CN103571283A - 单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆。目前的木器漆都含有TDI(甲苯二异氰酸酯）及VOC（挥发性有机化合物），这是两种有害成份。本发明由有机硅改性热塑性丙烯酸树脂45%-55%、硝化棉液15%-25%、汰白色浆20%-30%、流平剂、消泡剂0.5%-2%、丁酯2%-5%制备而成。本发明具有不需要固化剂即可常温自干的特性，因此，杜绝了固化剂中TDI对人体的危害。本发明改性后的树脂具有较低的粘度，制漆时可获得较高的固体份，从而减少VOC含量，提高漆膜的丰满度。既具有聚氨酯漆的漆膜丰满度高、硬度高、耐热性高、耐溶剂高、耐磨性高和手感好的特点，又有普通热塑性丙烯酸木器漆光泽稳定、受环境的影响小、干燥快、施工简便使用时间长的特点。

Description

单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆

技术领域

本发明涉及的是单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆，属于油漆涂料制备技术领域。

背景技术

目前市场上的木器漆要分为溶剂型和非溶剂型（水性）木器漆两大种类，溶剂型木器漆又分为硝基漆、聚氨酯漆、醇酸漆、丙烯酸漆等，其中硝基漆、聚氨酯漆为主流，分别占到国内木器装饰涂料总产量的18％和78％。而全球的平均指标，硝基漆、聚氨酯漆的总和占70％左右。

硝基漆是一种单组份涂料，主要由硝化棉、醇酸树脂、增塑剂、混合溶剂和颜填料等组成。其主要优点为漆膜干燥快、易修复、色浅、透明度高、施工方便。硝基涂料的主要缺点为耐热、耐寒、耐光、耐碱性较差，在使用过程中较易损伤，由于涂料本身固含量低，施工后有大量有害气体挥发污染环境。聚氨酯漆是一种双组份涂料（即主漆+固化剂+稀释剂），其主漆主要由醇酸树脂、颜填料、混合溶剂和涂料助剂等组成，固化剂主要由甲苯二异氰酸酯组成。其主要优点有硬度高、透明度高、丰满度好、耐化学品性好、耐热性好。其主要缺点为涂膜质量受施工条件和施工环境影响较大，而且固化剂的主要成分是TDI(甲苯二异氰酸酯）这些处于游离状态的TDI会变黄，不但使家私漆面变黄，同样也会使邻近的墙面变黄，大大的影响了涂装的质量。另外，超出标准的游离TDI还会对人体造成伤害。游离TDI对人体的危害主要是致敏和刺激作用，包括造成疼痛流泪、结膜充血、咳嗽胸闷、气急哮喘、红色丘疹、斑丘疹、接触性过敏性皮炎等症状。国际上对于游离TDI的限制标准是控制在0.5%以下。

    通过检索，还发现公开号是CN1362434，名称是：有机硅改性丙烯酸乳液的发明专利申请，它公开了有机硅改性丙烯酸乳液的配方，由:(a)含不饱和双键的有机硅单体1～20%,(b)不饱和酸1～20%,(c)不饱和单体40～ 96%,(d)羟基聚硅氧烷1～20%,其中羟基聚硅氧烷由一甲基三乙氧基硅烷水解,再脱乙醇制得;(e)乳化剂1～10%,其中乳化剂含有琥珀酸烷基烯丙氧基羟丙基二酯磺酸盐、琥珀酸烯丙基烷基二酯磺酸盐、丙烯基酚聚氧乙烯醚或壬基酚β－烯丙氧基亚甲基取代聚氧乙烯醚羧酸盐中的至少一种。从上述配方可知，所公开的有机硅改性丙烯酸乳液，与树脂不属于同一类型的材料。

    随着人们对居住环境的高要求，水性木器漆越来越受到家装的青睐，但目前来看水性木器漆与传统的溶剂型木器漆相比在漆膜的丰满度、干燥时间与条件、硬度、耐磨性和手感等方面尚有较大差距，而且水性木器漆居高不下的成本、施工工艺的不成熟，这些都阻碍了水性木器漆的大规模生产与市场化，水性木器漆还未能全面取代溶剂型木器漆。在水性木器漆生产技术尚未成熟的情况下，研究开发一种低VOC（挥发性有机化合物）含量、不含TDI、顺酐、苯酐的环保单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不需要固化剂即可常温自干的，具有较低粘度，制漆时可获得较高的固体份，从而减少VOC含量，提高漆膜的丰满度的单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆，克服现有木器漆中含有对人体危害的固化剂成分TDI以及挥发性有机化合物VOC的不足。

上述技术问题是通过以下技术方案解决的，单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆，主要由下述重量百分含量的原料组成：

有机硅改性热塑性丙烯酸树脂       45%-55%

硝化棉液                         15%-25%

汰白色浆                        20%-30%

流平剂、消泡剂                0.5%-2%

丁酯                            2%-5%

所述原料的制备方法是：

   （1）把硝化棉与丁酯按重量比是1：4的比例混合溶解，制备成硝化棉液；

   （2）把有机硅改性热塑性丙烯酸树脂投入反应釜中，边搅拌边缓慢加入硝化棉液，并混合均匀；

   （3）边搅拌边缓慢加入流平剂、消泡剂，搅拌均匀；

   （4）边搅拌边缓慢加入钛白浆搅拌均匀；

   （5）加入硝化棉搅拌均匀即得。

所述有机硅改性热塑性丙烯酸树脂的制备方法是：

（1）取下述重量百分比的原料：

甲基丙烯酸甲酯 5-10%          甲基丙烯酸丁酯   5-10%

苯乙烯           25-35%       羟丙酯           1-5%

丙烯酸           0.5-2%         过氧化苯甲酰   0.5-2%

二甲苯           30-40%         丁酯             10-15%

硅烷偶联剂KH-570 3-10%；

    （2）上述原料，把过氧化苯甲酰按60%和40%分成甲、乙两组份，分别与二甲苯按重量比1：10的比例溶解，浸泡10小时以上，以除去过氧化苯甲酰中的水分，得到甲、乙两组份混合液备用；

    （3）除硅烷偶联剂KH-570外，各原料单体混合均匀，再往混合后的单体混合液中加入甲组份混合液，搅拌均匀后得到甲混合单体液，抽到高位槽中备用；

    （4）往反应釜中加入所需的二甲苯与丁酯，加热升温至100℃时开始滴加甲混合单体液，3-4小时内滴加完成，温度控制在105-120℃保温2小时得到甲组份单体混合液备用；

（5）于甲组份单体混合液中加入乙组份混合液与硅烷偶联剂KH-570，控制在25-30分钟内完成添加及搅拌均匀，在105-120℃下保温50-60分钟，检测粘度，当粘度达到240-350s时，得到有机硅改性热塑性丙烯酸树脂。

采取上述措施的本发明，以热塑性丙烯酸树脂为基料制备的涂料是一种单组份涂料，具有不需要固化剂即可常温自干的特性，因此，本发明杜绝了固化剂中TDI对人体的危害。本发明改性后的树脂具有较低的粘度，制漆时可获得较高的固体份，从而减少VOC含量，提高漆膜的丰满度。既具有聚氨酯漆的漆膜丰满度高、硬度高、耐热性高、耐溶剂高、耐磨性高和手感好的特点，又有普通热塑性丙烯酸木器漆光泽稳定、受环境的影响小、干燥快、施工简便使用时间长的特点。因此，本发明是一种生产简便、实用性强的不含TDI、低VOC、高固含的结合了溶剂型木器漆的优良物理特性和水性木器漆的环保特性的环保型热塑性丙烯酸木器漆。

具体实施方式

实施例1

1.有机硅改性热塑性丙烯酸树脂制备：

（1）原料配方：

甲基丙烯酸甲酯 10公斤         甲基丙烯酸丁酯   9公斤

苯乙烯           30公斤       羟丙酯           1公斤

丙烯酸           1.5公斤        过氧化苯甲酰   1.5公斤

二甲苯           30公斤         丁酯             10公斤

硅烷偶联剂KH-570 10公斤；

  （2）上述原料，先取0.9公斤过氧化苯甲酰与9公斤二甲苯一起溶解得甲组份,再取0.6公斤过氧化苯甲酰与6公斤二甲苯一起溶解得乙组份,甲、乙两组份均浸泡10小时以上，以除去过氧化苯甲酰中的水分，得到甲、乙两组份混合液备用；

    （3）除硅烷偶联剂KH-570外，各原料单体混合均匀，再往混合后的单体混合液中加入甲组份混合液，搅拌均匀后得到甲混合单体液，抽到高位槽中备用；

    （4）往反应釜中加入所剩下的二甲苯与丁酯，加热升温至100℃时开始滴加甲混合单体液，4小时内滴加完成，温度控制在105℃保温2小时得到甲组份单体混合液备用；

（5）于甲组份单体混合液中加入乙组份混合液与硅烷偶联剂KH-570，在30分钟内完成添加及搅拌均匀，在105-120℃下保温60分钟，检测粘度，当粘度达到240-350s时，得到有机硅改性热塑性丙烯酸树脂。

2.单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆制备:

（1）原料配方：

有机硅改性热塑性丙烯酸树脂  50公斤    1/2秒硝化棉液  20公斤

汰白色浆                    25公斤    流平剂       0.5公斤

消泡剂                      0.5公斤   丁酯            4公斤；

   （2）取1公斤1/2硝化棉加入4公斤丁酯中混合溶解，制备成硝化棉液；

   （2）把有机硅改性热塑性丙烯酸树脂投入反应釜中，边搅拌边缓慢加入硝化棉液，并混合均匀；

   （3）边搅拌边缓慢加入流平剂、消泡剂，搅拌均匀；

   （4）边搅拌边缓慢加入钛白浆搅拌均匀；

   （5）加入1/2秒硝化棉液搅拌均匀即得。

实施例2

1.有机硅改性热塑性丙烯酸树脂制备：

（1）原料配方：

甲基丙烯酸甲酯 5公斤          甲基丙烯酸丁酯   5公斤

苯乙烯           25公斤       羟丙酯           5公斤

丙烯酸           0.5公斤        过氧化苯甲酰   0.5公斤

二甲苯           40公斤         丁酯            15公斤

硅烷偶联剂KH-570   3公斤；

（2）上述原料，先取0.3公斤过氧化苯甲酰与3公斤二甲苯一起溶解得甲组份,再取0.2公斤过氧化苯甲酰与2公斤二甲苯一起溶解得乙组份,甲、乙两组份均浸泡10小时以上，以除去过氧化苯甲酰中的水分，得到甲、乙两组份混合液备用；

    （3）与实施例1步骤（3）相同；

    （4）往反应釜中加入所剩下的二甲苯与丁酯，加热升温至100℃时开始滴加甲混合单体液，3小时内滴加完成，温度控制在120℃保温2小时得到甲组份单体混合液备用；

（5）于甲组份单体混合液中加入乙组份混合液与硅烷偶联剂KH-570，在25分钟内完成添加及搅拌均匀，在105-120℃下保温50分钟，检测粘度，当粘度达到240-350s时，得到有机硅改性热塑性丙烯酸树脂。

2.单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆制备:

（1）原料配方：

有机硅改性热塑性丙烯酸树脂  45公斤    1/2秒硝化棉液  15公斤

汰白色浆                    20公斤    流平剂       0.25公斤

消泡剂                      0.25公斤   丁酯            2公斤；

   （2）取0.5公斤1/2秒硝化棉加入2公斤丁酯中混合溶解，制备成硝化棉液；

   其余步骤与实施例1相同。

实施例3

 1.有机硅改性热塑性丙烯酸树脂制备：

（1）原料配方：

甲基丙烯酸甲酯 10公斤          甲基丙烯酸丁酯   10公斤

苯乙烯           35公斤       羟丙酯           1公斤

丙烯酸           2公斤           过氧化苯甲酰     2公斤

二甲苯           30公斤         丁酯             10公斤

硅烷偶联剂KH-570   10公斤；

（2）上述原料，先取1.2公斤过氧化苯甲酰与12公斤二甲苯一起溶解得甲组份,再取0.8公斤过氧化苯甲酰与8公斤二甲苯一起溶解得乙组份,甲、乙两组份均浸泡10小时以上，以除去过氧化苯甲酰中的水分，得到甲、乙两组份混合液备用；

    （3）-（5）与实施例1步骤（3）-（5）相同；

2.单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆制备:

（1）原料配方：

有机硅改性热塑性丙烯酸树脂       45%-55%

硝化棉液                                  15%-25%

汰白色浆                              20%-30%

流平剂、消泡剂                0.5%-2%

丁酯                                  2%-5%

有机硅改性热塑性丙烯酸树脂  55公斤    1/4秒硝化棉液  25公斤

汰白色浆                    30公斤    流平剂       1公斤

消泡剂                       1公斤    丁酯            5公斤；

   （2）取1.25公斤1/4秒硝化棉加入5公斤丁酯中混合溶解，制备成硝化棉液；

   其余步骤与实施例1相同。

Claims (2)

1.单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆，其特征在于所述木器漆主要由下述重量百分含量的原料制备而成：

有机硅改性热塑性丙烯酸树脂       45%-55%

硝化棉液                         15%-25%

汰白色浆                               20%-30%

流平剂、消泡剂                        0.5%-2%

丁酯                            2%-5%

所述木器漆的制备方法是：

   （1）把硝化棉与丁酯按重量比是1：4的比例混合溶解，制备成硝化棉液；

   （2）把有机硅改性热塑性丙烯酸树脂投入反应釜中，边搅拌边缓慢加入硝化棉液，并混合均匀；

   （3）边搅拌边缓慢加入流平剂、消泡剂，搅拌均匀；

   （4）边搅拌边缓慢加入钛白浆搅拌均匀；

   （5）加入硝化棉搅拌均匀即得。

2.根据权利要求1所述的所述单组份有机硅改性热塑性丙烯酸木器漆，其特征在于所述有机硅改性热塑性丙烯酸树脂的制备方法是：

（1）取下述重量百分比的原料：

甲基丙烯酸甲酯    5-10%          甲基丙烯酸丁酯   5-10%

苯乙烯           25-35%          羟丙酯           1-5%

丙烯酸             0.5-2%         过氧化苯甲酰    0.5-2%

二甲苯             30-40%         丁酯             10-15%

硅烷偶联剂KH-570 3-10%；

    （2）上述原料，把过氧化苯甲酰按60%和40%分成甲、乙两组份，分别与二甲苯按重量比1：10的比例溶解，浸泡10小时以上，以除去过氧化苯甲酰中的水分，得到甲、乙两组份混合液备用；

    （3）除硅烷偶联剂KH-570外，各原料单体混合均匀，再往混合后的单体混合液中加入甲组份混合液，搅拌均匀后得到甲混合单体液，抽到高位槽中备用；

    （4）往反应釜中加入所需的二甲苯与丁酯，加热升温至100℃时开始滴加甲混合单体液，3-4小时内滴加完成，温度控制在105-120℃保温2小时得到甲组份单体混合液备用；

（5）于甲组份单体混合液中加入乙组份混合液与硅烷偶联剂KH-570，控制在25-30分钟内完成添加及搅拌均匀，在105-120℃下保温50-60分钟，检测粘度，当粘度达到240-350s时，得到有机硅改性热塑性丙烯酸树脂。