[发明专利]一种水性自消光丙烯酸乳液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及水性单组份木器涂料领域，具体涉及一种水性自消光丙烯酸乳 液及其制备与在水性哑光清面漆中的应用。

背景技术

当前，我国木质家具用木器涂料仍然以溶剂型聚氨酯、硝基漆为主，这些 高VOC的油漆在涂装过程中会释放出大量的有机溶剂，有机溶剂不仅对大气 造成污染，同时也对国民的身体健康造成了不小的危害。援引自世界卫生组织 的报告，全球癌症新增病例和死亡人数出现惊人的增长，中国新增癌症病例 307万居全球之首，而发病率最高的癌症为肺癌，这些惊人的数据与我国环境 空气质量的好坏密不可分。

对于市场上通行的单组份溶剂型涂料而言，主打产品是高VOC低固含的 硝基漆，即将面临淘汰。硝基漆的优点是装饰作用较好，施工简便，干燥迅速， 对涂装环境的要求不高，具有较好的硬度和亮度，不易出现漆膜弊病，修补容 易。正是因为这些优点，硝基漆目前仍被广泛应用于木器家具、室内装修的涂 饰中。但硝基漆同时也存在着明显的缺点，如：固含量低、硬度不高、丰满度 一般、耐溶剂差，高湿天气易发白等。硝基漆的施工固含量在15％‐20％之间， 在涂装过程中会产生大量的VOC排放，对大气环境和人们的健康构成了严重 的威胁。自2012年起，我国木器涂料的总产量就已经超过了100万吨，其中 高VOCs低固含量硝基漆的占比约为14％，按照其80％的溶剂来计算，但硝基 漆“贡献”的VOCs就至少超过了11.2万吨/年。因此，如何在保证涂料质量 和效果不发生明显的下降的情况下逐步的替代硝基漆，成了水性漆应用上的当 务之急。

随着环境法规的进一步严格，水性涂料的推广应用势在必行，作为水性木 器漆的典型产品，水性高透明度哑光清面漆的研制就具有巨大的前景。根据保 守估计，硝基漆的年产量达14万吨，以市场价20元/kg来计算，每年的产值 就超过28亿元人民币。

当前国际公认的较为适合替代玩具、衣架以及家具仿古涂装中硝基漆的产 品是用水性丙烯酸乳液配制而成的哑光清面漆，典型的水性哑光清面漆是在基 于水性丙烯酸或聚氨酯作为成膜物质，外加消光粉达到消光效果的，由于水性 木器漆是以水为稀释剂的非均相体系，容易出现消光粉分散不均匀导致消光粉 在最终的漆膜中排布不均匀，光线在透过漆膜时发生散射，导致透光率不高， 影响水性仿古家具涂装的装饰性，尤其是当客户对家具工件的光泽需求在三分 光甚至是三分光以下时，水性木器漆的透明度劣势就更为明显的暴露出来，一 旦工件发生多次重凃或返修，整个家具成品表观上会出现较为明显的漆膜发蒙 甚至是泛白，导致无法满足最终消费者的需求而无法出货；同时由于消光粉只 是简单的镶嵌在最终漆膜中，导致漆膜的耐介质性能明显下降。

中国发明专利申请CN 105462403A选择具有良好相容性的水性丙烯酸及 水性丙烯酸改性聚氨酯并将它们复配，然后添加一种通过气相法生产的，经过 有机处理的，具有高孔隙率且容易分散的二氧化硅消光剂来消光，以制备水性 单组份半光清面漆，这种方法通过乳液相容性的改善可以有效的解决因乳液不 相容而带来的漆膜整体泛蓝的问题，干膜透明度得到了一定的改善，但却不能 有效的解决哑光的分散排布和防沉性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种具有自消光功能的 水性丙烯酸乳液，在不需要外加消光粉的情况下，即可制得透明度极高的水性 哑光清面漆，可一举解决目前在美式仿古家具水性化涂装作业中存在的多次施 工或返修后漆膜明显发蒙甚至是泛白等装饰性较差的问题。

本发明在原理上采用溶胶‐凝胶化技术将带功能基团的有机硅氧烷在一定 条件下的水解、缩合反应后枝接改性引入到丙烯酸乳液的链段中，乳胶粒子在 粒径分布上具有双峰或是多峰特征，并在最终的漆膜中表达出自消光作用，从 源头上解决了消光粉分散、排布的问题，从而使漆膜内部的折光率均一，达到 高透明度的目的；由于起自消光作用的链段是以化学枝接的方式存在于漆膜 中，并采用了自交联分子设计技术，所以最终漆膜的耐介质性能也非常突出。

采用经有机硅氧烷嵌段枝接改性制备水性自消光丙烯酸乳液。以该水性自 消光丙烯酸乳液作为主要成膜物质，添加多种助剂(消泡剂、成膜助剂、润湿 剂、增稠剂)可制得水性高透明度哑光清面漆并用于木器涂装。

实现本发明的目的所采用的技术方案为：

一种水性自消光丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：

1)丙烯酸单体混合液的制备：以质量份数计，将丙烯酸酯类单体93‐95 份、羧基丙烯酸类单体1‐3份、功能单体2.5‐6份，混合均匀，制备单体混合 液1；