一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液及其制备方法，所述金属螯合型阳离子乳液由阳离子乳化剂、丙烯酸、引发剂、金属离子螯合剂、pH调节剂和去离子水制成。所述金属螯合型阳离子乳液由于金属离子螯合剂的存在加入了乳液的交联密度和成膜硬度，从而使所制备的封闭底漆形成的漆膜致密性高、硬度好并具有优异的封闭性，特别是对单宁酸具有优异的封闭性。

Metal chelated cationic emulsion for waterborne wood sealing primer and preparation method thereof

The invention discloses a metal chelating cationic emulsion for waterborne wood closed primer and the preparation method. The metal chelating cationic emulsion is made of cationic emulsifier, acrylic acid, initiator, metal ion chelating agent, pH regulator and deionized water. The metal chelating cationic emulsion has added the crosslinking density and the film hardness of the emulsion because of the presence of the metal ion chelating agent, thus making the film formed by the sealed primer with high densification, good hardness and excellent sealing property, especially with excellent sealing property to tannic acid.

【技术实现步骤摘要】
一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液及其制备方法
本专利技术涉及乳液
，具体涉及一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液及其制备方法。
技术介绍
水性木器漆在我国经过十几年的推广，已经取得了长足的发展。近年来随着人们环保意识的提高，水性木器漆因绿色环保被涂料行业与消费者越来越看好并寄予了良好的发展期望。然而，水性木器漆在施工和推广过程中存在难以解决的问题即渗色现象：在实色水性木器涂料特别是浅色或白色涂料涂装时，漆膜表面易变色，直接影响涂膜的装饰效果，给客户造成损失。出现渗色线性的主要原因是：水性木器漆是一种以水为分散介质的特殊分散体，在涂装具有亲水特性的木材表面时，水分易渗入木材内，从而与木材中的水溶性色素或单宁酸接触，这些物质溶解于水中，然后在漆膜干燥过程中慢慢扩散进而浮到漆膜表面，形成黄色或棕色的色斑或使漆膜表面发黄发花，影响涂装效果。目前，减少水溶性色素或单宁酸渗出的最简单有效的方法之一是涂装封闭底漆，其中市场上最常用的封闭底漆大多采用阳离子乳液制备而成：阳离子乳液能够与底材中的渗色物质和碱性物质发生交联反应，反应形成的物质被涂层固定在界面上，而不会在高温、高湿条件下迁移渗出，能够起到较好的封闭作用。此外，阳离子乳液表面带有带有正电荷，具有阴离子或非离子型乳液不可比拟的功能：如阳离子乳液表面所带的正电荷基团可与木材中的酯基、羟基等官能团产生相互作用，起到一定的封油作用并同时能够产生很好的附着力。故而，近年来水性木器漆生产商和研究者将研究重点关注在由阳离子乳液制备而成的封闭底漆方面。CN105647309A公开了一种SM改性阳离子丙烯酸水性木器透明封闭底漆，其组成为：酰亚胺化SMA改性阳离子丙烯酸乳液40.0-80.0％、基材润湿剂0.1-0.5％、成膜助剂1.0-6.0％、助剂2.0-5.0％、去离子水15.0-60.0％，该透明封闭底漆对所述酰亚胺化SMA改性阳离子丙烯酸乳液有特殊要求，需要其玻璃化温度在30-40℃之间且粒径小于150nm，虽然所获得的透明封闭底漆形成漆膜具有优异的耐高温性、耐碱性、耐磨性、相容性和耐水性，但是从实施例结果来看其抗渗色性并没有特别好的效果。CN104341547A公开了一种聚丙烯酸酯封闭乳液及其制备方法，所述封闭乳液由以下重量份的组成物组成：丙烯酸酯单体280-380份；乳化剂2-15份；功能单体5-10份；引发剂1-10份；中和剂3-8份；分子量调节剂0.5-2份；去离子水300-500份。该封闭乳液制备的等比底漆虽然具有优异的封闭性能，但其他方便的性质尤其是形成的漆膜的硬度并没有详细描述。然而，现有的封闭底漆一直对单宁酸的封闭没有很好的解决，故而急需开发出一种对单宁酸具有优异的封闭效果且同时其他性质优异的封闭底漆。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中的问题，提供一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液及其制备方法。为此，本专利技术人在反复实验后发现，将阳离子乳化剂、丙烯酸单体、金属离子螯合剂为原料制备的金属螯合型阳离子乳液制备成封闭底漆不仅可以实现优异的封闭单宁酸的效果，还能提高所形成的漆膜的硬度。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液，按重量份数计，其由以下组分制成：本专利技术金属螯合型阳离子乳液由于金属离子螯合剂的存在加强了乳液的成膜硬度，因本专利技术的金属离子螯合剂是分两步添加的，第一步添加的被包裹在乳液核的部分，与核中的单体镶嵌，提供了金属硬度；第二步添加的与乳液分子的外层单体镶嵌，增加了外层的硬度，从而使所制备的封闭底漆形成的漆膜致密性高、硬度好并具有优异的封闭性，特别是对单宁酸具有优异的封闭性。具体原理为：阳离子丙烯酸乳液具有较小的表面张力，对底材的渗透性极强，碱性物质和温度均可促进阳离子乳液的交联反应，同时阳离子乳液能够与木材中的单宁酸即部分油脂类物质分子形成离子键，，反应形成的盐类化合物被涂层固定在界面上，从而实现封闭单宁酸的目的，并且所述金属离子螯合剂能够与木材中的单宁酸发生络合反应，从而实现双重封闭单宁酸的目的。优选地，在上述金属螯合型阳离子乳液中，所述阳离子乳化剂为本领域常规阳离子乳化剂，优选为十六烷基三甲基氯化铵。优选地，在上述金属螯合型阳离子乳液中，所述阳离子乳化剂为丙烯酸重量的3-8％，优选4～6％。优选地，在上述金属螯合型阳离子乳液中，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。优选地，在上述金属螯合型阳离子乳液中，所述金属离子螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸铁钠中的一种或两种。优选地，在上述金属螯合型阳离子乳液中，所述金属离子螯合剂的重量基于所述丙烯酸的重量的百分比为2.5-4％。优选地，在上述金属螯合型阳离子乳液中，所述pH调节剂为稀盐酸、稀硫酸、乙酸水溶液中的一种或多种。此外，本专利技术还提供一种制备上述金属螯合型阳离子乳液的方法，其包括以下步骤：(1)将丙烯酸和去离子水混合并搅拌均匀，获得预乳化液；(2)将阳离子乳化剂和去离子水混合并搅拌均匀直至阳离子乳化剂完全溶于去离子水中，然后升温至75-80℃，获得乳化剂水溶液；(3)将步骤(1)中所配置的预乳化液的10-15％加入至步骤(2)中所获得的乳化剂水溶液中，随后加入重量为金属离子螯合剂总重量的25-38％的金属离子螯合剂，之后搅拌均匀并升温至80-88℃，再继续搅拌直至反应体系变为透明，然后在80-88℃的温度下保温20-30min直至反应体系出现蓝光；(4)将剩余的60-70％的预乳化液和质量百分比为5％的引发剂水溶液加入至所述步骤(3)获得的反应体系中，然后加入剩余的金属离子螯合剂和预乳化液并在在80-88℃的温度下保温40-80min，然后降温至常温并用pH调节剂将反应体系的pH值调节为6-7，之后搅拌30-60min，即得所述金属螯合型阳离子乳液。在本专利技术制备过程中，采用阳离子乳化剂或带阳电荷的单体制得的均聚物或共聚物，属于自由基聚合和乳液聚合两种反应同时进行的产物，特征是乳胶粒表面带有正电荷，对正负电荷具有良好的平衡性能同时还具有杀菌、滑爽的性能，这些都是阴离子乳液所不具备的。此外，在本专利技术制备上述金属螯合型阳离子乳液的方法中，所述步骤(1)和步骤(2)的顺序并没有严格要求即可以先制备预乳化液再制备乳化剂水溶液，也可以先制备乳化剂水溶液再制备预乳化液。优选地，在制备上述金属螯合型阳离子乳液的方法中，所述步骤(1)中的丙烯酸和去离子水的质量比为(1.3～2):1，优选(1.3～1.5):1。优选地，在制备上述金属螯合型阳离子乳液的方法中，所述步骤(2)中的阳离子乳化剂和去离子水的质量比为1：(9～27)，优选1:13.5。优选地，在制备上述金属螯合型阳离子乳液的方法中，所述步骤(4)中所述预乳化液和引发剂水溶液的加入方式为滴加，且滴加速度分别为2.5～3.5Kg/分，0.5～1Kg/分。优选地，在制备上述金属螯合型阳离子乳液的方法中，所述方法还包括过滤步骤，其中过滤后所得的金属螯合型阳离子乳液的固含量为38～42％。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术利用阳离子乳液和金属离子螯合剂的特性，制备了金属螯合型阳离子乳液，以此乳液配制而成的水性木器漆封闭底漆，具有优异的封闭性，特别是针对单宁酸的封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，按重量份数计，其由以下组分制成：

【技术特征摘要】
1.一种水性木器封闭底漆用的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，按重量份数计，其由以下组分制成：2.根据权利要求1所述的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，所述阳离子乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵。3.根据权利要求1所述的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，所述阳离子乳化剂为丙烯酸重量的3～8％。4.根据权利要求1所述的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。5.根据权利要求1所述的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，所述金属离子螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸铁钠的一种或两种。6.根据权利要求1所述的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，所述金属离子螯合剂的重量基于所述丙烯酸的重量的百分比为2.5-4％。7.根据权利要求1所述的金属螯合型阳离子乳液，其特征在于，所述pH调节剂为稀盐酸、稀硫酸、乙酸水溶液中的一种或多种。8.一种制备权利要求1-7中任一项所述的金属螯合型阳离子乳液的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将丙烯酸和去离子水混合并搅拌均匀，获得预乳化液；(2)将阳离子乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海艳，叶维雪，杨伟明，
申请(专利权)人：珠海长先新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44