本发明属于木质工艺品处理技术技术领域，具体涉及一种木质工艺品用耐水耐热的水性木器漆的制备方法。
背景技术：
苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，为重要的非交联型乳液，在木质工艺品加工中有着广泛的应用。但是，常规苯丙乳液具有耐水性差、热稳定性较低、耐候性欠佳、涂膜强度不高等缺陷，不利于木质工艺品耐磨耐水性能和抗菌防腐的改善。随着纳米科学与技术的发展，纳米粒子改性乳液的制备及其功能化应用，已经引起了广泛的关注。本发明以苯丙乳液为目标体系，利用表面修饰的纳米二氧化硅、双重改性混酸处理过的多壁碳纳米管对其进行改性，从而制备了木质工艺品用耐水耐热水性木器漆。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种木质工艺品用耐水耐热的水性木器漆的制备方法，按该方法制备的水性木器漆具有良好的耐水耐热性能，涂饰在木材表面，涂层的附着力、耐冲击性、硬度、耐老化性能得到改善。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种木质工艺品用耐水耐热的水性木器漆的制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米二氧化硅的表面改性处理：
向0.4-0.6份分散剂中1:90-110加入蒸馏水，充分搅拌溶解，加入0.9-1.1份硅烷偶联剂，搅拌均匀后，再加入5-7份纳米二氧化硅，搅拌均匀后得到二氧化硅水悬浮液；
（2）双重改性混酸处理过的多壁碳纳米管的制备：
向2-3份混酸处理过的多壁碳纳米管和0.01-0.02份聚吡咯烷酮中加入240-260份乙醇和水的混合分散液，超声处理25-30min，加入0.04-0.06份硅烷偶联剂，超声10-15min，加冰醋酸调节ph为3-4，升温至70-73℃搅拌反应3-4h，加入纳米四氧化三铁超声分散25-30min，在50-53℃下搅拌反应3-4h后，冷却至室温，离心、用无水乙醇和蒸馏水洗涤3-5次，在50-55℃下真空干燥2-3d，得到双重改性的多壁碳纳米管；
（3）耐水耐热水性木器漆的制备：
向6-7份蒸馏水中加入0.1-0.2份分散剂、颜填料搅拌成糊状，加入65-70份水性丙烯酸酯乳液、20-30份苯丙乳液、3-4份抗粘连剂、3-4份成膜助剂、0.5-1.5份增稠剂、0.03-0.04份消泡剂并不断搅拌，并加入(1)、(2)中所得物料，再加入氨水调节ph为7-8，搅拌30-35min，得到耐水耐热的水性木器漆。
进一步的，步骤（1）中分散剂为羧甲基纤维素钠，硅烷偶联剂为kh560。
进一步的，步骤（2）中多壁碳纳米管的表面纯化：
向多壁碳纳米管中加入混酸溶液（体积比为3:1的98%浓硫酸与68%浓硝酸混合），超声30-35min后，在90-92℃下搅拌回流反应3-4h，用蒸馏水稀释并降温过滤，反复洗涤过滤至中性，在50-53℃下真空干燥22-24h，得到混酸处理过的多壁碳纳米管。
进一步的，步骤（2）中乙醇和水的体积比为3:1，硅烷偶联剂为kh570。
进一步的，步骤（3）中分散剂为fsj-502；颜填料由8-9份钛白粉、6-7份重钙、6-7份超细滑石粉组成；苯丙乳液固含量为45-50%；成膜助剂为乙二醇丁醚。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）以纳米二氧化硅为增强体，用分散剂羧甲基纤维素钠和硅烷偶联剂kh560对纳米二氧化硅在水中分散性进行改性，改性后的纳米二氧化硅在水性木器漆中的分散性更加均匀，涂饰在木材表面，涂层的附着力、耐冲击性、硬度、耐老化性能得到改善。
（2）首先用混酸对多壁碳纳米管进行表面纯化，经混酸处理后表面接枝有羧基和羟基，然后用硅烷偶联剂对表面纯化后的多壁碳纳米管进行改性，随后在多壁碳纳米管表面负载纳米四氧化三铁粒子，出现了新的有机基团和fe-o键；通过纳米四氧化三铁和硅烷偶联剂kh570对混酸处理过的多壁碳纳米管双重改性，可明显提高木器漆的耐高温性和热稳定性，改性木器漆对木质工艺品的润湿性好、粘接性能佳。
（3）以水性丙烯酸酯乳液、苯丙乳液为成膜物，辅以水、分散剂、颜填料、抗粘连剂、成膜助剂、消泡剂、增稠剂，制备出耐水耐热的水性木器漆。
具体实施方式
实施例1
一种木质工艺品用耐水耐热的水性木器漆的制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米二氧化硅的表面改性处理：
向0.4份分散剂中1:90加入蒸馏水，充分搅拌溶解，加入0.9份硅烷偶联剂，搅拌均匀后，再加入5份纳米二氧化硅，搅拌均匀后得到二氧化硅水悬浮液；
（2）双重改性混酸处理过的多壁碳纳米管的制备：
向2份混酸处理过的多壁碳纳米管和0.01份聚吡咯烷酮中加入240份乙醇和水的混合分散液，超声处理25min，加入0.04份硅烷偶联剂，超声10min，加冰醋酸调节ph为3-4，升温至70-73℃搅拌反应3h，加入纳米四氧化三铁超声分散25min，在50-53℃下搅拌反应3h后，冷却至室温，离心、用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，在50-55℃下真空干燥2d，得到双重改性的多壁碳纳米管；
（3）耐水耐热水性木器漆的制备：
向6份蒸馏水中加入0.1份分散剂、颜填料搅拌成糊状，加入65份水性丙烯酸酯乳液、20份苯丙乳液、3份抗粘连剂、3份成膜助剂、0.5份增稠剂、0.03份消泡剂并不断搅拌，并加入(1)、(2)中所得物料，再加入氨水调节ph为7-8，搅拌35min，得到耐水耐热的水性木器漆。
进一步的，步骤（1）中分散剂为羧甲基纤维素钠，硅烷偶联剂为kh560。
进一步的，步骤（2）中多壁碳纳米管的表面纯化：
向多壁碳纳米管中加入混酸溶液（体积比为3:1的98%浓硫酸与68%浓硝酸混合），超声35min后，在90-92℃下搅拌回流反应3h，用蒸馏水稀释并降温过滤，反复洗涤过滤至中性，在50-53℃下真空干燥22h，得到混酸处理过的多壁碳纳米管。
进一步的，步骤（2）中乙醇和水的体积比为3:1，硅烷偶联剂为kh570。
进一步的，步骤（3）中分散剂为fsj-502；颜填料由8份钛白粉、6份重钙、6份超细滑石粉组成；苯丙乳液固含量为45%；成膜助剂为乙二醇丁醚。
实施例2
一种木质工艺品用耐水耐热的水性木器漆的制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米二氧化硅的表面改性处理：
向0.6份分散剂中1:110加入蒸馏水，充分搅拌溶解，加入1.1份硅烷偶联剂，搅拌均匀后，再加入7份纳米二氧化硅，搅拌均匀后得到二氧化硅水悬浮液；
（2）双重改性混酸处理过的多壁碳纳米管的制备：
向3份混酸处理过的多壁碳纳米管和0.02份聚吡咯烷酮中加入260份乙醇和水的混合分散液，超声处理30min，加入0.06份硅烷偶联剂，超声15min，加冰醋酸调节ph为3-4，升温至70-73℃搅拌反应4h，加入纳米四氧化三铁超声分散30min，在50-53℃下搅拌反应4h后，冷却至室温，离心、用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次，在50-55℃下真空干燥3d，得到双重改性的多壁碳纳米管；
（3）耐水耐热水性木器漆的制备：
向7份蒸馏水中加入0.2份分散剂、颜填料搅拌成糊状，加入70份水性丙烯酸酯乳液、30份苯丙乳液、4份抗粘连剂、4份成膜助剂、1.5份增稠剂、0.04份消泡剂并不断搅拌，并加入(1)、(2)中所得物料，再加入氨水调节ph为7-8，搅拌35min，得到耐水耐热的水性木器漆。
进一步的，步骤（1）中分散剂为羧甲基纤维素钠，硅烷偶联剂为kh560。
进一步的，步骤（2）中多壁碳纳米管的表面纯化：
向多壁碳纳米管中加入混酸溶液（体积比为3:1的98%浓硫酸与68%浓硝酸混合），超声35min后，在90-92℃下搅拌回流反应4h，用蒸馏水稀释并降温过滤，反复洗涤过滤至中性，在50-53℃下真空干燥22h，得到混酸处理过的多壁碳纳米管。
进一步的，步骤（2）中乙醇和水的体积比为3:1，硅烷偶联剂为kh570。
进一步的，步骤（3）中分散剂为fsj-502；颜填料由9份钛白粉、7份重钙、7份超细滑石粉组成；苯丙乳液固含量为50%；成膜助剂为乙二醇丁醚。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（3）中未加入表面改性处理的纳米二氧化硅，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（3）中未加入双重改性的混酸处理过的多壁碳纳米管，除此外的方法步骤均相同。
对照组
申请号为：201710410504公开的一种柳编工艺品用漆。
为了对比本发明制得的水性木器漆的力学使用品质、耐水耐热性能，对上述实施例1、实施例2、对比实施例1、对比实施例2方法对应制得的木器漆，以及对照组对应的漆按照行业标准进行性能检测，具体对比数据如下表1所示：
表1
由上表1可以看出，对比实施例1未加入未加入表面改性处理的纳米二氧化硅，对比实施例2未加入未加入双重改性的混酸处理过的多壁碳纳米管，水性木器漆的漆膜硬度、耐水性、附着力和耐高低温性明显变差；按本发明方法制得的水性木器漆的综合力学使用品质得到了明显的改善提升，具有很强的耐热耐水性能，能保持很好的力学使用品质，稳定性强，使用安全性高，使用寿命长，极具推广使用价值和市场竞争力。