一种水性木器漆及其制备方法与流程

本发明属于涂料，具体地，涉及一种水性木器漆及其制备方法。

背景技术：

1、水性木器漆是以水做稀释剂的木器漆，其具有气味低、低挥发性有机化合物(voc)等环保特点，受到越来越多的消费者青睐。

2、目前市场上水性木器漆产品主要优点是环保性好、价格低廉，但致命缺点是硬度低、易刮伤、耐水性差、遇水易泛白、耐热性差、受热易黏连，仅在家庭装修及普通家具上获得了成功应用。而人们居住环境中存在着各种有害微生物，对人类的生活产生不良影响，尤其是家居环境中如厨房、卫生间等潮湿的场合更容易滋生微生物，导致室内空气菌浓度和物体表面的菌浓度增大。

3、目前漆料使用的抗菌剂为三种：有机抗菌剂；光催化抗菌剂，如二氧化钛、氧化锌等；银离子抗菌剂。光催化抗菌剂只有在满足一定的紫外光、氧气、水的条件下，才具有良好的抗菌性，因此不适合室内应用；银离子抗菌剂安全性好、抗菌性好，但银离子容易变色且成本高，不仅降低了抗菌性，而且还限制了其在白色和浅色体系中的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种水性木器漆及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种水性木器漆，包括如下质量百分比原料：43-50％丙烯酸乳液，35-40％水性聚氨酯分散体，0.3-0.6％ph调节剂，2-4％纳米二氧化硅分散液，3-6％成膜助剂，0.3-0.5％消泡剂，0.3-0.5％润湿剂，0.3-0.6％流平剂，0.1％-0.5％抗菌剂，0.5-1％消光剂，0.5-1％增稠剂，2.3-6％去离子水。

4、进一步地，所述水性木器漆，包括如下质量百分比原料：46％丙烯酸乳液，40％水性聚氨酯分散体，0.5％ph调节剂，3％纳米二氧化硅分散液，4.6％成膜助剂，0.4％消泡剂，0.3％润湿剂，0.5％流平剂，0.4％抗菌剂，1％消光剂，1％增稠剂，2.3％去离子水。

5、在水性木器漆中添加纳米二氧化硅分散液可以改善涂膜性能，如提高涂膜的耐刮擦性、耐磨性和硬度。主要是因为纳米二氧化硅既具备无机物亲水、高硬度的特性，同时其自身的纳米结构又能有效包覆分散于成膜材料的粒子间从而开发出满足高档家具漆市场的具有高硬度和优良耐刮伤性能的水性木器漆产品。

6、进一步地，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、十二碳醇酯、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。

7、进一步地，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

8、进一步地，所述为润湿剂聚硅氧烷聚醚共聚物类润湿剂。

9、进一步地，所述流平剂为聚硅氧烷聚醚共聚物类流平剂。

10、进一步地，所述消光剂为气相二氧化硅类消光剂。

11、进一步地，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。

12、进一步地，所述抗菌剂通过如下步骤制备：

13、s1、在氮气保护下，将无水乙腈、n,n-二甲基乙醇胺、三乙胺依次加入至充分干燥的反应瓶中，充分搅拌至体系混合均匀，当反应体系温度降至0℃时缓慢滴加三氯氧磷并不断搅拌，滴加完成后室温搅拌12h，反应完成后过滤，滤液经过减压蒸馏、柱层析提纯(洗脱液选用苯和乙醚的混合溶剂，氯仿和乙醚的体积比为6:4)、减压蒸馏，得到中间体1；三氯氧磷、n,n-二甲基乙醇胺和三乙胺的用量比为9.3ml:21.1ml:29.2ml。

14、三乙胺作为缚酸剂，三氯氧磷和n,n-二甲基乙醇胺发生酯化反应，反应方程式如下所示：

15、

16、s2、在氮气保护下，将n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-双甲基-d-葡萄糖、吡啶依次加入至充分干燥的反应瓶中，充分搅拌至体系混合均匀，当反应体系温度降至0℃时缓慢加入中间体1和dmf的混合溶液并不断搅拌，加入完成后室温搅拌12h，反应完成后过滤，对滤液减压蒸馏、柱层析提纯(洗脱液选用环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂，环己烷和乙酸乙酯的体积比为1:1)、减压蒸馏得到中间体2；中间体1和n,n-双甲基-d-葡萄糖的摩尔比为1.0-1.1:1。

17、吡啶作为缚酸剂，中间体1和n,n-双甲基-d-葡萄糖发生酯化反应，反应方程式如下所示：

18、

19、s3、氮气保护下将dmf、中间体2和三乙胺依次加入到充分干燥的四口烧瓶中，充分搅拌至混合均匀，再边搅拌边缓慢加入氯代十四烷，加入完成后升温至90℃，在90℃下回流反应18h，反应结束后冷却至室温，蒸出溶剂，柱层析提纯(洗脱液选用氯仿和乙醚的混合溶剂，氯仿和乙醚的体积比为8:2)，蒸出溶剂，得到抗菌剂。中间体2和氯代十四烷的摩尔比为1:3.3-3.5。

20、在碱催化下，中间体2和氯代十四烷发生亲核取代反应，生成季铵盐，反应过程如下所示：

21、

22、本发明抗菌剂为含长烷基链的季铵盐类抗菌剂，其作用机理主要是阳离子通过静电力、氢键力等与蛋白质分子间的疏水结合等作用，吸附带负电的细菌体，聚集在细胞壁上，产生室阻效应，导致细菌生长受抑而死亡；同时其长烷基链还能与细菌的亲水基作用，改变膜的通透性，继而发生溶胞作用，破坏细胞结构，引起细胞的溶解和死亡，当季铵盐烷基链碳原子数在10-16时，抗菌性优异，在14时，抗菌性最强，而本发明抗菌剂长烷基链的碳原子数均为14，因此，本发明抗菌剂赋予水性木器漆优异的抗菌性。

23、在水性体系中，纳米二氧化硅分散液表面的羟基、抗菌剂上的多个羟基与含硅氧烷的润湿剂、流平剂和消泡剂等产生缩聚、交联，形成杂化型牢固结构，同时二者的羟基也和水性木器漆原料中的羧基产生氢键相互作用，因此，本发明水性木器漆的原料间配伍性良好、稳定性优异，进而本发明的水性木器漆长期具备优异的高硬度、耐刮伤性能和抗菌性。

24、一种水性木器漆的制备方法，包括以下步骤：

25、先将丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体投入制漆缸中，加入ph调节剂和纳米二氧化硅分散液，搅拌均匀后加入等量的砂磨珠，高速分散一定时间后过滤掉砂磨珠，再在搅拌状态下加入成膜助剂，将消泡剂用去离子水稀释后慢速加入体系中，2500r/min高速分散至在细度板上刮板无缩孔现象后，依次投入润湿剂、流平剂、消光剂，然后用增稠剂调整黏度合格后加入抗菌剂，充分搅拌至均匀，最后进行过滤，包装，即可得到水性木器漆。

26、本发明的有益效果：烷基链碳原子数为14的季铵盐抗菌剂赋予水性木器漆优异的抗菌效果；纳米二氧化硅分散液提高了水性木器漆涂膜的耐刮擦性、耐磨性和硬度；水性木器漆原料间配伍性良好、稳定性优异，因此，本发明的水性木器漆长期具备优异的高硬度、耐刮伤性能和抗菌性。

技术特征：

1.一种水性木器漆，其特征在于，包括如下质量百分比原料：43-50％丙烯酸乳液，35-40％水性聚氨酯分散体，0.3-0.6％ph调节剂，2-4％纳米二氧化硅分散液，3-6％成膜助剂，0.3-0.5％消泡剂，0.3-0.5％润湿剂，0.3-0.6％流平剂，0.1％-0.5％抗菌剂，0.5-1％消光剂，0.5-1％增稠剂，2.3-6％去离子水；

2.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，包括如下质量百分比原料：46％丙烯酸乳液，40％水性聚氨酯分散体，0.5％ph调节剂，3％纳米二氧化硅分散液，4.6％成膜助剂，0.4％消泡剂，0.3％润湿剂，0.5％流平剂，0.4％抗菌剂，1％消光剂，1％增稠剂，2.3％去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，步骤s1的三氯氧磷、n,n-二甲基乙醇胺和三乙胺的用量比为9.3ml:21.1ml:29.2ml；步骤s2的中间体1和n,n-双甲基-d-葡萄糖的摩尔比为1.0-1.1:1；步骤s3的中间体2和氯代十四烷的摩尔比为1:3.3-3.5。

4.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，成膜助剂为二丙二醇甲醚、十二碳醇酯、乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

6.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，润湿剂为聚硅氧烷聚醚共聚物类润湿剂。

7.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，流平剂为聚硅氧烷聚醚共聚物类流平剂。

8.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，消光剂为气相二氧化硅类消光剂。

9.根据权利要求1所述的一种水性木器漆，其特征在于，增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。

10.根据权利要求1所述的一种水性木器漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种水性木器漆及其制备方法，属于涂料技术领域。水性木器漆原料：43‑50％丙烯酸乳液，35‑40％水性聚氨酯分散体，0.3‑0.6％pH调节剂，2‑4％纳米二氧化硅分散液，3‑6％成膜助剂，0.3‑0.5％消泡剂，0.3‑0.5％润湿剂，0.3‑0.6％流平剂，0.1％‑0.5％抗菌剂，0.5‑1％消光剂，0.5‑1％增稠剂，2.3‑6％去离子水。烷基链碳原子数为14的季铵盐抗菌剂赋予水性木器漆优异的抗菌性；纳米二氧化硅分散液提高了水性木器漆涂膜的耐刮擦性、耐磨性和硬度；水性木器漆原料间配伍性良好、稳定性优异，因此，本发明的水性木器漆长期具备优异的高硬度、耐刮伤性能和抗菌性。技术研发人员：徐庆,徐猛,魏跟化受保护的技术使用者：中山市鑫峰光固化材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13