水性氟碳木器清漆的研究

data-full-width-responsive="true"> 1 引言以水性氟树脂为主要成膜物的水性木器漆近年来备受涂料界的关注。本公司研制的F500系列水性氟树脂涂料具有优异的耐候性、耐沾污性及自洁性。由于F500水性氟树脂的Tg 较低，因此不能满足水性木器漆硬度的要求。本试验通过添加高硬度硅丙乳液对其进行改进后，不但使漆膜硬度大大提高，还保留了水性氟碳漆的其它优异性能。2试验部分21试验原料试验原料有：水性氟树脂F500-1、硅丙乳液、去离子水、乙二醇丁醚、消泡剂、润湿剂、中和剂、防腐剂、流平剂、增稠剂。22水性氟碳木器清漆的配方水性氟碳木器清漆的配方见表1。23制漆工艺将水性氟树脂F500-1、硅丙乳液投入到搅拌缸中，加入去离子水，搅拌均匀后，加入润湿剂、乙二醇丁醚、消泡剂、防腐剂、中和剂,分散10min,最后投入流平剂及增稠剂调节至标准黏度，检测合格后，过滤包装。24 产品性能产品性能见表2。3 结果与讨论31树脂的选择单独使用F500-1 水性氟树脂成膜后的漆膜硬度达不到标准要求。为了解决这一问题，在不影响产品其它性能的基础上，通过对比试验来进行筛选与水性氟树脂相匹配的乳液。试验证明，高Tg 的硅丙乳液与F500-1 混拼后，漆膜硬度不但能够达到标准要求，而且漆膜光滑亮泽，手感极佳。32助剂的影响及选择(1)成膜助剂的影响及选择水性氟碳木器漆的成膜助剂与其它类型的水性漆的成膜助剂一样，都是相对分子质量数百的高沸点化合物，多为醇、醇酯、醇醚类。成膜助剂的作用是有效地降低树脂的最低成膜温度，改善成膜效果，控制涂膜干燥时间，降低体系的表面张力，改善润湿效果。控制成膜助剂的添加量，是产品成膜优劣的关键所在。一般可以采用以下方法来确定成膜助剂的最佳用量。按乳液聚合物质量的5%-10% 添加成膜助剂。按照配方量称取树脂，低速搅拌下逐渐加入成膜助剂。高速分散15min后，用100um的湿膜制备器在玻璃板上制膜，直到玻璃板上形成一层平整的连续漆膜为止。用上述方法的试验结果来考查成膜助剂的最佳用量以及成膜助剂与树脂的相容性，大致可以产生以下3 个结果：(1)漆中产生结块，即絮凝物，则说明成膜助剂与树脂的相容性差；(2)表干后的漆膜产生裂纹或麻点，则说明成膜助剂的用量不足；(3)成膜后漆膜清亮、无表面缺陷，则说明此时为成膜助剂的最佳用量。试验证明，乙二醇丁醚与水性氟树脂的相容性极佳，能显著降低漆膜的表面张力，改善润湿效果，并且有效控制漆膜的干燥时间。所以，乙二醇丁醚是水性氟碳木器漆中成膜助剂的最佳选择。(2)基材润湿剂的影响及选择实际上，各种木材的表面张力均低于水，因此，如果不对水性涂料进行表面张力的调整，涂料就无法均匀、完整地涂覆于木材表面。而基材润湿剂会很好地解决上述问题。润湿剂是指能使液体涂料沿基材表面展布的助剂。对高质量的涂料施工来说，这是必要的。而水性木器漆的涂装方式，对产品润湿性的要求更为苛刻。通过添加润湿剂，能有效降低体系的表面张力，从而改善漆样对基材的润湿性，并促进了消泡剂与体系的相容性。当然，润湿剂也是一种表面活性剂，也会有起泡和稳泡的作用。所以应尽可能选择润湿性好而低泡的润湿剂。TEGO WET 270在具备上述特点的同时，还具有良好的再涂性、优异的防缩孔能力及流动促进性。通过添加该助剂，有效防止了缩孔以及附着不良等漆膜缺陷的产生。4讨论与分析41漆膜的硬度水性氟树脂的成膜机理与丙烯酸乳液的成膜机理一样，即都是粒子聚集融合的过程。若要得到高硬度的漆膜，则树脂的Tg 要足够高。而Tg 越高，则树脂的成膜温度越高。在室温下很难达到这一要求。虽然可以添加成膜助剂降低成膜温度，但温度降得有限，因为成膜助剂加多了，一方面影响漆膜性能；另一方面增加涂料的voc，这与现今的环保法规相违背。单一的水性氟树脂很难达到这一要求，这种问题一般可以通过2 种方式解决：(1)通过混拼高Tg 的乳液来进行改善；(2)通过添加蜡乳液表面处理剂，也可提高漆膜硬度。本产品通过第一种方式，即添加了高!/ 的硅丙乳液，有效提高了漆膜的硬度。42漆膜的丰满度与光泽由于水性木器漆的成膜物质的固体含量普遍较低，一般在30%-50%,因此必然会降低漆膜的丰满度和光泽度。水性氟树脂F500-1 的固体含量为48%;，成膜后漆膜密实而均匀，光滑亮泽，比其它的水性木器漆的成膜物质对漆膜的丰满度和光泽度影响要小得多。43漆膜的附着力所有用于木器涂装的面漆，对于木材及相关的底材必须有良好的附着力。它们必须和其它的涂层，如着色剂、底漆及中面漆、填充剂、染色面漆等相互结合，形成一个具有耐挠曲、坚韧且耐久的涂膜。因此，在设计产品配方的同时，不仅要对素材的附着力多做考虑，对各涂层之间的附着力也不能忽略，即层间附着力与素材附着力两者均好，才是优异的附着力。由水性氟树脂F500-1 制成的木器清漆，其渗透能力较强，不但能与素材牢固结合，而且各涂层之间也具有极其优异的附着力。其中的各个涂层可以是丙烯酸体系、水性聚氨酯体系，也可以是水性醇酸体系等，其适用范围非常广泛。5 结语通过对水性氟碳木器清漆的试验研究，发现水性氟碳木器漆的许多性能特点是其它类型水性木器漆无法比拟的。其优异的耐候性、耐沾污性、自洁性、附着力及丰满度等性能特点，特别适合户外木器的装饰及保护。当然，由于Tg较低而导致的硬度不高，也为水性氟树脂的发展指明了方向。随着水性木器漆受关注程度的不断提高，水性氟碳木器漆会有更加美好的前景。