本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种应用于水性木器漆行业的木器用单组份自干水性封闭剂及其制备方法。
背景技术：
目前，水性木器漆涂料具有普通溶剂型涂料的防护与装饰功能，但是在高装饰性要求的场合，无法达到很高的丰满度，需要溶剂型涂料来实现。主要是一般的水性木器漆会引起水性木器涂装过程中基材涨筋、渗色、渗油的问题。
欧美国家大多实现了木器漆水性化技术，相比国内目前使用的主要是溶剂型涂料，水性木器漆目前只有比较小的低端应用。主要问题是水性涂料在应用过程中有很多问题需要注意，且成本较高。目前行业内生产的封闭底漆并不能防止木材涨筋，普遍做法是把胀起的筋打磨去除，这样就会破坏木材和漆膜，我司防胀筋抗单宁酸封闭底漆，能有效解决漆膜涂覆在木材表面导致木材胀筋渗色迁移的问题。
技术实现要素：
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种木器用单组分自干水性封闭剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将多元醇和异氰酸酯单体混合反应；
步骤2：加入丙酮和二羟甲基丙酸继续反应；
步骤3：加入bdo(1,4丁二醇)、hea(丙烯酸羟基乙酯)反应；
步骤4：加入三乙胺，并加入水分散，
步骤5：脱除丙酮，得到水性聚氨酯分散体；
步骤6：加入丙烯酸单体和引发剂进行共聚反应生成聚氨酯改性丙烯酸乳液(pua)；
步骤7：在pua中加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、流平剂、润湿剂、消泡剂和水制成单组分自干水性封闭剂，其中pua的质量分数为85-95％，二丙二醇甲醚质量分数为2-4％，二丙二醇丁醚质量分数为2-4％，流平剂质量分数为0.2-0.4％，润湿剂质量分数为0.3-0.5％，消泡剂质量分数为0.2-0.4％，其余组分为水。
进一步，步骤1中多元醇和异氰酸酯单体混合反应温度为85℃-90℃，反应时间1.5h-2h。
进一步，步骤2中加入丙酮和二羟甲基丙酸后继续于80℃-85℃反应1-1.5h。
进一步，步骤3中于70℃-75℃加入bdo、hea反应1.5h后降温至35℃。
进一步，步骤5中于60℃、1333kpa下脱除丙酮。
进一步地，步骤6中引发剂为乳化剂。
进一步地，步骤6中反应条件为82-85℃反应4h，然后在85℃下保温1h。
本发明还提供了一种通过上述制备方法制备的木器用单组分自干水性封闭剂。
本发明提供的木器用单组份自干水性封闭剂，解决了水性木器漆涂布在木器表面会引起木材涨筋、渗色、渗油的问题。本发明的有益效果是使得成膜物质本身具备了特殊结构的封闭性能，产品具备高性能之外还能与市售添加剂较宽的配伍性，有效防止木材涨筋破坏和渗油。
附图说明
图1是本发明提供的自干水性封闭剂的制备流程示意图；
图2a和2b是本发明制备的聚氨酯改性丙烯酸乳液中乳胶粒子分布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
如图1所示，本发明提供了一种木器用单组分自干水性封闭剂，包括如下步骤：
步骤1：将多元醇和异氰酸酯单体混合反应；
具体地，多元醇和异氰酸酯单体混合反应温度为85℃-90℃，反应时间1.5h-2h。通过将反应温度设置在较高的温度，可以加快反应的进程。
步骤2：加入丙酮和二羟甲基丙酸继续反应；
具体地，加入丙酮和二羟甲基丙酸后继续于80℃-85℃反应1-1.5h。其中加入丙酮用于溶解二羟甲基丙酸。本发明的实施例中，在步骤2中以较低的温度进行反应能够减缓多元醇和异氰酸酯的反应速度，以便于二羟甲基丙酸平稳顺利嵌入其中。
步骤3：加入bdo(1,4丁二醇)、hea(丙烯酸羟基乙酯)反应；
具体地，在70℃-75℃加入bdo、hea(图中有加入丙酮)反应1.5h，然后降温至35℃。加入丙酮能够降低体系粘度，同时在加入的bdo扩链，加入的hea单体与多元醇和异氰酸酯共聚物反应便于步骤6的反应。反应后降温至35℃便于三乙胺中和、扩链。
步骤4：加入三乙胺，并加入水分散；
步骤5：脱除丙酮，得到水性聚氨酯分散体；
具体地，在60℃，1333kpa下脱除丙酮。在60摄氏度温度较高便于脱除丙酮。
步骤6：加入丙烯酸单体和引发剂进行共聚反应生成聚氨酯改性丙烯酸乳液(pua)。
具体地，在82-85摄氏度反应4小时，然后在85摄氏度保温一小时。
步骤7：在pua中加入二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、流平剂、润湿剂、消泡剂和水制成单组分自干水性封闭剂。
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例一
将多元醇和异氰酸酯单体混合控制反应温度85℃，反应1.5h，加入丙酮和二羟甲基丙酸继续于80℃反应1h，于70℃加入bdo、hea反应1.5h后降温至35℃，加入三乙胺中和，并加入水分散，再于60℃、1333kpa下脱除丙酮，将此水性聚氨酯分散体同丙烯酸单体共聚即可得到该丙烯酸-聚氨酯混合乳液，即自干水性封闭剂。
实施例二
将多元醇和异氰酸酯单体混合控制反应温度90℃，反应2h，加入丙酮和二羟甲基丙酸继续于85℃反应1.5h，于75℃加入bdo、hea反应1.5h后降温至35℃，加入三乙胺中和，并加入水分散，再于60℃、1333kpa下脱除丙酮，将此水性聚氨酯分散体同丙烯酸单体共聚即可得到该丙烯酸-聚氨酯混合乳液。
实施例三
将多元醇和异氰酸酯单体混合控制反应温度85℃，反应2h，加入丙酮和二羟甲基丙酸继续于85℃反应1.5h，于75℃加入bdo、hea反应1.5h后降温至35℃，加入三乙胺中和，并加入水分散，再于60℃、1333kpa下脱除丙酮，将此水性聚氨酯分散体同丙烯酸单体共聚即可得到该丙烯酸-聚氨酯混合乳液。
本发明还提供了一种使用上述方法制备而成的木器用单组分自干水性封闭剂。其中pua的质量分数为85-95％，二丙二醇甲醚质量分数为2-4％，二丙二醇丁醚质量分数为2-4％，流平剂质量分数为0.2-0.4％，润湿剂质量分数为0.3-0.5％，消泡剂质量分数为0.2-0.4％，其余组分为水。
下面结合具体实施方式对本发明提供的木器用单组分自干水性封闭剂进行详细说明。
实施例一
本发明还提供了一种使用上述方法制备而成的木器用单组分自干水性封闭剂。其中pua的质量分数为85％，二丙二醇甲醚质量分数为4％，二丙二醇丁醚质量分数为4％，流平剂质量分数为0.3％，润湿剂质量分数为0.4％，消泡剂质量分数为0.3％，其余组分为水。
实施例二
本发明还提供了一种使用上述方法制备而成的木器用单组分自干水性封闭剂。其中pua的质量分数为90％，二丙二醇甲醚质量分数为3％，二丙二醇丁醚质量分数为3％，流平剂质量分数为0.3％，润湿剂质量分数为0.4％，消泡剂质量分数为0.3％，其余组分为水。
实施例三
本发明还提供了一种使用上述方法制备而成的木器用单组分自干水性封闭剂。其中pua的质量分数为95％，二丙二醇甲醚质量分数为2％，二丙二醇丁醚质量分数为2％，流平剂质量分数为0.2％，润湿剂质量分数为0.3％，消泡剂质量分数为0.2％，其余组分为水。
实验数据：
如图2a-2b所示，图2a和2b为本发明提供的木器用单组份自干水性封闭剂的制备方法中第二实施例中制备的pua中乳胶粒子的粒径分布图。
上图为项目中此款pua中主要存在的两种不同粒径粒子的粒径分布，我们可看出较大粒径r(图2a)范围在100nm左右，较小的粒径r(图2b)范围在37nm，较大粒子和较小的粒子粒径大小比例为1:0.4左右。
这种组成给封闭剂带来非常好的渗透效果，同时此款复合乳液中粒子在干燥成膜过程小粒子对大粒子进行填充，使得涂膜有着非常致密的排列。
本发明提供的聚氨酯改性丙烯酸乳液，具有粒子稳定的有益效果。同时为了使得木器底漆具有更好的打磨性，以及面漆具有更优异的表面效果和耐性性能，本技术中采用上述聚氨酯改性丙烯酸乳液合理搭配助剂，使得这种防胀筋抗单宁酸封闭底漆在木器底漆应用时性能得到展现。
同时，制备的乳液在乳胶粒形貌方面，主要是在乳胶粒子大小、分布、形态结构方面具有突出的效果；在乳胶粒子稳定性方面，具有较高的机械稳定性、稀释稳定性、离子稳定性和冻融稳定性等有益效果。
通过本发明所述的方法制备的丙烯酸-聚氨酯复合乳液有着致密的成膜效果，同时干燥速度较快，能够将木材表面非常好地包裹起来，使其无法较多地吸收水性漆中的水分而发生严重基材涨筋而导致漆膜表面受损。同时，由于该成膜物有非常好的离子、酸、碱稳定性，pua膜把木材中的单宁酸、生物碱、酚类有机物完全包裹而不被其腐蚀，使之无法从木材中出来而使漆膜变色。同时，本发明技术采用上述丙烯酸-聚氨酯复合乳液，搭配合理的助剂，最终涂料在木材表面使用时可有效防止木材涨筋破坏和渗油变色等问题。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。