一种用于水性木器涂料的防渗色助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水性木器涂料的防渗色助剂及其制备方法。以重量百分比计，该防渗色助剂的制备方法为：将10.0～63.0份的水和7.0～20.0份的酸式稳定剂混合，搅拌加热至温度达到35～50℃后，滴加10～50份的碱式稳定剂，继续反应10～20min，加入6.0～44.0份的四价态两性金属化合物，反应0.5～1h，加入3.0～8.0份的三价态两性金属化合物和3.0～8.0份的二价态两性金属化合物，继续反应0.5～1.0h，降温过滤出料即得。由本发明专利技术制得的防渗色助剂用于水性木器涂料中，具有易添加、储存稳定性好、防渗色效果优异和防渗色功能长效性好等优点。

An anti-seepage additive for waterborne wood coatings and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于水性木器涂料的防渗色助剂及其制备方法
本专利技术涉及防渗色助剂，具体涉及到一种用于水性木器涂料的防渗色助剂及其制备方法；属于涂料渗色处理

技术介绍
在家具制作过程中，表面需要使用涂料进行保护、装饰和赋予特种功能。目前，木器涂料多为溶剂型涂料，含有超过50％以上的有机溶剂，这些溶剂在施工过程中会挥发到大气中污染环境，还损害人体健康，并且有机溶剂本身会带来安全隐患。近年，随着环保要求趋严和国家产业升级，水性涂料迎来了黄金发展期。水性木器涂料包括单组份、双组份和紫外光固化水性木器涂料。由于木材中含有大量的色素和单宁酸，当采用水性漆涂装时，色素和单宁酸会从木材中渗出，使漆膜变黄甚至发黑，极大地影响木器的美观。色素和单宁酸从木材中渗出可分为两个阶段，第一阶段为水性漆涂布于木材表面后至漆膜干燥，此阶段约两小时；第二阶段为漆膜干燥后至漆膜颜色变化稳定，此阶段约1个月。第一阶段漆膜中存在大量水分，由于色素和单宁酸水溶性良好，木材中的色素和单宁酸被漆膜中的水分萃取出，至使漆膜迅速变黄；第二阶段漆膜中仅含有微量的水分，当漆膜的致密度不够、耐性不足时，色素和单宁酸仍然会逐渐从木材向漆膜迁移使漆膜进一步变黄，甚至发黑。结合单组份、双组分和光固化水性木器涂料的特性，对于单组份水性木器涂料，色素和单宁酸渗出的两个阶段均会发生，而对于双组分和光固化水性木器涂料，色素和单宁酸的渗出仅第一阶段会发生，且该结论与实际应用情况一致。当所用涂料为水性单组份白漆时，渗黄问题尤其严重，因为白色漆中存在大量粉料，漆膜的致密度进一步降低，同时白色与发生渗色后的黄色、棕色或黑色对比非常明显。中国专利技术专利申请CN105440924A公开了一种水性木器防渗色封闭底漆。该专利技术采用小粒径聚氨酯分散体并配合润湿剂以达到较好的渗透效果，进而实现封闭效果。该技术的特点在于提供一种渗透性较好的透明清底漆，利用小粒径易入孔的特性渗透进入木材导管从而实现封闭，由于此类产品为透明清漆，一旦加入钛白粉以及其他填料，漆膜的致密性以及渗透性会显著下降，防渗色效果将不复存在，故不适用于直接生产水性防渗色白底漆。中国专利技术专利CN105602377B公开了一种水性木器防渗色封闭底漆及其制备方法、应用。该专利技术通过添加防渗色助剂和采用水性双组份聚氨酯体系实现封闭作用，其中水性双组分聚氨酯体系发挥主要作用。双组分水性聚氨酯涂料体系与单组份水性涂料体系有本质的差别，由于其自身在成膜过程中会发生交联反应，漆膜致密度较高，因此色素和单宁酸的渗出仅第一阶段会发生(涂布后2h)，而第二阶段(涂布后2h至1个月)不会发生色素和单宁酸的渗出的问题。但双组分水性聚氨酯涂料体系存在天然的缺陷，其将A、B组分混合后一般必须在4h内施工，超过4h的涂料由于使用后会出现漆膜弊病而不能继续使用；另外，双组分水性聚氨酯涂料是水性单组份体系涂料价格的两倍以上。尤其是该技术添加的防渗色助剂L-44不仅成本高，而且在涂料生产过程中会造成水性树脂破乳，产生凝胶，严重影响涂料品质，且无法过滤包装。另外，添加了L-44的水性涂料储存过程中粘度会明显上升，甚至最终造成水性涂料完全失去流动性至无法使用，即水性涂料成品的粘度稳定性较差。中国专利技术专利CN103642342B公开了一种抗渗色水性木器封闭底漆，选用具有良好抗渗色作用的阳离子型乳液搭配具有优异金属络合能力的抗渗色助剂发挥协同作用，该专利中提及的抗渗色助剂是醋酸锆、20wt％氯化镁水溶液、铝锆偶联剂、氯化羟铝、20wt％硫酸锆水溶液、20wt％硫酸锌水溶液或钛酸酯偶联剂中的1种或2种以上的混合物。但这类阳离子型封闭底漆往往与主流通用的大类水性木器涂料(一般为阴离子型)体系不相容，必须在其产品开发、生产环节以及下游的施工应用中都备有专门的设备，否则极易出现生渣、凝胶甚至是将用户的喷涂系统彻底堵死而报废的情况。因此，针对现存单组份水性木器涂料存在的渗色问题及现有防渗色助剂的添加会带来涂料在生产、运输以及仓储等环节稳定性变差的问题，需要开发一种在阴离子型水性单组份丙烯酸乳液体系的木器涂料中易添加、防渗色效果优异、防渗色功能长效性好且不造成涂料状态失稳的防渗色助剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种用于水性木器涂料的防渗色助剂及其制备方法。本专利技术提供的防渗色助剂克服了传统抗单宁酸助剂所带来的涂料粘度不稳定等缺点，也无须采用双组份形式后添加多异氰酸酯，良好的解决了当前水性木器封闭底漆在防渗色性能和储存稳定性上的平衡问题。本专利技术主要通过配合使用低发挥性酸式稳定剂和易挥发性碱式稳定剂，提供了一种可用于水性木器涂料的长效防渗色助剂，其添加进水性木器涂料后不会带来涂料储存稳定性的问题。该防渗色助剂pH值介于8～12之间呈碱性，两性金属化合物在制备完成后以金属络合物阴离子的形式存在，酸式稳定剂和碱式稳定剂的添加会在金属络合物阴离子表面形成双电层，起到稳定并封闭金属离子的作用，在涂料生产和储存过程中可防止金属离子和水性树脂反应而造成破乳和粘度上升；而在涂料施工后表干过程中，碱式稳定剂会迅速分解挥发，再次将金属离子释放出来，不影响其对单宁酸和色素的络合封闭作用。本专利技术首次解决了防渗色助剂对水性木器涂料生产和储存稳定性的影响，添加本专利技术提供的防渗色助剂后的木器涂料在生产时不会发生破乳现象，且在运输以及储存过程中粘度能始终保持稳定；同时，利用碱式稳定剂与酸式稳定剂在实干过程中继续挥发而不断缓释金属离子引发水性阴离子丙烯酸乳液体系金属自交联反应，确保添加了本专利技术提供的防渗色助剂的水性木器涂料在防渗色效果方面的长效性。实现本专利技术的目的所采用的技术方案为：一种用于水性木器涂料的防渗色助剂的制备方法，以重量份数计，将10.0～63.0份水和7.0～20份酸式稳定剂混合，搅拌加热至温度达到35～50℃后，滴加10.0～50.0份碱式稳定剂，继续反应10～20min，加入6.0～44.0份四价态两性金属化合物，反应0.5～1h，加入3.0～8.0份三价态两性金属化合物和3.0～8.0份二价态两性金属化合物，继续反应0.5～1.0h，降温过滤出料，即得用于水性木器涂料的防渗色助剂。所述的酸式稳定剂为甲酸、乙酸和丙酸中的一种或多种。所述的碱式稳定剂为氨水、二甲基乙醇胺、三乙胺和陶氏公司的AMP-95和二乙醇胺的一种或多种。所述的四价态两性金属化合物为醋酸锆、碳酸锆、氢氧化钛、氢氧化锆和二氧化锗的一种或多种。所述的三价态两性金属化合物为氢氧化镓、氢氧化铝和碱式碳酸铝的一种或多种。所述的二价态两性金属化合物为碱式碳酸锌、醋酸锌、α-羟基丙酸锌和氢氧化锌的一种或多种。所述的加热的方式为水浴锅加热。所述的滴加10.0～50.0份碱式稳定剂的时间为10～15min。所述的防渗色助剂的pH值为8～12，固含量为20～35wt％。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：1)本专利技术利用两性金属化合物在碱性环境下以金属络合物阴离子[例如：Al(OH)4-]的形式存在的特性，通过添加酸式稳定剂和碱式稳定剂使得金属络合物阴离子表面形成稳定的双电层，起到封闭金属离子的作用，在涂料生产和储存过程中可防止传统抗单宁助剂中金属正价离子和水性丙烯酸乳液中的阴离子发生络合反应而造成破乳、粘度上升直至凝胶，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水性木器涂料的防渗色助剂的制备方法，其特征在于包含以下步骤：以重量份数计，将10.0～63.0份水和7.0～20份酸式稳定剂混合，搅拌加热至温度达到35～50℃后，滴加10.0～50.0份碱式稳定剂，继续反应10～20min，加入6.0～44.0份四价态两性金属化合物，反应0.5～1h，加入3.0～8.0份三价态两性金属化合物和3.0～8.0份二价态两性金属化合物，继续反应0.5～1.0h，降温过滤出料，得用于水性木器涂料的防渗色助剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于水性木器涂料的防渗色助剂的制备方法，其特征在于包含以下步骤：以重量份数计，将10.0～63.0份水和7.0～20份酸式稳定剂混合，搅拌加热至温度达到35～50℃后，滴加10.0～50.0份碱式稳定剂，继续反应10～20min，加入6.0～44.0份四价态两性金属化合物，反应0.5～1h，加入3.0～8.0份三价态两性金属化合物和3.0～8.0份二价态两性金属化合物，继续反应0.5～1.0h，降温过滤出料，得用于水性木器涂料的防渗色助剂。2.根据权利要求1所述的用于水性木器涂料的防渗色助剂的制备方法，其特征在于，所述的酸式稳定剂为甲酸、乙酸和丙酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的用于水性木器涂料的防渗色助剂的制备方法，其特征在于，所述的碱式稳定剂为氨水、二甲基乙醇胺、三乙胺和陶氏公司的AMP-95和二乙醇胺的一种或多种。4.根据权利要求1所述的用于水性木器涂料的防渗色助剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭刚阳，段晓俊，朱延安，
申请(专利权)人：嘉宝莉化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44