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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710200642.X (22)申请日 2017.03.30 (71)申请人 木涂 （深圳） 化工科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙华新区民治 街道民德路2号民德大厦808-93 (72)发明人 李艳辉杨巍 (74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理 事务所(普通合伙) 11371 代理人 齐云 (51)Int.Cl. C09D 133/14(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C09D 7/00(2006.01) (54)发明名称 水。
2、性木蜡漆及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了水性木蜡漆及其制备方法。 该 水性木蜡漆， 其按照质量份包含水、 100份水性羟 基丙烯酸树脂组分和5080份硅氧烷物； 其中水 性羟基丙烯酸树脂组分的原料包含质量之比为 100： (15)的水性羟基丙烯酸树脂和植物蜡。 本 发明以水性木蜡漆以水性羟基丙烯酸树脂和硅 氧烷物交联而成的固化物为漆膜。 由于该漆膜含 有硅氧链段， 具有较大的硬度和较好的耐磨性。 由于以水为溶剂， 因此具有较低的VOC。 权利要求书1页 说明书6页 CN 106893437 A 2017.06.27 CN 106893437 A 1.一种水性木蜡漆， 其特征在于， 其按。
3、照质量份包含水、 100份水性羟基丙烯酸树脂组 分和5080份硅氧烷物； 其中水性羟基丙烯酸树脂组分的原料包含质量之比为100： (15) 的水性羟基丙烯酸树脂和植物蜡。 2.根据权利要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述水的质量份为1020份。 3.根据权利要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述水性羟基丙烯酸树脂的羟基含 量为14.5wt。 4.根据权利要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述水性羟基丙烯酸树脂的重均分 子量为200020000。 5.根据权利要求4所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 还包含酸度调节剂， 所述酸度调节 剂的含量为以pH为46为用量。 6.根据权利。
4、要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述硅氧烷物的结构式为R1-Si (OR2)x， 其中， x为24， R1为H、 未取代或任意基取代的烃基， R2为异丁基或正丁基。 7.根据权利要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述水性羟基丙烯酸树脂组分的原 料还包含助溶剂， 所述助溶剂与水性羟基丙烯酸树脂的质量之比(15)： 100。 8.根据权利要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述水性羟基丙烯酸树脂组分的原 料还包含助剂， 所述助剂与水性羟基丙烯酸树脂的质量之比(12)： 100。 9.根据权利要求1所述的水性木蜡漆， 其特征在于， 所述水性羟基丙烯酸树脂组分的原 料还包含水， 所述。
5、水与水性羟基丙烯酸树脂的质量之比(2040)： 100。 10.一种水性木蜡漆的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 将包含质量之比为100： (15)的水性羟基丙烯酸树脂和植物蜡的原料混合， 形成水性 羟基丙烯酸树脂组分； 以及， 按照质量份将水、 5080份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组分混 合。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106893437 A 2 水性木蜡漆及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及涂料的技术领域， 具体而言， 涉及水性木蜡漆及其制备方法。 背景技术 0002 植物油蜡涂料国内的俗称， 原料主要以梓油、 亚麻油、 苏子油、 松油、 棕榈蜡、 植。
6、物 树脂及天然色素融合而成。 0003 目前， 出现了较多的木蜡油的相关报道。 例如中国专利CN106381061A公开了一种 渗透性木蜡油， 具体为： 该渗透性木蜡油包括以下重量份的各组分： 聚合亚麻油1519份、 桐油35份、 醇酸树脂35份、 巴西橙油810份、 巴西棕榈蜡0.51.5份、 黄蜂蜡0.51.5 份、 溶剂油2535份、 大豆油脂肪酸1015份。 渗透性木蜡油包括以下重量份的各组分： 聚 合亚麻油17份、 桐油4份、 醇酸树脂4份、 巴西橙油9份、 巴西棕榈蜡1份、 黄蜂蜡1份、 溶剂油20 份、 大豆油脂肪酸12份。 溶剂油为D40溶剂油。 又例如中国专利CN104109。
7、475A公开了一种渗 透性木蜡油， 具体为： 该木蜡油按重量份数包括： 植物油5090份、 松香改性树脂510份、 植物蜡510份、 催干剂0.10.5份、 光稳定剂0.10.3份、 助溶剂0.10.3份， 植物油包括 桐油、 亚麻油、 腰果油、 椰子油、 蓖麻油、 豆油、 桔子油中的至少一种， 植物蜡包括蜜蜂蜡、 棕 榈蜡、 虫蜡以及木蜡中的一种或几种； 催干剂包括金属干料或有机酸金属皂； 助溶剂为环保 矿物油。 0004 以上， 现有技术中， 木蜡油普遍存在VOC高、 耐磨性差、 硬度差等缺陷。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明一方面在于提供一种水性木蜡漆， 该水性木蜡漆VOC低， 。
8、耐磨性 较高， 硬度较大。 0006 一种水性木蜡漆， 其按照质量份包含水、 100份水性羟基丙烯酸树脂组分和5080 份硅氧烷物； 其中水性羟基丙烯酸树脂组分的原料包含质量之比为100： (15)的水性羟基 丙烯酸树脂和植物蜡。 0007 进一步地， 所述水的质量份为1020份。 0008 进一步地， 所述水性羟基丙烯酸树脂的羟基含量为14.5wt。 0009 进一步地， 所述水性羟基丙烯酸树脂的重均分子量为200020000。 0010 进一步地， 还包含酸度调节剂， 所述酸度调节剂的含量为以pH为46为用量。 0011 进一步地， 所述硅氧烷物的结构式为R1-Si(OR2)x， 其中， 。
9、X为24， R1为H、 未取代 或任意基取代的烃基烃基， R2为异丁基或正丁基。 0012 进一步地， 所述水性羟基丙烯酸树脂组分的原料还包含助溶剂， 所述助溶剂与水 性羟基丙烯酸树脂的质量之比(15)： 100。 0013 进一步地， 所述水性羟基丙烯酸树脂组分的原料还包含助剂， 所述助剂与水性羟 基丙烯酸树脂的质量之比(12)： 100。 0014 进一步地， 所述水性羟基丙烯酸树脂组分的原料还包含水， 所述助溶剂与水性羟 说明书 1/6 页 3 CN 106893437 A 3 基丙烯酸树脂的质量之比(2040)： 100。 0015 本发明另一方面在于提供一种水性木蜡漆的制备方法， 由。
10、该制备方法所得到的水 性木蜡漆VOC低， 耐磨性较高， 硬度较大。 0016 一种木蜡漆的制备方法， 包括以下步骤： 0017 将包含质量之比为100： (15)的水性羟基丙烯酸树脂和植物蜡的原料混合， 形成 水性羟基丙烯酸树脂组分； 0018 以及， 按照质量份将水、 5080份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组分 混合。 0019 本发明水性木蜡漆以水性羟基丙烯酸树脂和硅氧烷物交联而成的固化物为漆膜。 由于该漆膜含有硅氧链段， 具有较大的硬度和较好的耐磨性。 由于以水为溶剂， 因此具有较 低的VOC。 具体实施方式 0020 除非另有限定， 本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发。
11、明所属领域普通技 术人员通常理解的相同的含义。 当存在矛盾时， 以本说明书中的定义为准。 0021 如本文所用之术语： 0022 “由制备” 与 “包含” 同义。 本文中所用的术语 “包含” 、“包括” 、“具有” 、“含有” 或其任何其它变形， 意在覆盖非排它性的包括。 例如， 包含所列要素的组合物、 步骤、 方法、 制品或装置不必仅限于那些要素， 而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、 步 骤、 方法、 制品或装置所固有的要素。 0023 连接词 “由组成” 排除任何未指出的要素、 步骤或组分。 如果用于权利要求中， 此短语将使权利要求为封闭式， 使其不包含除那些描述的材料以外的材。
12、料， 但与其相关的 常规杂质除外。 当短语 “由组成” 出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后 时， 其仅限定在该子句中描述的要素； 其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之 外。 0024 当量、 浓度、 或者其它值或参数以范围、 优选范围、 或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时， 这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围， 而不论该范围是否单独公开了。 例如， 当公开 了范围 “15” 时， 所描述的范围应被解释为包括范围 “14” 、“13” 、“12” 、“12和4 5” 、“13和5” 等。 当数值范围在。
13、本文中被描述时， 除非另外说明， 否则该范围意图包括其端 值和在该范围内的所有整数和分数。 0025 “质量份” 指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位， 1份可表示任意的单 位质量， 如可以表示为1g， 也可表示2.689g等。 假如我们说A组分的质量份为a份， B组分的质 量份为b份， 则表示A组分的质量和B组分的质量之比a： b。 或者， 表示A组分的质量为aK， B组 分的质量为bK(K为任意数， 表示倍数因子)。 不可误解的是， 与质量份数不同的是， 所有组分 的质量份之和并不受限于100份之限制。 0026 “和/或” 用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生， 例如， A和。
14、/或B包括(A 和B)和(A或B)； 0027 此外， 本发明要素或组分前的不定冠词 “一种” 和 “一个” 对要素或组分的数量要求 说明书 2/6 页 4 CN 106893437 A 4 (即出现次数)无限制性。 因此 “一个” 或 “一种” 应被解读为包括一个或至少一个， 并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式， 除非所述数量明显旨指单数形式。 0028 本发明的水性木蜡漆， 其按照质量份包含水、 100份水性羟基丙烯酸树脂组分和50 80份硅氧烷物， 硅氧烷物的质量份可以为50份、 51份、 53份、 55份、 60份、 65份、 70份、 75份、 78份或80份等； 其中水性羟基。
15、丙烯酸树脂组分的原料包含质量之比为100： (15)的水性羟 基丙烯酸树脂和植物蜡， 例如水性羟基丙烯酸树脂和植物蜡的质量之比为100： 1、 100： 1.2、 100： 1.5、 100： 2、 100： 2.5、 100： 3、 100： 4、 100： 4.5、 100： 4.8或100： 5等。 0029 此处， 水性羟基丙烯酸树脂是指以含有羟基的聚丙烯酸酯为分散相、 以水为分散 介质的均相分散体系， 其涵盖羟基丙烯酸乳液、 羟基丙烯酸分散体或羟基丙烯酸水溶液三 种形态的分散体系， 优选为羟基丙烯酸分散体。 容易理解的是， 于本发明中， 水性羟基丙烯 酸树脂的分散相优选为线性羟基聚丙。
16、烯酸。 水性羟基丙烯酸树脂可以采用已知的技术合 成， 如中国专利CN106188390A、 CN102627720A、 CN102161770A、 CN102432766A等不限于此。 0030 水性羟基丙烯酸树脂的羟基含量均为14.5wt。 此范围内的羟基含量能保证固 化反应的速率适当， 以保证固化的稳定性。 具体而言， 羟基过少， 则固化过慢， 交联度过低导 致耐水性较差； 羟基过多， 固化过于剧烈而难以控制， 并且导致交联度过高则。 0031 水性羟基丙烯酸树脂的重均分子量较佳地为200020000。 若二者的分子量过高， 则固化的分子位阻过大， 降低固化速率； 若二者的分子量过低， 则。
17、交联度过低， 会降低耐水 性。 0032 需要补充的是， 水性羟基丙烯酸树脂与硅氧烷物在水的作用下交联固化的反应历 程是， 首先， 硅氧烷物中的硅氧烷基在水的作用下水解而生成硅醇基， 硅羟基基与水性羟基 丙烯酸树脂的羟基缩合交联以固化得到三维网状的漆膜。 0033 此处， 硅氧烷物是指分子结构中含有硅氧烷基团的化合物， 其具有分子通式R1-Si (OR2)x， 其中， R1为H、 未取代或任意基取代的烃基， R2为烷烃基， x通常为自然数。 但在本发 明中， 鉴于硅氧烷物对水性羟基丙烯酸树脂所起的交联固化作用， 硅氧烷物的反应的活性 点必需为2以上， 即硅氧烷物必需地为二官能度以上， 因此x为。
18、24。 硅氧烷物可列举出KH- 550(氨基丙基三乙氧基硅氧烷)、 KH-560(异丙基氧丙基三甲氧基硅氧烷)、 苯基三甲氧基硅 烷、 -巯丙基三甲氧基硅氧烷、 甲基三乙氧基硅烷、 硅酸四乙酯、 -甲基丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷(KH-570)等。 0034 上述硅氧烷物不仅仅作为固化剂， 更重要的是， 其含有的硅氧键被引入漆膜中， 以 赋予漆膜更优异的抗表面张力更高， 提高了抗沾污性。 0035 在硅氧烷物对水性羟基丙烯酸树脂的固化反应中， 同时难以避免地发生硅羟基的 自聚反应等副反应。 为了抑制该副反应以更有利于固化反应占据优势， 上述R2较好地C34， 特别优选为异丁基或正丁基。 虽然。
19、R2的碳链过长能更好等抑制硅醇的自聚， 但同时也抑制 了硅氧基的水解， 降低了硅羟基的生成活性， 不仅如此， 也增强了硅氧烷物的疏水性， 以造 成更大的同水性羟基丙烯酸树脂的分子相容性而降低固化反应活性； 若R2的碳链过短， 则 加快了硅氧烷的水解而使得自聚反应占据优势。 0036 当然， 还可以采用其它的手段来抑制该副反应以更有利于固化反应， 如水性木蜡 漆还可包含酸度调节剂， 该酸度调节剂的含量为以pH为46为用量。 酸度调节剂使得固化 反应维持较适宜的pH， 以保证硅醇的自聚保持较为适当的速度。 酸度调节剂可列举出乙酸、 说明书 3/6 页 5 CN 106893437 A 5 盐酸、 。
20、草酸等， 优选为乙酸和盐酸。 0037 上述水的质量份较好地为1020份， 例如10份、 10.5份、 11份、 13份、 15份、 18份、 20 份等。 该范围用量的水， 能保证硅氧烷的水解速率适当以提高固化的稳定性。 0038 水性羟基丙烯酸树脂组分的原料还包含助溶剂， 助溶剂与水性羟基丙烯酸树脂的 质量之比(15)： 100， 例如100： 1、 100： 1.2、 100： 1.5、 100： 2、 100： 2.5、 100： 3、 100： 4、 100： 4.5、 100： 4.8或100： 5等。 0039 助溶剂可列举出碳酸丙烯酯、 PMA、 丙二醇甲醚等， 或者其它常规的。
21、形式。 0040 水性羟基丙烯酸树脂组分的原料还包含助剂， 助剂与水性羟基丙烯酸树脂的质量 之比(12)： 100， 例如100： 1、 100： 1.05、 100： 1.1、 100： 1.2、 100： 1.5、 100： 1.8、 100： 2等。 0041 助剂可有聚乙烯均聚物或共聚物类、 脂肪酸类和酯类等的分散剂。 聚氧乙烯烷基 酚醚， 聚氧乙烯脂肪醇醚， 聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的润湿剂。 聚氨酯类增稠剂。 聚醚 类及矿物油类消泡剂等。 0042 水性羟基丙烯酸树脂组分的原料还包含水， 水与水性羟基丙烯酸树脂的质量之比 (2040)： 100， 例如20： 100、 22： 1。
22、00、 25： 100、 30： 100、 35： 100、 38： 100、 40： 100等。 0043 本发明的水性木蜡漆的制备方法， 包括以下步骤： 0044 将包含质量之比为100： (15)的由水性羟基丙烯酸树脂组成的水性羟基丙烯酸 树脂和植物蜡的原料混合， 形成水性羟基丙烯酸树脂组分； 0045 以及， 按照质量份将水、 5080份硅氧烷物和100份水性羟基丙烯酸树脂组分混 合。 0046 至于上述混合的加料顺序， 不作限定， 其不会损害本发明技术方案的实施。 0047 以上未述及之处适用于现有技术。 0048 实施例1 0049 步骤一、 水性羟基丙烯酸树脂组分的制备。 首先配。
23、比水性羟基丙烯酸树脂组分的 原料， 即水性羟基丙烯酸树脂： 助溶剂： 植物蜡： 助剂： 水100： 1： 1： 1： 20， 取出水性羟基丙 烯酸树脂放入容器中， 500r/min分散23分钟， 加入润湿剂500r/min分散23分钟。 加入分 散剂、 消泡剂500r/min分散23分钟。 助溶剂和水混合后加入容器中， 在800r/min分散10分 钟后加入增稠剂800r/min分散4分钟， 加入植物蜡800r/min分散10分钟， 后速度调至到 300r/min分散4分钟消泡后检测包装。 0050 步骤二、 按照质量份将10份水、 50份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组 分混合。 。
24、0051 实施例2 0052 步骤一、 水性羟基丙烯酸树脂组分的制备。 首先配比水性羟基丙烯酸树脂组分的 原料， 即水性羟基丙烯酸树脂： 助溶剂： 植物蜡： 助剂： 水100： 5： 5： 2： 40， 取出水性羟基丙 烯酸树脂放入容器中， 500r/min分散23分钟， 加入润湿剂500r/min分散23分钟。 加入分 散剂、 消泡剂500r/min分散23分钟。 助溶剂和水混合后加入容器中， 在800r/min分散10分 钟后加入增稠剂800r/min分散4分钟， 加入植物蜡800r/min分散10分钟， 后速度调至到 300r/min分散4分钟消泡后检测包装。 0053 步骤二、 按照质。
25、量份将20份水、 50份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组 分混合。 说明书 4/6 页 6 CN 106893437 A 6 0054 实施例3 0055 步骤一、 水性羟基丙烯酸树脂组分的制备。 首先配比水性羟基丙烯酸树脂组分的 原料， 即水性羟基丙烯酸树脂： 助溶剂： 植物蜡： 助剂： 水100:3:3:1.5： 30， 取出水性羟基 丙烯酸树脂放入容器中， 500r/min分散23分钟， 加入润湿剂500r/min分散23分钟。 加入 分散剂、 消泡剂500r/min分散23分钟。 助溶剂和水混合后加入容器中， 在800r/min分散10 分钟后加入增稠剂800r/min分散4。
26、分钟， 加入植物蜡800r/min分散10分钟， 后速度调至到 300r/min分散4分钟消泡后检测包装。 0056 步骤二、 按照质量份将15份水、 65份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组 分混合。 0057 实施例4 0058 步骤一、 水性羟基丙烯酸树脂组分的制备。 首先配比水性羟基丙烯酸树脂组分的 原料， 即水性羟基丙烯酸树脂： 助溶剂： 植物蜡： 助剂： 水100:3:3:2： 40， 取出水性羟基丙 烯酸树脂放入容器中， 500r/min分散23分钟， 加入润湿剂500r/min分散23分钟。 加入分 散剂、 消泡剂500r/min分散23分钟。 助溶剂和水混合后加入容器。
27、中， 在800r/min分散10分 钟后加入增稠剂800r/min分散4分钟， 加入植物蜡800r/min分散10分钟， 后速度调至到 300r/min分散4分钟消泡后检测包装。 0059 步骤二、 按照质量份将15份水、 50份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组 分混合。 0060 实施例5 0061 步骤一、 水性羟基丙烯酸树脂组分的制备。 首先配比水性羟基丙烯酸树脂组分的 原料， 即水性羟基丙烯酸树脂： 助溶剂： 植物蜡： 助剂： 水100:3:3:1： 30， 取出水性羟基丙 烯酸树脂放入容器中， 500r/min分散23分钟， 加入润湿剂500r/min分散23分钟。 加入分。
28、 散剂、 消泡剂500r/min分散23分钟。 助溶剂和水混合后加入容器中， 在800r/min分散10分 钟后加入增稠剂800r/min分散4分钟， 加入植物蜡800r/min分散10分钟， 后速度调至到 300r/min分散4分钟消泡后检测包装。 0062 步骤二、 按照质量份将20份水、 65份硅氧烷物和100份所述水性羟基丙烯酸树脂组 分混合。 0063 对比例 0064 进口木蜡油。 0065 将实施例15和对比例进行测试， 其结果如下表： 0066 0067 本发明具有以下优势： 说明书 5/6 页 7 CN 106893437 A 7 0068 1、 本发明为水性涂料， 溶剂50。
29、以上为水， VOC的含量200g/L以下。 木蜡油为溶剂 型涂料， 含有的溶剂为有机溶剂， 而且溶剂含量超过30。 VOC的含量200g/L以上。 所有本发 明VOC低， 是对环境更友好型涂料。 0069 2、 本发明的成膜物质为丙烯酸树脂的羟基通过和硅醇的交联及硅醇的自聚而形 成。 具有均匀、 连续的漆膜， 而且化学键能高， 具有很好的稳定性。 而现有技术中的木蜡油， 其成膜物质是由油脂里的不饱和脂肪酸的不饱和键高温交联所形成大分子量聚合物， 还有 天然高沸点植物蜡混合而成。 含有较多小分子量物质， 分子量不均匀， 不能连续成膜， 所以 硬度、 耐磨、 耐水、 耐醇比较差。 0070 由于本。
30、发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现， 但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本 发明， 当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。 此处， 出于篇幅的考虑， 省略了给 出某一项或多项数值范围内具体值的实施例， 此不应当视为本发明的技术方案的公开不充 分。 0071 申请人声明， 本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程， 即不意味着本发明必须依赖上述详细 工艺设备和工艺流程才能实施。 所属技术领域的技术人员应该明了， 对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、 具体方式选择等， 落在本发明的保护 范围内。 说明书 6/6 页 8 CN 106893437 A 8 。