CN109852126A - 一种抑制单宁扩散的水性木器漆助剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环乙胺基抑制单宁扩散的水性木器漆助剂及其制备方法。该木器漆助剂由以下重量百分比的原料组成：改性环乙胺化合物30‑60％、乙醇0‑30％、去离子水30‑65％、聚醚胺0.5‑10％。本发明的环乙胺基抑制单宁扩散的水性木器漆助剂为不含溶剂、粘度低、易分散于水性聚合物中；本发明的水性木器漆助剂具有与单宁反应速度快、反应能力强、储存稳定性好、易与水性聚合物相容性等特点；此外，本发明无需进行任何后处理，具有设备简单、操作容易的特点。

Description

一种抑制单宁扩散的水性木器漆助剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性木器漆助剂，具体是一种环乙胺基化合物的衍生物作为单宁扩散抑制剂的用途及其制备方法。

背景技术

近几年，由于人们环保健康意识的增强以及国家相关法律法规的出台，以水为分散介质的水性涂料(尤其是水性木器涂料)替代传统的溶剂型涂料势在必行，已经成为人们日常生活的一大需求。

环乙胺也称氮丙啶，是一种低沸点有氨味的碱性无色液体。由于环乙胺具有较大的环张力，在酸性环境下三元杂环受氢质子的进攻易开环聚合。但是，小分子环乙胺的毒性大，工业上它常被改性成高分子量的衍生物，广泛应用在水性涂料、水性黏合剂以及水性皮革涂饰剂等领域，改善水性聚合物涂层的耐水性、耐化学品性、抗粘连性、抗磨性和附着力等。

单宁是树木生长过程中生成的一种水溶性含羧基多酚类化合物。在水性木器涂料施工的过程中单宁有机会溶于水，并且在浓度差的驱动作用下在水性木器漆涂层中扩散，造成涂层的颜色产生明显差异。在传统的溶剂型木器涂料中，通常采用高交联度双组份封闭底漆的方法将单宁封闭在木材内部，解决因单宁扩散导致上层涂料变色的问题。但是，水性木器漆底漆采用的是无交联或交联密度较小的树脂分散体系，对单宁的封闭作用差。因此，有效抑制单宁在水中的扩散成为水性木器漆应用领域的一个难题。目前，大部分生产的抑制单宁扩散的水性木器漆助剂为多价金属离子或阳离子聚合物，通过高价金属离子或阳离子聚合物与单宁羧基的络合作用将单宁固定住。由于水性涂料中多含有表面活性剂

而本发明利用单宁溶于水后呈酸性能与环乙胺快速反应的机理将单宁固定住，而为了进一步提高环乙胺与单宁的反应效率，选用多环乙胺官能基化合物与单宁发生反应。其中，反应型单宁扩散抑制剂的最大优势是多官能的环乙胺与单宁的反应是快速的不可逆反应，反应生成了更加致密的交联网络——已经成为了封闭底漆的一部分，从而可以更有效地抑制单宁在水性木器漆中的扩散。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抑制单宁扩散的水性木器漆助剂及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种抑制单宁扩散的水性木器漆助剂，包括以下按重量百分比计的原料：

优选的，所述改性环乙胺化合物为三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯]、三羟甲基丙烷-三(3-氮丙啶基丙酸酯)、季戊四醇三(3-氮丙啶基丙酸酯)、季戊四醇四(3-氮丙啶基丙酸酯)中的至少一种。

优选的，所述聚醚胺为聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000、聚醚胺D5000、聚醚胺T403中的至少一种。

上述抑制单宁扩散的水性木器漆助剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)室温氮气保护条件下，将水、乙醇和改性环乙胺化合物投入反应釜内，搅拌速度控制在60-90转/分钟范围内；

(2)将聚醚胺加入反应釜中，搅拌均匀后过滤出料即得。

本发明的有益效果：本发明通过含多环乙胺官能基化合物与单宁直接发生反应，转化为高交联密度的封闭涂层的一部分。因此，影响涂层颜色变化的物质——单宁不仅可以通过环乙胺-羧基的反应被消耗掉，它还充当了交联剂的角色，形成了一种高交联密度的涂层。另外，过量的环乙胺基还与涂层中水性聚合物的羧基官能团反应，增加了涂层的附着力。本发明的环乙胺基抑制单宁扩散的水性木器漆助剂不含有毒溶剂、粘度低，它可以被乙醇、甲醇、丙酮或者丙二醇醚等溶剂稀释成满足不同涂装工艺所需的施工浓度；与水分散树脂相容性好，易分散在水性成膜物质中制成封闭底漆；具有与单宁反应速度快、反应能力强、储存稳定性好等特点；此外，本发明无需进行任何后处理，具有设备简单、操作容易的特点。

具体实施方式

为了更好理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细的说明，但是本发明并不局限于实施例所述的范围。

实施例1

在一个装有搅拌装置、温度计和通氮气保护的1000mL三口烧瓶中加入300g三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯]、300g的去离子水、300g的乙醇，以60转/分钟速度搅拌均匀；加入100g的聚醚胺D230，继续搅拌均匀后，过滤出料。

取10mL的5wt％单宁水溶液与10mL的2wt％实施例1的抑制单宁扩散助剂混合。两种溶液一旦混合立即生成沉淀，离心。将二者生成的沉淀置于培养皿中，然后放在鼓风干燥箱内干燥至恒重。计算单宁扩散抑制剂固定单宁的能力为1.65g_单宁/g_助剂。

表1是用爱色丽的X·Rite色差仪测试添加了防单宁助剂和未加防单宁助剂的木器漆制成样板的⊿L*、⊿a、⊿b和⊿E值。

表1.爱色丽X·Rite色差仪的测试结果

指标	测试点I	测试点II	测试点III	平均值
					⊿L*	-1.13	-1.07	-1.09	-1.10
⊿a	-0.47	-0.50	-0.49	-0.49
					⊿b	2.39	2.69	2.17	2.42
⊿E	2.69	2.94	2.48	2.70

其中：⊿L＝(L_未加助剂–L_添加助剂)，⊿a＝(a_未加助剂-a_添加助剂)；⊿b＝(b_未加助剂-b_添加助剂)。

说明添加了2％质量百分含量实施例1助剂的木器漆有较好的抑制单宁在水性木器涂料里扩散的效果。

实施例2

在一个装有搅拌装置、温度计和通氮气保护的1000mL三口烧瓶中加入600g三羟甲基丙烷-三(3-氮丙啶基丙酸酯)、300g的去离子水，以90转/分钟速度搅拌均匀；加入100g的聚醚胺D5000，继续搅拌均匀后，过滤出料。

取10mL的5wt％单宁水溶液与10mL的2wt％实施例2的抑制单宁扩散助剂混合。两种溶液一旦混合立即生成沉淀，离心。将二者生成的沉淀置于培养皿中，然后放在鼓风干燥箱内干燥至恒重。计算单宁扩散抑制剂固定单宁的能力为2.71g_单宁/g_助剂。

表2.爱色丽X·Rite色差仪的测试结果

指标	测试点I	测试点II	测试点III	平均值
					⊿L*	-0.11	0.17	-0.09	-0.01
⊿a	-0.35	-0.34	-0.35	-0.35
					⊿b	4.41	4.71	4.26	4.46
⊿E	4.43	4.43	4.28	4.38

其中：⊿L＝(L_未加助剂–L_添加助剂)，⊿a＝(a_未加助剂-a_添加助剂)；⊿b＝(b_未加助剂-b_添加助剂)。

说明添加了2％质量百分含量实施例2助剂的木器漆有较好的抑制单宁在水性木器涂料里扩散的效果。

实施例3

在一个装有搅拌装置、温度计和通氮气保护的1000mL三口烧瓶中加入300g季戊四醇三(3-氮丙啶基丙酸酯)、650g的去离子水、45g乙醇，以70转/分钟速度搅拌均匀；加入5g的聚醚胺T403，继续搅拌均匀后，过滤出料。

取10mL的5wt％单宁水溶液与10mL的2wt％实施例3的抑制单宁扩散助剂混合。两种溶液一旦混合立即生成沉淀，离心。将二者生成的沉淀置于培养皿中，然后放在鼓风干燥箱内干燥至恒重。计算单宁扩散抑制剂固定单宁的能力为1.49g_单宁/g_助剂。

表3.爱色丽X·Rite色差仪的测试结果

指标	测试点I	测试点II	测试点III	平均值
					⊿L*	-0.53	-0.54	-0.57	-0.55
⊿a	-0.72	-0.70	-0.73	-0.72
					⊿b	6.01	7.99	7.04	7.01
⊿E	6.08	8.04	7.10	7.07

其中：⊿L＝(L_未加助剂–L_添加助剂)，⊿a＝(a_未加助剂-a_添加助剂)；⊿b＝(b_未加助剂-b_添加助剂)。

说明添加了2％质量百分含量实施例3助剂的木器漆有较好的抑制单宁在水性木器涂料里扩散的效果。

实施例4

在一个装有搅拌装置、温度计和通氮气保护的1000mL三口烧瓶中加入500g季戊四醇四(3-氮丙啶基丙酸酯)、400g的去离子水、100g乙醇，以80转/分钟速度搅拌均匀；加入50g的聚醚胺D400，继续搅拌均匀后，过滤出料。

经测试，添加了2％质量百分含量的助剂的木器漆有较好的抑制单宁在水性木器涂料里扩散的效果。

实施例5

在一个装有搅拌装置、温度计和通氮气保护的1000mL三口烧瓶中加入100g三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯]、200g季戊四醇四(3-氮丙啶基丙酸酯)、500g的去离子水、150g乙醇，以90转/分钟速度搅拌均匀；加入20g的聚醚胺T403、30g聚醚胺D2000，继续搅拌均匀后，过滤出料。

经测试，添加了2％质量百分含量的助剂的木器漆有较好的抑制单宁在水性木器涂料里扩散的效果。

以上对本发明实施例所提供的抑制单宁扩散的水性木器漆助剂及制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种抑制单宁扩散的水性木器漆助剂，其特征在于，包括以下配比的原料：

2.根据权利要求1所述的助剂，其特征在于，所述改性环乙胺化合物为三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯]、三羟甲基丙烷-三(3-氮丙啶基丙酸酯)、季戊四醇三(3-氮丙啶基丙酸酯)、季戊四醇四(3-氮丙啶基丙酸酯)中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的助剂，其特征在于，所述聚醚胺为聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000、聚醚胺D5000、聚醚胺T403中的至少一种。

4.一种权利要求1所述的抑制单宁扩散的水性木器漆助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)室温氮气保护条件下，将水、乙醇和改性环乙胺化合物投入反应釜内，搅拌速度控制在60-90转/分钟范围内；

(2)将聚醚胺加入反应釜中，搅拌均匀后过滤出料即得。