一种快速光固化PVAc基水性乳液木器涂料及其制备方法

本发明属于木器涂料，具体涉及一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料及其制备方法。

背景技术：

1、水性涂料以水为溶剂，可极大缓解环境污染问题，并可大幅度降低生产成本。但是水性涂料日常使用过程中涂装效率低下的问题限制了其在实际生活中的应用。目前解决水性涂料成膜速度慢一般采用提高干燥温度的方式，但是成膜温度过高会造成涂膜的干裂，严重影响涂膜性能。因此，亟待开发成膜速度快且性能优异的水性木器涂料。

2、核壳结构乳液由于其特殊的多组份相分离结构特性，为乳液性能提升以及功能提供了结构基础。利用核壳乳液特殊结构的效应，可以将特定功能的核层与壳层聚合物稳定的在一起，从而显著提升乳液使用性能，并可望赋予其新的功能特性。为实现快速固化乳液涂料提供了一个新的实现途径。紫外光(uv)固化技术因其高效、环保、节能等特点，被誉为面向21世纪绿色工业的新技术，光固化涂料可在uv光的照射下瞬时固化，将uv固化技术与水性涂料相结合有望显著提高水性涂料涂装效率同时提高其性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是提高木器涂料的固化速度，提出一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的制备方法，包括如下步骤：

4、s1.按反应的醋酸乙烯酯和苯乙烯的总量为基准计称量原料，原料的质量配比如下：

5、总去离子水：125～150％，

6、核层单体1：50～70％，所述核层单体1为醋酸乙烯酯，

7、壳层单体：30～50％，所述壳层单体为苯乙烯，

8、壳层单体2：20～32％，所述壳层单体2为双戊烯，

9、接枝单体：1.5～2.5％，

10、乳化剂：4.5～5.5％，

11、引发剂：0.30～0.40％，

12、ph缓冲剂：0.5～1.5％，

13、硫醇单体：36.75～110.25％，

14、活性单体：47.25～335％；

15、s2.制备核种子乳液：将一定质量的去离子水、步骤s1称量的乳化剂、ph缓冲剂在四口烧瓶中混合均匀，在水浴60℃、250r/min搅拌速率下预乳化30min，之后加入一定质量的核层单体1，搅拌乳化30min后，加入一定质量的引发剂溶液，升温至65℃，待溶液呈微乳蓝色，冷凝管回流消失后，升温至80℃，制得核种子乳液；

16、s3.制备硫醇功能化核壳乳胶粒：将步骤s2得到的核种子乳液反应温度稳定至80℃，开始滴加剩余的核层单体1，核层单体1的滴加速率为0.4～0.6ml/min，滴加完毕30min后，加入一定质量的第二批引发剂溶液，滴加速率为0.1～0.2ml/min，全部滴加完成后，以1ml/min速率滴加占接枝单体，接枝单体加完后立即以0.8ml/min速率滴加壳层单体，滴加2～4min后，调速至0.3ml/min，待壳层单体滴加完后，升温至85℃保温30min；保温结束后滴加壳层单体2，当壳层单体2滴加完毕后保温30min，保温结束后将体系升温至95℃，滴加硫醇单体，当滴加完毕后保温30min，制得硫醇功能化核壳乳胶粒；

17、s4.制备快速光固化pvac基水性乳液木器涂料：将步骤s3得到的硫醇功能化核壳乳胶粒温度降温至60℃，以0.5ml/min速率滴加预乳化的活性单体，得到快速光固化pvac基水性乳液木器涂料。

18、进一步的，步骤s1中接枝单体为丙烯腈，乳化剂为质量比为1:1的pca507、pca078混合物，引发剂为过硫酸铵，ph缓冲剂为nahco3，所述硫醇单体为二硫苏糖醇，所述活性单体为已二醇二丙烯酸酯或三醇二甲基丙烯酸酯。

19、进一步的，步骤s1中原料的质量配比如下：去离子水为125％，核层单体1为50％，壳层单体为50％，壳层单体2为32％，接枝单体为1.5％，乳化剂为5％，引发剂为0.3％，ph缓冲剂为0.5％，硫醇单体为36.75％，活性单体为47.25％。

20、进一步的，步骤s1中原料的质量配比如下：去离子水为130％，核层单体1为70％，壳层单体为30％，壳层单体2为32％，接枝单体为2.5％，乳化剂为5％，引发剂为0.4％，ph缓冲剂为1.5％，硫醇单体为73.5％，活性单体为94.5％。

21、进一步的，步骤s1中原料的质量配比如下：去离子水为125％，核层单体1为60％，壳层单体为40％，壳层单体2为32％，接枝单体为2％，乳化剂为5％，引发剂为0.35％，ph缓冲剂为1％，硫醇单体为110.25％，活性单体为189％。

22、进一步的，步骤s2中去离子水和步骤s1中总去离子水的质量比为0.4～0.6：1，核层单体1的加入量为步骤s1中核层单体1的质量的16～18％，加入的引发剂溶液为配置成2.6wt％的引发剂溶液，引发剂的加入量为步骤s1中引发剂的质量的70～72％。

23、进一步的，步骤s3中加入的第二批引发剂溶液为配置成0.64wt％的引发剂溶液，引发剂的加入量为步骤s1中引发剂的质量的28～30％。

24、进一步的，步骤s4中活性单体的预乳化方法为将活性单体与水按照7:3比例混合，加入总质量1％的乳化剂op-10，用均质机进行乳化。

25、一种所述的一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的制备方法制备的一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料，所述的快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的固化时间为12～20s。

26、本发明的有益效果：

27、本发明所述的一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的制备方法，在pvac/ps核壳乳液制备工艺的基础上，在乳胶粒核层引入硫醇基团，制备光固化pvac基核壳乳液。首先选择双烯单体对pvac基核壳乳胶粒进行功能改性，该双烯单体含有两个不对称双键，其结构中乙烯基双键活性较高，乳液聚合过程中可以参与乳胶粒壳层聚合，而活性较低的环己烯结构则能保留在壳层，从而构建出表面含有可光交联双键的核壳结构乳胶粒；其次加入硫醇单体二硫苏糖醇(dtt)，其中一个硫醇基团与壳层双键发生点击反应，另一个硫醇基团被保留在壳层凸起上，从而制备出壳层含有硫醇基团的核壳乳胶粒；最后，在聚合后期加入预乳化的活性单体，得到可快速光固化pvac基水性核壳乳液。整个合成过程基本不改变常规乳液聚合方式，并且乳液可实现快速光固化，显著提升了水性涂料的涂装效率，同时可提升木器漆膜性能。

28、本发明所述的一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的制备方法，制备的光固化pvac基水性乳液制作工艺简单、反应条件易于控制、不改变常规乳液聚合工业，同时乳液稳定性优异，所制备乳液漆膜性能可调。

29、本发明所述的一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的制备方法，制备的乳液涂料应用于木器漆涂饰时最快可在12s固化，显著提高了涂装效率，可与溶剂型光固化涂料固化速度媲美。

30、本发明所述的一种快速光固化pvac基水性乳液木器涂料的制备方法，制备的光固化pvac基水性乳液以水作为溶剂，没有挥发性有机物，降低了voc的释放，具有环境友好的特点，可缓解环境污染问题。所制备光固化pvac基水性乳液将在水性木器涂料领域具有广阔的应用前景。