[发明专利]一种木器漆用含氟硅水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种木器漆用含氟硅水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料的制备方法，首先将单羟基封端的聚二甲基硅氧烷依次与二异氰酸酯、三甲基丙烷反应得到双羟基封端的侧链有机硅S‑TMP，接着将其与二异氰酸酯反应，并通过扩链、引入亲水剂、加入封端剂合成出双键封端的聚氨酯预聚体，加入含氟丙烯酸酯和丙烯酸酯混合单体稀释降低粘度，加三乙胺中和，再加水分散制成乳液，然后推入钴60源室进行辐照聚合并加入助剂，最后合成出含氟硅水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料。本发明方法制得的复合涂料具有附着力好、光泽高、疏水性能突出等优点，可以在木器漆等领域发挥作用。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种木器漆用含氟硅水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料的制备方法。

背景技术

由于木器漆的发展，现有的木器相较于以往外观更加美观。木器漆需要涂膜具有优异的耐水性能、光泽度和机械性能等，在提升美观度的同时也对木器进行保护。

聚氨酯类涂料作为木器漆由来已久，但传统的溶剂型聚氨酯容易变黄且含有较多的挥发性有机化合物(VOCs)，存在着对环境不友好、对人体健康有害等问题。水性聚氨酯(WPU)以水为溶剂，对环境十分友好，可以作为溶剂型聚氨酯良好的替代品。丙烯酸树脂具有优异的耐候性、耐化学性和较好的颜料润湿性和机器稳定性。有机氟、硅优异的耐化学品和低表面能等性能，但水性聚氨酯聚氨酯、丙烯酸酯和有机硅混合乳液相容性差和化学稳定性差。

因此，如何将水性聚氨酯、丙烯酸酯和有机氟硅结合制成复合涂料以提升产品的环保性和防水性能是当前急需解决的关键技术问题。

发明内容

本发明提供了一种木器漆用含氟硅水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料的制备方法，以解决现有木器漆的环保性不佳和耐水性差等技术问题。

本发明木器漆用含氟硅水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在氮气氛围下，将脱水后的单羟基封端的聚二甲基硅氧烷10～20份、二异氰酸酯10～20份、溶剂20～30份、催化剂0.1～0.5份加入反应釜中，在40～45℃下反应5～6h，随后将三甲基丙烷(TMP)10～20份缓慢加入，在75～80℃下反应4～5h，蒸发除去溶剂，得到双羟基封端的侧链有机硅(S-TMP)；

步骤2：在氮气氛围下，将脱水后的多元醇10～30份和步骤1获得的S-TMP 5～10份加入反应釜中，再加入二异氰酸酯20～60份，升温至85～90℃反应2～3h，随后加入小分子二元醇5～10份、亲水扩链剂5～15份、催化剂0.1～0.5份，在50～70℃下反应5～6h，加入封端剂5～15份，在70～75℃反应1～2h，即得到双键封端的水性聚氨酯预聚体；

步骤3：向步骤2获得的水性聚氨酯预聚体中加入丙烯酸酯混合单体1～5份、含氟丙烯酸酯5～10份、引发剂1～5份、有机交联剂1～5份和甲基丙烯酸缩水甘油醚10～15份混合均匀，再加入中和剂5～15份，在40～45℃下反应8～10min成盐，在强烈搅拌下加入去离子水进行乳化，接着在钴60源室中进行辐照聚合2～3h，再依次加入分散剂1～5份、消泡剂1～5份、增粘剂1～5份并在机械搅拌下混合均匀，得到氟硅改性的水性聚氨酯丙烯酸酯复合涂料(FSWPUA)。

步骤1、2中，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氛酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环已基甲烷二异氰酸酷(HMDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)中的至少一种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；所述溶剂为乙酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯中的至少一种。

步骤2中，所述多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚氧化乙烯二元醇中的至少一种；所述小分子二元醇为1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种；所述亲水扩链剂为二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)中的一种；所述封端剂为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟加酯中的一种。