技術領域

本發明涉及化工涂料行業，具體地說，涉及一種水性木器涂料的制備，也就是一種氧化自交聯型水性丙烯酸聚氨酯分散體的制備方法，該氧化自交聯型水性丙烯酸聚氨酯分散體可以用來制備水性木器涂料。?

背景技術

隨著人們環保意識的增強，以及室內裝飾裝修材料有害物質限量標準日趨嚴格、加之室內空氣質量國標相繼出臺，揮發性有機化合物（VOC）含量高的溶劑型木器涂料受到前所未有的挑戰。水性聚氨酯木器涂料具有良好的低溫成膜性，耐高溫回粘性，優異的物理機械性能（如硬度、附著力、柔韌性、耐磨性）和良好的耐化學藥品性及耐久性，低VOC排放，涂膜豐滿，因此具有廣闊的應用前景，是目前水性木器涂料研發的一個熱點和重點。?

作為制備水性聚氨酯木器涂料的主要成膜物質的水性聚氨酯分散體，它的制備方法通常有強制乳化法和自乳化法。強制乳化法是將聚氨酯預聚物緩慢加入到含有乳化劑的水中，形成粒徑較粗的乳膠粒，再送入均化器中均化，形成粒徑較細的乳液。該方法制備的水性聚氨酯分散體穩定性較差。目前水性聚氨酯分散體的制備多采用自乳化法，即在聚氨酯聚合物鏈上引入適量的親水基團，經中和成鹽，自發分散于水中而形成水性聚氨酯分散體。自乳化法又可分為：丙酮法、熔融分散法、預聚體法和酮亞胺法等，其中丙酮法和預聚體法較為成熟。丙酮法的擴鏈反應在均相體系中進行，易于控制，重復性好，乳液質量高，適應性廣。由于丙酮法生產工藝較簡單，目前國內水性聚氨酯分散體的生產基本都采用此法。此法存在的缺點是丙酮回收時易揮發，有著火危險，回收的丙酮溶劑難以再利用，而且生產效率低、能耗大、成本較高。預聚體法則是先制備含親水基團并帶有-NCO端基的預聚物，在水中分散后，利用二元胺進行擴鏈。此方法的優點是工藝簡單，無需使用大量的有機溶劑，減少溶劑回收和處理工序，節省能源，降低成本，可制備有支化度的水性聚氨酯分散體；缺點是產品質量不如丙酮法合成的?水性聚氨酯分散體穩定。?

水性聚氨酯分散體以水為分散介質，具有不燃、無游離異氰酸酯單體、氣味小、不污染環境、室溫成膜、施工方便等優點。但水性聚氨酯分散體的固含量低、涂膜的耐水性差、耐化學品性和耐溶劑性不良、硬度較低、成本高等問題一直是限制其發展的主要原因。因此，有必要對其進行改性。?

丙烯酸樹脂具有快干性、高硬度和優異的耐候性，將其與水性聚氨酯分散體兩者有機結合，可制得綜合性能優良的水性丙烯酸聚氨酯分散體。起初人們采取物理共混的方法，該方法簡單易行，成本低，但由于在水相和涂膜中存在聚氨酯與丙烯酸樹脂的兩相分離，隨著丙烯酸樹脂添加量的增加，涂膜的耐磨性和抗沖擊強度急劇下降，體系相容性變差，改性效果并不理想，并且由于僅是簡單的物理共混，它們各自的優點不能充分地體現，于是人們開始探索化學接枝的方法。利用化學接枝技術將丙烯酸接枝到聚氨酯鏈上，合成的水性丙烯酸聚氨酯分散體，由于丙烯酸聚合物的引入，大大提高了分散體成膜后的硬度，解決了低溫成膜性和膜硬度的矛盾，并使涂膜具有抗粘連、耐磨、彈性好，沖擊強度高、手感好的特點，也可避免丙烯酸樹脂與聚氨酯分散體物理共混時相容性差的問題。?

同時，為了進一步提高水性丙烯酸聚氨酯分散體的機械性能和耐化學品性能，可以對丙烯酸聚氨酯分散體進行交聯改性。通過交聯改性，形成網絡結構后，可以提高分子量，封閉親水基團，使其耐水性、耐溶劑性能大幅提高，降低涂層對溫度的敏感性。不飽和脂肪酸是一類重要的可再生資源，其分子鏈中含有不飽和碳碳雙鍵，可進行氧化交聯，提高樹脂的性能，是天然的交聯劑；同時，長鏈非極性的脂肪酸鏈能使涂膜具有良好的疏水作用，而且能賦予涂層良好的柔韌性、耐撓曲性以及耐寒性，能改善涂料的成膜性能和提高光澤。?

基于上面所述，本發明旨在采用與丙烯酸酯化學接枝的方法克服目前聚氨酯木器涂料的主要缺點。?

發明內容

為了克服目前水性聚氨酯分散體的干性慢、硬度低、耐水性差、耐化學品性不佳和成本高等諸多缺點，本發明采用與丙烯酸樹脂進行化學接枝，并通過不飽和脂肪酸對其進行交聯改性。目的是，通過化學接枝丙烯酸樹脂，提高水性聚氨酯分散體的干性和硬度；通過引入不飽和脂肪酸的不飽和碳碳雙鍵，使制備的水?性聚氨酯分散體具有自交聯性，提高水性聚氨酯的交聯密度，從而提高水性聚氨酯分散體的耐水性和耐化學品性，而且大大降低生產成本，使制備的水性聚氨酯分散體能滿足水性木器涂料的性能要求。本發明人發現：?