[发明专利]双组份水性树脂及其制备的涂料

说明书

技术领域

本发明设计家具装饰、装修，尤其是涉及一种水性丙烯酸改性聚氨酯树脂和水性无机聚硅氧烷树脂及其制备方法，以及采用这两种水性树脂制备的水性双组份有机无机涂料。

背景技术

进入2015年以来，我国陆续制定了一些法规和政策，2015年1月1日起，《环保法》正式施行，新《环保法》对企业惩治力度大大加强，为促进节能环保，经国务院批准，自2015年2月1日起对电池、涂料征收消费税。史上最严环保法出台、涂料消费税的征收，使传统油漆产业面临严峻的挑战。

2015年6月，由全国涂料和颜料标准化技术委员会负责组织制定的《水性聚氨酯涂料》HG/T4761-2014、《水性环氧树脂防腐涂料》HG/T4759-2014、《水性丙烯酸树脂涂料》HG/T4758-2014，3项水性工业涂料产品标准于6月1日起正式实施。2015年7月，深圳市从7月起禁止售用溶剂型涂料油漆。2015年7月，《儿童活动场所内墙涂料》广东标准开始制定。最新修订、被称为史上最严的《大气污染防治法》将于2016年1月1日起施行。首次将挥发性有机化合物(VOCS)纳入监管范围，在给企业上“紧箍咒”的同时，也给环保技术的推广带来了机遇。

2016年1月7日，为有效解决现行电池、涂料消费税政策执行中存在的主要问题，国家税务总局网站发布关于《国家税务总局关于明确电池涂料消费税征收管理有关事项的公告》。

目前市面上水性木器漆主要分为单组份和双组份，水性单组份木器漆存在硬度低，耐溶剂，耐化学性能差等缺点。而以水性羟基丙烯酸乳液和多异氰酸酯为主体的水性双组份硬度略高，含有大量游离TDI，并且成本高昂。

发明内容

本发明的目的提供双组份水性树脂及其制备的涂料，解决了目前传统水性双组份涂料硬度不够等缺点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水性丙烯酸改性聚氨酯树脂，由单体、功能性单体、溶剂、酸、有机胺和引发剂制备而成；按重量份计，

其中单体由1,6-己二醇15-30份、二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯80-120份、甲基丙烯酸丁酯20-40份和苯乙烯10-20份、丙烯酸异辛酯10-30份和甲基丙烯酸甲酯15-40份组成；

功能性单体为乙烯基三乙氧基硅烷2-10份；

溶剂由N-甲基吡咯烷酮50-100份和去离子水400-900份组成；

酸为醋酸5-20份；

有机胺为二甲基乙醇胺5-20份；

引发剂为偶氮二异丁腈1-5份。

进一步地，其中功能性单体还包括3-氨丙基三甲氧基硅烷10-20份。

进一步地，酸还包括磷酸5-20份。

进一步地，有机胺还包括N-甲基二乙醇胺3-10份。

该发明利用1,6-己二醇、有机胺和二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯反应生成聚氨酯结构，然后和丙烯酸单体混合均匀，聚氨酯结构中的胺和酸中和，形成以聚氨酯壳，丙烯酸为核的结构，丙烯酸单体在引发剂作用下聚合，最终得到丙烯酸改性聚氨酯。该水性树脂既包含聚氨酯的韧性，又具有丙烯酸的硬度，同时引入了硅烷结构对树脂进行改性。

制备所述的水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的方法，具体步骤为：

1)先将1，6己二醇、有机胺、N-甲基吡咯烷酮搅拌混合均匀，然后加热到65-75℃；

2)将二环己基甲烷-4，4-二异氰酸酯在1小时内加入到步骤1)的混合物中，并加热到80-95℃，保温2-4小时，生产聚氨酯；

3)将甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯和功能性单体在1小时内加入上述步骤所得物料，并搅拌混合均匀；

4)搅拌中将酸、去离子水加入步骤3)所得物料中，搅拌均匀；

5)将引发剂溶解于N-甲基吡咯烷酮，在1小时内加入步骤4)中，通氮气，并75-90℃保温2-4小时，过滤后得到水性丙烯酸改性聚氨酯树脂。

进一步地，在步骤3)之前将3-氨丙基三甲氧基硅烷作为功能性单体在半小时内加入步骤2)所得的物料中，并在75-90℃保温2-4小时后进行步骤3)的操作。通过加入3-氨丙基三甲氧基硅烷进行硅烷改性。