家装用易打磨单组分水性木器底漆的研制

data-full-width-responsive="true"> 1前言木器涂料有两个功能：一是对木材起保护作用，延长木器的使用寿命；二是具有装饰美化的效果。目前国内使用量最大的木器涂料是溶剂型聚氨酯木器涂料，其性能优越、易于施工，得到了广大用户的信任和认可。但是溶剂型聚氨酯木器涂料在生产、施工过程中都会散发出有毒的挥发性有机物。((室内装饰装修材料 溶剂型木器涂料中有害物质限量 (GB18581-2001)规定：光泽(60。)80％的聚氨酯木器涂料VO C(挥发性有机化合物)~600g／L即可；光泽(60。)80％的聚氨酯木器涂料VO C700 g／L即可。这就使得很多聚氨酯木器涂使用量的一半以上都是挥发性的有机物，也是合的。此外聚氨酯木器涂料中还允许含有少量毒性物质TDI(甲苯二异氰酸酯)。这些对施工人员来说，是对身体很大的一个伤害。水性木器涂料最大的优势在于环保无毒、安全健康。按照《中国涂料行业十一五科技创新发展纲要 的要求，从长远来看，水性木器涂料具有很好的发展前景。水性木器底漆的配方设计和水性木器面漆的配方设计不太一样。底漆最主要的作用：封闭木纹毛细孔，防止木材脱水变形及吸水膨胀；提高面漆丰满度，节约面漆使用量。一般来说，木器底漆对硬度的要求不是太高，因为底漆上还需要罩上性能优越的面漆。 室内用水性木器涂料))(HG／T3828-2006)中关于水性木器涂料的底漆最重要的指标就是易打磨。一个实用优良的木器涂料底漆需具备以下几个特性：便宜，好施工，相容性好，涂刷效果好。但是性价比高，施工不出问题的水性木器底漆并不容易做好。1 试验部分1．1 试验原材料水性树脂，进口金属交联苯丙乳液(固含量38％，最低成膜温度58 ℃ ，pH值=8．4)；成膜助剂，DPnB(二丙二醇正丁醚)、BDG(二乙二醇丁醚)、PnB(丙二醇丁醚)、CS12(醇酯一12)等；消泡剂、流平剂、分散剂等助剂，BYK、TeGO、伊斯曼；增稠剂、水性硬脂酸锌、多功能助剂，陶氏、高银化学工业、气体公司。1．2 底漆配方(见表1)1．3 制漆工艺将乳液投入搅拌缸，搅拌中投入消泡剂、流平剂、分散剂、多功能助剂、底材润湿剂至均匀。然后投入水性硬脂酸锌，1 500 r／min搅拌1 5 min至细度50u m，加入已配制好的成膜助剂，搅拌15 min。加入增稠剂、防冻剂，用少许水调节黏度至23 s(涂4杯)，用三乙胺调pH值至8．0～8．5。检验合格后，过滤，包装。2 结果与讨论2．1 乳液的选择市场销售的水性木器涂料产品根据其使用的主体树脂可分为以下几类：水性聚氨酯木器涂料、水性丙烯酸木器涂料、丙烯酸改性聚氨酯水性木器涂料、水性聚氯酯分散体和水性丙烯酸乳液混拼木器涂料。作为家装用的木器底漆，因其上还会刷涂或喷涂水性木器面漆，所以对耐磨性、硬度等要求都不会很高。而在家装市场，需要底漆用的主体乳液透明度高、清透，这样才能保证在深色板材上不易发白或变色。另外家装用的木器底漆还需要涂刷性能好、易打磨、快干，价格便宜。一般说来，用于水性木器底漆的丙烯酸乳液(AC)大都是常温自交联的乳液(品种有纯丙、苯丙、叔丙等)，在乳液聚合过程中通过引入特殊的交联性单体、调节烯类单体的种类和用量而制成不同硬度的涂膜。通过采用特殊聚合工艺，如核壳乳液聚合技术，可提高涂膜的物理机械性能。水性A C木器涂料具有外观好、硬度高、耐候性好的特点外，还具有价格便宜、耐水性较好的特点，但其外观不好(一般为乳白或米黄) ，但是我们选择的这款乳液呈水白色，透明度相当好，很难得。如图1所示，右边是试验选用的这一款金属交联苯丙特清乳液，左边为某国产的丙烯酸乳液。可以看到，相比较而言，试验选的乳液，透明度要好很多。不建议拼入水性聚氨酯分散体，因为作为底漆来说，性能已经足够，水性聚氨酯分散体虽然透明度高、性能优越，但是价格是试验选择的这款特清乳液价格的3～4倍，拼入水性聚氨酯分散体会增加成本，反而降低了市场竞争力。这一款特清乳液分散体具有快干、硬度建立快、打磨性能优越、良好的抗粘连性的特点，是做底漆的不错的选择。2．2 成膜助剂的选择单组分水性木器涂料一般都需要加入成膜助剂也就是助溶剂，主要作用是帮助成膜，防冻、有助于流平。与溶剂型涂料的分子级成膜机理不同，水性涂料的成膜经历了乳胶粒子的聚集、压缩融合和结膜3个过程。在融合和结膜阶段，助溶剂对形成均匀的涂膜起了关键作用。成膜助剂在配方中至关重要，当施工温度低于Tg 时，没有成膜助剂的加入不能成膜。它的加入保证了水性木器涂料低温施工的可靠性。如果成膜助剂不加或者加量太少，在低温条件下施工, 易出现涂膜龟裂但是成膜助剂的加量也应有所控制,因为成膜助剂多以高沸点的有机溶剂为主, 是水性涂料中V O C 的最大来源,加量太多,V O C增大, 失去开发水性木器涂料的环保意义,成膜助剂的用量直接影响水性木器涂料的M F F T (最低成膜温度), 但也不是加量越多越好, 到一定用量以后, 随着成膜助剂的加多,M F F T 基本不再变化,顺便提一句, 防冻剂丙二醇的加入,也可以在一定程度上降低M F F T ,而作为家装用的水性木器底漆有其具体要求:(l) 一般在家装时, 水性木器涂料都是隔半天就打磨了, 这就需要涂刷的木器涂料在半天后有一定的硬度, 不至于在打磨时涂膜很嫩全部粘在砂纸上,见图2 ,(2) 水性木器涂料硬度的完全建立一般需要7 d时间, 冬天还会适当延长, 在此期间涂装的木器要小心对待, 不要碰撞, 以免造成损伤,这就需要在7 d后, 水性木器涂料的硬度要达到一个比较好的水平,不同成膜助剂对这款乳液的影响见图3 ,从图3可以看到, 有些成膜助剂对初始硬度帮助较大, 有些成膜助剂对最终硬度帮助较大,为了既有比较好的打磨效果且最终硬度比较好, 综合选择用2种成膜助剂以一定的比例混拼,2 3 性能结果这款水性木器底漆完全达到室内用水性木器涂料(HG/T 3828 一2006 标准的要求,检测结果见表2 ,2 4 打磨性水性木器底漆最主要的性能就是打磨性,我们选择的乳液干燥快!打磨性本来就比较好, 再加上加人了打磨助剂, 使得打磨性能相当不错,按国标规定:单组分水性木器涂料在制板6 h后, 用40 目的水砂纸手工打磨20 次, 如果涂膜易打磨成平整光滑的表面, 则评定为易打磨将本款水性木器底漆进行打磨, 手感滑爽, 涂膜易打磨成平整光滑的表面, 见图4 , 砂纸上无粘着物,可以和图2进行比较25 价格水性木器涂料应用推广的制约因素之一就是其价格现在市场上一组5KG溶剂型聚氨醋木器涂料二线厂家的出厂价大概在100一12Q元, 我们使用的水性乳液的价格在11元/ k g左右, 开发的这一款水性木器底漆的成本价(5 kg )不足70元,价格比较便宜,优势明显2 6 涂刷效果及适用性市场上的乳液固含量一般都在30 % 一40 % , 固含量不高以这样的固含量, 要想制得的涂膜和溶剂型木器涂料相比, 基本不太可能另一方面, 乳液成膜多为乳液聚集成膜, 不易均匀, 而溶剂型涂料成膜是分子成膜, 密实而均匀, 成膜机理也影响了水性木器涂料的丰满度和光泽基于这一客观事实, 目前, 在施工中, 一般靠增加涂装道数来得到满意的丰满度和光泽[4] 本产品在深色板材和浅色板材上涂刷效果都比较好, 涂膜自然丰润,无缺陷,见图5图6,该底漆附着力好, 在刷有该水性木器底漆的底板上涂刷聚氨醋水性面漆!丙烯酸水性面漆等, 均未发现问题产品适应性比较好, 既可配合中低端的水性木器面漆, 也可配合高端的水性木器面漆3 结语使用特清丙烯酸乳液做出来的水性木器底漆施工性能优良, 性价比极高,是家装用水性木器底漆强有力的竞争者随着技术人员对水性木器涂料的研究不断深人, 以及国家对环保事业的更加重视和大力支持, 相信在不远的将来水性木器涂料的春天将会来到。