0 前 言
水性树脂是木器涂料的重要组成成分，水性丙烯酸树脂是水性木器涂料用树脂的主要种类。水性丙烯酸树脂根据使用时组分分为单组分木器涂料用丙烯酸乳液和双组分木器涂料用羟基丙烯酸树脂。
单组分木器涂料具有施工方便的特性，但是涂料的性能在涂膜水分挥发涂膜干固后展现。然而，涂料中水分挥发强烈地依赖施工环境的温度和湿度。因现场湿度高或温度低、水分挥发慢而导致膜干燥固化速度慢，在工厂流水线生产时间段涂膜性能达不到要求，造成家具涂装的质量问题，这样的例子时常发生，已经成为水性涂料厂及家具厂高度关注的问题。双组分羟基丙烯酸树脂体系使用异氰酸酯类固化剂组分，异氰酸酯基团和羟基基团的反应在体系中引入了涂料成膜的驱动力，在水分挥发的后期，涂料开始交联固化，使得聚合物膜快速干固。双组分羟基丙烯酸树脂木器涂料有下列优点：其一，对施工环境湿度和温度依赖小，性能稳定而优异。其二，双组分羟丙木器涂料涂膜具有高交联密度、高致密度，因而硬度高、耐化学品性能优良、附着力好、光泽高。在目前较成熟的水性木器涂料市场受到推崇，特别是在“溶剂型底水面”市场，双组分羟丙乳液受到市场的喜爱。水性羟丙树脂主要有两种类型：乳液型低羟值树脂和分散体型高羟值树脂；目前市场上的产品中，乳液型低羟值羟丙乳液存在硬度上升慢和耐性一般等问题；分散体型高羟值羟丙树脂存在硬度上升慢、表干慢、易落尘、难消光等问题，影响了该类型的木器涂料的市场应用。
针对上述情况，潜心研究并成功开发了一种使用功能性保护剂的中高羟值羟丙乳液，该乳液配方复配的双组分水性木器涂料具有硬度上升快、开放时间长、耐化学品性能优良等特点。
针对上述情况，潜心研究并成功开发了一种使用功能性保护剂的中高羟值羟丙乳液，该乳液配方复配的双组分水性木器涂料具有硬度上升快、开放时间长、耐化学品性能优良等特点。
1 实验部分
1.1 实验原材料
甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸酯、丙烯酸，工业级；阴离子乳化剂，市售；引发剂过硫酸铵，化学纯；功能性保护剂、纯水，自制。
1.2 羟基丙烯酸酯乳液(InnoTech 398)制备
在氮气保护下，将一定量的水，部分阴离子乳化剂，功能性保护剂加到装有回流冷凝管、温度计、电动搅拌器、物料滴加管的四口瓶中，升温至80 ℃，预配引发剂水溶液匀速滴加到釜体中，5 min后将预混搅拌30 min的水，部分阴离子乳化剂、MMA、BA、AA、羟基丙烯酸酯的乳化单体匀速滴加到釜体中，滴加乳化单体4 h和引发剂APS 260 min，使用水浴锅控制温度在79～81 ℃。乳化单体滴加完毕后保温60 min。降温过滤出料。检查釜体和滤袋。物料用量见表1。
1.3 羟基丙烯酸酯乳液特性指标(见表2)
1.3 羟基丙烯酸酯乳液特性指标(见表2)
注：*在羟基丙烯酸脂乳液聚合配方的基础上调整配方已经合成羟值2.0%~4.0%同系列羟基丙烯酸酯乳液产品。
2 测试与讨论
2.1 基于羟基丙烯酸酯乳液清漆
基于羟基丙烯酸酯乳液双组分清漆配方见表3。
2.2 基于羟基丙烯酸酯乳液的色漆(白色)
2.2 基于羟基丙烯酸酯乳液的色漆(白色)
基于羟基丙烯酸酯乳液的双组分色漆配方见表4。
2.3.1 与固化剂复配后黏度变化曲线
按照n(—NCO)∶n(—OH)＝1.2∶1的比例复配清漆固化剂，使用涂-4#杯测试不同时间下的黏度变化，确定开放时间。测试数据及变化曲线见图1。
从图1中显示，与固化剂Bayhydur 305复配后4 h内黏度无明显变化，4.5～5 h黏度明显上升，超过50%。
2.3.2 与固化剂复配后黏度变化曲线
将上述复配固化剂的色漆在起始、1 h、2 h、3 h、4h、5 h喷板，在50 ℃的烘箱中2 h，60°测量光泽。测试数据及变化曲线见图2。
从图2中显示与固化剂Bayhydur 305复配后4 h内光泽无明显变化，4.5～5 h黏度明显上升，光泽有少许降低。
2.3.3 开放时间
综上所述，InnoTech 398清漆复配固化剂(Bayhydur305)后的开放时间为4～4.5 h，达到常规工况对木器涂料开放时间要求。
2.4 涂膜的性能
从表5实验结果显示，基于羟基丙烯酸酯乳液的涂膜干燥快、好打磨、易出粉，在PU底附着力好。铅笔硬度室温干燥24 h为HB，7 d硬度可达H；涂膜硬度上升快，隔夜硬度可以达到终硬度90%；终硬度可达到H高。
2.5 清漆对化学品的耐性测试
在溶剂型PU底上喷涂上述清漆和色漆的面漆，评估其化学品的耐性，参考标准GB/T 23999—2009。清漆耐化学品性能见表6。
图3所示，上述基于羟基丙烯酸酯乳液的清漆耐5%咖啡1 h擦拭后有非常清淡的滴点晕痕，清水可擦拭；耐碱液1 h涂膜有轻微泛白，碱液擦拭干燥即可恢复；其他化学品均有湿印擦拭后可以恢复，该清漆对化学品具有优良的耐性。
2.6 基于羟基丙烯酸酯乳液色漆的耐性测试(见表7)
如图4所示，基于羟基丙烯酸酯乳液的色漆涂料在5%咖啡1 h擦拭后有非常清淡的滴点晕痕，清水可擦拭，其他化学品均有湿印擦拭后可以恢复，该色漆具有优良的耐性。
3 结 语
(1)采用自有功能性保护剂成功制备了羟值为2.0%～4.0%的水性中高羟值羟丙乳液；
(2)中羟值的羟基丙烯酸酯乳液乳液与固化剂Bayhydur 305复配后开放时间长、干燥速度快、硬度建立快且硬度高，涂膜具有耐优良的化学品性能，可以用于水性木器涂料油底水面和水底水面双组分面漆，特别适用于溶剂型PU底漆的水性双组分面漆。
