的硝酸银溶液，并混合搅拌16～20min，得到氧化液；按质量比为1：5将无水葡萄糖和去离子水混合置于烧杯中，并搅拌溶解6～8min，得到葡萄糖溶液，再向葡萄糖溶液中加入葡萄糖溶液质量3％的无水乙醇和葡萄糖溶液质量1％的聚乙二醇，继续混合搅拌溶解21～24min，得到自制葡萄糖还原液；在恒温磁力搅拌下，以24～27滴/min的速度将自制葡萄糖还原液滴加到氧化液中，在温度为65～70℃下搅拌反应1～2h，冷却出料，得到自制载银硅溶胶；按质量比为1：3将双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂混合搅拌6～8min，得到混合树脂，再将去离子水、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯和硬脂酰乳酸钠按质量比为5：2：2：1混合，并在温度为50～55℃的条件下搅拌溶解16～18min，得到自制乳化液，继续将混合树脂、自制乳化液和过硫酸铵按质量比为5：3：1混合置于超声波分散仪中，在功率为160～165w、频率为24～32khz的条件下超声处理35～45min，出料，得到改性混合树脂；按重量份数计，分别称取35～40份改性混合树脂、15～18份自制载银硅溶胶和24～32份去离子水混合置于分散釜中，在转速为800～1200r/min的条件下搅拌分散20～24min，再添加2～4份十二碳醇酯、3～5份无水乙醇和1～3份碳酸氢钠，在转速为560～600r/min的条件下继续搅拌分散10～12min，出料，即得改性纳米树脂基木器漆。
实例1
按质量比为3：1将质量分数为18％的硅溶胶和去离子水混合搅拌10min，得到分散液，再向分散液中加入分散液体积7％的浓度为0.5mol/l的硝酸银溶液，并混合搅拌16min，得到氧化液；按质量比为1：5将无水葡萄糖和去离子水混合置于烧杯中，并搅拌溶解6min，得到葡萄糖溶液，再向葡萄糖溶液中加入葡萄糖溶液质量3％的无水乙醇和葡萄糖溶液质量1％的聚乙二醇，继续混合搅拌溶解21min，得到自制葡萄糖还原液；在恒温磁力搅拌下，以24滴/min的速度将自制葡萄糖还原液滴加到氧化液中，在温度为65℃下搅拌反应1h，冷却出料，得到自制载银硅溶胶；按质量比为1：3将双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂混合搅拌6min，得到混合树脂，再将去离子水、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯和硬脂酰乳酸钠按质量比为5：2：2：1混合，并在温度为50℃的条件下搅拌溶解16min，得到自制乳化液，继续将混合树脂、自制乳化液和过硫酸铵按质量比为5：3：1混合置于超声波分散仪中，在功率为160w、频率为24khz的条件下超声处理35min，出料，得到改性混合树脂；按重量份数计，分别称取35份改性混合树脂、15份自制载银硅溶胶和24份去离子水混合置于分散釜中，在转速为800r/min的条件下搅拌分散20min，再添加2份十二碳醇酯、3份无水乙醇和1份碳酸氢钠，在转速为560r/min的条件下继续搅拌分散10min，出料，即得改性纳米树脂基木器漆。
实例2
按质量比为3：1将质量分数为18％的硅溶胶和去离子水混合搅拌11min，得到分散液，再向分散液中加入分散液体积7％的浓度为0.5mol/l的硝酸银溶液，并混合搅拌18min，得到氧化液；按质量比为1：5将无水葡萄糖和去离子水混合置于烧杯中，并搅拌溶解7min，得到葡萄糖溶液，再向葡萄糖溶液中加入葡萄糖溶液质量3％的无水乙醇和葡萄糖溶液质量1％的聚乙二醇，继续混合搅拌溶解23min，得到自制葡萄糖还原液；在恒温磁力搅拌下，以25滴/min的速度将自制葡萄糖还原液滴加到氧化液中，在温度为67℃下搅拌反应1.5h，冷却出料，得到自制载银硅溶胶；按质量比为1：3将双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂混合搅拌7min，得到混合树脂，再将去离子水、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯和硬脂酰乳酸钠按质量比为5：2：2：1混合，并在温度为52℃的条件下搅拌溶解17min，得到自制乳化液，继续将混合树脂、自制乳化液和过硫酸铵按质量比为5：3：1混合置于超声波分散仪中，在功率为162w、频率为28khz的条件下超声处理40min，出料，得到改性混合树脂；按重量份数计，分别称取37份改性混合树脂、17份自制载银硅溶胶和28份去离子水混合置于分散釜中，在转速为1000r/min的条件下搅拌分散22min，再添加3份十二碳醇酯、4份无水乙醇和2份碳酸氢钠，在转速为580r/min的条件下继续搅拌分散11min，出料，即得改性纳米树脂基木器漆。
实例3
按质量比为3：1将质量分数为18％的硅溶胶和去离子水混合搅拌12min，得到分散液，再向分散液中加入分散液体积7％的浓度为0.5mol/l的硝酸银溶液，并混合搅拌20min，得到氧化液；按质量比为1：5将无水葡萄糖和去离子水混合置于烧杯中，并搅拌溶解8min，得到葡萄糖溶液，再向葡萄糖溶液中加入葡萄糖溶液质量3％的无水乙醇和葡萄糖溶液质量1％的聚乙二醇，继续混合搅拌溶解24min，得到自制葡萄糖还原液；在恒温磁力搅拌下，以27滴/min的速度将自制葡萄糖还原液滴加到氧化液中，在温度为70℃下搅拌反应1～2h，冷却出料，得到自制载银硅溶胶；按质量比为1：3将双酚a型环氧树脂和丙烯酸树脂混合搅拌8min，得到混合树脂，再将去离子水、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯和硬脂酰乳酸钠按质量比为5：2：2：1混合，并在温度为55℃的条件下搅拌溶解18min，得到自制乳化液，继续将混合树脂、自制乳化液和过硫酸铵按质量比为5：3：1混合置于超声波分散仪中，在功率为165w、频率为32khz的条件下超声处理45min，出料，得到改性混合树脂；按重量份数计，分别称取40份改性混合树脂、18份自制载银硅溶胶和32份去离子水混合置于分散釜中，在转速为1200r/min的条件下搅拌分散24min，再添加4份十二碳醇酯、5份无水乙醇和3份碳酸氢钠，在转速为600r/min的条件下继续搅拌分散12min，出料，即得改性纳米树脂基木器漆。
对比例
以广东某公司生产的改性纳米树脂基木器漆作为对比例对本发明制得的改性纳米树脂基木器漆和对比例中的改性纳米树脂基木器漆进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
附着力的评级可以参考以下标准：
0级：切割边缘完全平滑无一格脱落；
1级：在切口交叉处有少许涂层脱落，但交叉切割面积受影响不能明显大于5%；
2级：在切口交叉处和或沿切口边缘有涂层脱落，受影响的交叉切割面积明显大于5%，但不能明显大于15%；
3级：涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落和或在格子不同部位上部分或全部剥落受影响的交叉切割面积明显大于15%，但不能明显大于35%；
4级：涂层沿切割边缘大碎片剥落和或一些方格部分或全部出现脱落，受影响的交叉切割面积明显大于35%，但不能明显大于65%；
5级：剥落的程度超过4级。
磨料粒径测试采用磨料粒度机械仪表进行检测，磨料粒径越大耐磨性能越高；
耐磨转数测试方法：按照国家标准，将实例1～3和对比例中的木器漆均匀涂布于木板上，用180目砂纸对实例1～3和对比例中的地板测试，每500转换砂纸一条。测得最后的耐磨转数；
界面结合强度测试按hb5476标准进行检测；
大肠杆菌平均菌数测试按jc/t897-2002的规定进行抑菌性能检测；
金黄色葡萄球菌平均菌数测试按jc/t897-2002的规定进行抑菌性能检测；
白色念球菌抑菌率的测试按gb/t20944.2-2007的规定进行性能检测；
外观：将实例1～3和对比例中的木器漆均匀涂布于木板上，待其干燥后，观察表面。
表1木器漆性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的改性纳米树脂基木器漆强度高，附着力达到0级，耐磨性好，抑菌率高，且漆膜成型完好，色泽均匀无团聚，具有广阔的应用前景。