有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体及其制备方法技术

本发明专利技术属于木器漆领域，公开了一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，由以下重量百分比的组分制成：丙烯酸类单体27.8‑43％、乙烯类单体8‑15.2％、硅类单体0.2‑0.5％、助溶剂4‑10％、引发剂1‑6％、中和剂1‑3％、非离子乳化剂0.4‑0.6％和水40‑50％。本发明专利技术制备的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体具有良好稳定性、优异的打磨性能、耐水性、渗透性和封闭性。

Organosilicon modified cationic acrylic secondary dispersion and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体及其制备方法
本专利技术属于木器漆领域，具体涉及一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体及其制备方法。
技术介绍
木器漆在我国市场广阔，传统的油性木器漆产品由于其成熟的工艺及良好的性能一直主导着木器市场。近年来随着人们环保意识的逐步提高，水性木器漆因低排放及绿色环保被涂料行业与企业看好，近年来技术不断成熟，越来越多绿色水性材料逐步推向市场。水性木器漆在木器涂料工业中十分重要，由于木质材料中单宁酸的存在，在使用水性木器底漆的时候由于单丁酸容易渗出，尤其橡木、水曲柳、杨木等木材在使用白色或浅色底漆时容易出现渗色的问题。实践证明封闭底漆如采用阳离子树脂，可以与木材中的单宁酸以及部分油脂类物质分子形成离子键，反应形成的盐类物质被涂层固定在界面上，不容易发生迁移渗出，同时阳离子树脂中的氨基基团可以与木纤维中的羟基形成氢键，从而产生很好的附着力。目前，CN10361404A公开了一种以水性丙烯酸乳液为主要成膜物质制备的水性木器封闭底漆，具有优良的封闭性，打磨性；CN105647309A公开了一种SMA改性阳离子丙酸木器透明底漆的方法，其封闭性，耐性均优良，但其过程相对复杂，且分子粒径较大，渗透能力不够，封闭性还有待提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体及其制备方法；该有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体具有良好稳定性、优异的打磨性能、渗透性和封闭性。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，由以下重量百分比的组分制成：丙烯酸类单体27.8-43％、乙烯类单体8-15.2％、硅类单体0.2-0.5％、助溶剂4-10％、引发剂1-6％、中和剂1-3％、非离子乳化剂0.4-0.6％和水40-50％。优选地，所述丙烯酸类单体是由丙烯酸酯类单体、含氨基丙烯酸类单体和含酰胺基丙烯酸类单体按质量比为1:0.01-0.1:0.05-0.2组成。优选地，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种；所述含氨基丙烯酸类单体为丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种；所述含酰胺基丙烯酸类单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或双丙酮丙烯酰胺中的至少一种。优选地，所述乙烯类单体为苯乙烯。优选地，所述硅类单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷或乙烯基三叔丁氧基硅烷中的至少一种。优选地，所述助溶剂为环己酮、乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、N-甲基吡咯烷酮、二丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。优选地，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二月桂酰、过氧化二异丙苯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化叔戊酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、过氧化醋酸叔丁酯或过氧化-2-乙基己酸叔丁酯中的至少一种。优选地，所述中和剂为碳酸、乙酸、甲酸或乳酸中的至少一种。优选地，所述非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、改性脂肪醇乙氧基化合物或失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一种。优选地，所述水为去离子水。一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体的制备方法，包括以下步骤：(1)加入助溶剂搅拌，加热至115℃-130℃并通入保护气，再滴加部分丙烯酸类单体、部分乙烯类单体和配方中1/4-1/3的引发剂，反应3-4h，生成聚合物A；(2)将剩余的丙烯酸类单体、剩余的乙烯类单体、硅类单体和配方中1/4-1/3的引发剂在2-3h内滴加入聚合物A中反应，保温反应20-40min，再加入剩余的引发剂，继续保温反应2-3h，即得阳离子共聚物；(3)降温至50℃-60℃，将中和剂加入阳离子共聚物中搅拌，再加入非离子乳化剂和水，即得有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体。优选地，步骤(1)所述聚合物A的Tg为40℃-80℃；步骤(2)所述阳离子共聚物的Tg为-10℃-35℃。优选地，所述保护气为氮气。一种水性木器封闭底漆，包括以下重量份数的组分：消泡剂0.1-1份、分散剂0.5-1份、钛白粉16-24份、增稠剂0.1-1份、有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体50-70份、水8-15份、成膜助剂5-10份和润湿剂0.1-1份。本专利技术的有益的技术效果：1、本专利技术制备的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体具有良好稳定性、优异的打磨性能、耐水性、渗透性和封闭性。2、本专利技术采用二步聚合法合成水性阳离子丙烯酸二级分散体，第一步聚合物组成Tg较高，氨基含量较低；第二步聚合物Tg较低，氨基含量较高，并在此阶段引入有机硅；与传统的制备方法相比，此方法合成聚合物具有更均匀的分子结构排布，分子量更小，粒径更低；同时分子链中引入有机硅，赋予漆膜良好的耐水及流平性；最终得到的丙烯酸二级分散体渗透性和封闭性好，同时还具有耐化性优良、打磨性好等优点。具体实施方式为了对本专利技术进行深入的理解，下面结合实例对本专利技术优选实验方案进行描述，以进一步的说明本专利技术的特点和优点，任何不偏离本专利技术主旨的变化或者改变能够为本领域的技术人员理解，本专利技术的保护范围由所属权利要求范围确定。实施例1一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体的制备方法，包括以下步骤：(1)将13克二乙二醇丁醚、10.6克环己酮投入反应瓶，开通加热，开通冷凝水并且通入氮气，在氮气氛围下反应，逐步升温到125℃，滴加1.5克丙烯酸二甲氨基乙酯、35克苯乙烯、80克甲基丙烯酸甲酯、10克丙烯酸丁酯、30克甲基丙烯酸正丁酯和4.8克过氧化二叔丁基搅拌，3小时滴完反应，滴完后保温20分钟，生成聚合物A；(2)在2小时内滴加14克丙烯酸二甲氨基乙酯、5克苯乙烯、30克甲基丙烯酸甲酯、75克丙烯酸丁酯、52克甲基丙烯酸正丁酯、1.5克乙烯基三甲氧基硅烷、1克甲基丙烯酸缩水甘油酯和5.1克过氧化二叔丁基搅拌反应，滴完后恒温30分钟，加入1克过氧化二叔丁基，然后继续后反应2.5小时，即得阳离子共聚物；(3)降温至60℃，加入冰乙酸，调节pH至4-5，并搅拌30分钟，然后加入3.3克脂肪醇聚氧乙烯醚，在1-2小时内加入340克水，加完后搅拌30分钟，冷却出料，即得有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体。所得有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体的物性如表1所示：表1实施例2一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体的制备方法，包括以下步骤：(1)将13.5克丙二醇丁醚、12克环己酮投入反应瓶，开通加热，开通冷凝水并且通入氮气，保持氮气氛围下反应，逐步升温到120度，滴加2克甲基丙烯酸二甲氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：由以下重量百分比的组分制成：丙烯酸类单体27.8-43％、乙烯类单体8-15.2％、硅类单体0.2-0.5％、助溶剂4-10％、引发剂1-6％、中和剂1-3％、非离子乳化剂0.4-0.6％和水40-50％。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：由以下重量百分比的组分制成：丙烯酸类单体27.8-43％、乙烯类单体8-15.2％、硅类单体0.2-0.5％、助溶剂4-10％、引发剂1-6％、中和剂1-3％、非离子乳化剂0.4-0.6％和水40-50％。


2.根据权利要求1所述的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：所述丙烯酸类单体是由丙烯酸酯类单体、含氨基丙烯酸类单体和含酰胺基丙烯酸类单体按质量比为1:0.01-0.1:0.05-0.2组成。


3.根据权利要求2所述的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种；所述含氨基丙烯酸类单体为丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种；所述含酰胺基丙烯酸类单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或双丙酮丙烯酰胺中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：所述乙烯类单体为苯乙烯。


5.根据权利要求1所述的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：所述硅类单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷或乙烯基三叔丁氧基硅烷中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的有机硅改性阳离子丙烯酸二级分散体，其特征在于：所述助溶剂为环己酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄禹，
申请(专利权)人：黄禹，
类型：发明
国别省市：广东;44