木器用PU哑光白面漆的研制

data-full-width-responsive="true"> 木器用PU哑光白面漆的研制□ 张 涛1,苏振祥2(1武汉双虎建筑涂料有限公司,武汉 430035;2广东神洲化学工业有限公司,广东顺德 528308)0 前 言由于P U木器涂料突出的保护和装饰性能,其在家装市场占有极高的比例。但因其中的固化剂组分多属于T D I型预聚物或加成物,不可避免会造成涂膜降解黄变。涂膜的黄变在深色家装板材上使人不易觉察,由此促进了家装市场由以榉木为主的浅色面板向以胡桃木为主的深色面板的流行变化。然而家装中使用的白色面漆不能被底材掩盖其黄变性。此时,如果在主剂组分的配方中考虑不周,极易使施工后的涂膜在短时间内迅速变黄。且由于主剂组分中所选羟基树脂的局限性,致使涂膜在低温下极易发生脆裂现象。因此脆裂与黄变是目前家装市场上PU哑光白面漆最主要的质量问题。1 试验部分11 基础配方(见表1)12 性能测试(1) 光泽：按GB/T9754－1988 60法。(2) 划格试验：按G B/T9286－1998。试验的底材为马口铁板,划格间距1 mm,用胶带撕拉。(3) 铅笔硬度：按GB/T6739－1996。(4) 柔韧性：按GB/T1731-1993。(5) 色差：美国产SF600 P L U S-C T色差仪,试验底材为白色外用瓷砖,喷涂两遍,间隔24 h,最后一遍完工后的涂膜置于暗处自干48 h后测量L*0、a*0、b*0值。再将样板置于室外曝晒,一定时间后测量其L*1、a*1、b*1值,由此计算出b *、E *。2 结果与讨论21 羟基树脂的选择白色涂料由于要求有一定耐黄变性,为避免油类的不饱和双键造成的黄变而常选用饱和脂肪酸改性的短油醇酸树脂,如椰子油脂肪酸改性、月桂酸改性。由于木器涂料常用的合成脂肪酸树脂与羟基丙烯酸树脂消光困难,且对涂膜机械性能的提高有限而未被采用。现以市面上常用的几种树脂试样用于PU哑光白面漆,结果见表2。其中不添加光稳定剂,固化剂用B a y e r L－75,按n(N C O)/n(O H)=(10～11)∶1配漆,测量色差的试板置于室外曝晒30 d。由表2可知,A2～A5柔韧性、附着力均较差,低温下极易脆裂,特别是在北方地区使用更加明显。这也是目前市面上大部分P U哑光白面漆普遍存在的一个问题。其主要原因是因为此类树脂多属饱和低碳酸改性的短油醇酸树脂,为利于消光而使用了多官能度的醇或酸类使树脂支化度提高、黏度增大,使得该类树脂自身附着力、柔韧性差。其次在制漆过程中加入了大量钛白粉、填料、高吸油量的消光粉致使涂膜机械性能进一步降低,而A1由于使用特殊的改性饱和聚酯树脂,其不仅具有与椰子油脂肪酸改性短油醇酸树脂相当或更好的耐黄变性,而且其附着力、柔韧性有了极大提高,低温也不易出现脆裂现象,完全能够满足家装中对P U哑光白面漆的性能要求。22 固化剂的选择木器涂料中常使用的固化剂有3类:T D I型预聚物、加成物及三聚体;H D I型缩二脲、三聚体;H D I与TDI混合型三聚体(如NPU的coronate 2604等)。其中T D I型固化剂按其合成工艺分有以物理法降低游离T D I含量(如B a y e r L-75)和以化学三聚法降低游离T D I含量(如大部分国产固化剂,商品编号B-50)这两种。如使用H D I型固化剂不仅能够弥补以椰子油脂肪酸改性短油醇酸树脂所制产品的涂膜脆裂问题,还能大幅提高涂膜耐黄变性能,制得真正意义上的耐黄变产品。但由于成本原因,目前市面上大部分木器涂料的固化剂均属TD I型,这也是新修订的HG/T 2454-2006标准没有被广泛采用的一个重要原因。现以A1试样配方测试不同种类固化剂的性能,结果见表3。其中不添加光稳定剂,按n(N C O)/n(O H)=(10～11)∶1配漆,测量色差的试板置于室外曝晒30 d。由表3中B1和B2对比可知,以化学三聚法降低游离T D I含量的固化剂比物理法的产品更有利于提高硬度,增加干性及更好的消光性,但其对涂膜的耐黄变性有不利影响。从分子结构的理论分析三聚体固化剂的耐黄变性应优于其加成物[1],据此化学三聚法固化剂的耐黄变性应优于物理法的产品。但实际的大部分市售产品正好相反,其原因是因为这些以化学三聚法降低游离T D I含量的固化剂生产工艺过程中加入了少量的叔胺或其他碱性的催化剂,反应完成后又加入苯甲酰氯等酸性中止剂以利储存稳定性,正是这些残留的催化剂加快了TD I型固化剂的老化降解变色。由B1和B3对比可知,在T D I型固化剂中少量添加H D I型固化剂对涂膜的耐黄变性能提升并不明显,且使成本大幅提高,即B3中的固化剂性价比较低。由B4可知,其具有最好的涂膜机械性能和耐黄变性能,但成本最高。B4之所以采用两种固化剂混拼是因为木器涂料要适应宽广的施工温度范围,单一的H D I型固化剂在低温下施工干性极慢而造成涂膜性能下降明显且不易消光。因此,综合考虑应选择B1中以物理法降低游离T D I含量的固化剂。近年来市面上有一些厂家为降低成本而把M D I引入到T D I型固化剂的合成中,由于M D I分子有比T D I更明显的泛黄性,因此在P U哑光白面漆中应避免使用此种固化剂。