水性聚氨酯改性丙烯酸木器涂料

data-full-width-responsive="true"> 1 前 言木器漆不仅具有装饰美化作用，而且对木材有很好的保护、延长使用寿命的作用。目前，在家居木器涂料方面，多数为溶剂型硝基漆、聚酯漆、聚氨酯漆。这些溶剂型产品VOC 相应高，在施工过程中或施工以后，挥发出大量的有毒有害气体和游离TDI，直接危害人们的健康。随着人们环保意识的增强，特别是各国环保法规对涂料体系中挥发性有机化合物(VOC)含量的严格限制，使得涂料未来的发展趋势不得不转向水性方面。水性木器涂料品种主要有醇酸水分散体涂料、丙烯酸水分散体涂料、聚氨酯水分散体涂料和双组分聚氨酯涂料等。醇酸水分散体涂料干性较差，保光性不好，在贮存过程中会水解，影响涂膜的性能；丙烯酸水分散体涂料的外观和耐化学性较差；高性能的水性聚氨酯涂料由于聚氨酯乳液高昂的价格限制了它的广泛应用。以下介绍采用水性聚氨酯分散体与丙烯酸类单体反应制备的具有核／壳结构的聚氨酯改性丙烯酸水性木器涂料。2 实验部分21 主要原材料水性聚氨酯分散体，D o w chemical company，成膜助剂和助溶剂（广州新建精细化工厂），蜡乳液（广州市德隆化工贸易有限公司），上述产品均为工业级；醇酯-12（天津市北慧精细化工有限公司）；二乙二醇乙醚（天津市外环化工有限公司）；BYK-333、BYK-3 4 1 、B Y K - 3 4 6 ，B Y K 公司；Texanol 酯醇（美国伊士曼公司）。22 水性木器涂料配方(见表1)3 影响涂料性能的因素31 树脂的选择用于水性木器漆的丙烯酸乳液大都是常温自交联型的乳液，品种有纯丙、苯丙、乙丙等。丙烯酸乳液在聚合过程中通过引入特殊的交联性单体、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。虽然具有涂膜颜色浅、透明度高、不变黄、涂饰的木器制品不易变色等优点，然而丙烯酸水分散体涂料的外观和耐化学性较差，限制其只能用于中低档的木器产品。水性聚氨酯分散体的优点是有很好的硬度、耐磨性、耐水性、柔韧性、耐久性和耐化学性，其缺点是价格昂贵，这大大限制了其在中低档木器上的应用。综合考虑价格与涂料性能两个因素，采用以聚氨酯分散体为内核，表面包覆丙烯酸乳液的方法。具体操作如下：在聚氨酯乳液中加入部分乳化剂，搅拌分散均匀，再加入甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸酯等单体，强力搅拌1h，得到稳定的预乳化液Ａ。将过硫酸铵用水溶解配成溶液Ｂ。取预乳化液Ａ和溶液Ｂ各1/4加入四颈瓶中，加入pH缓冲剂NaHCO3 溶液，搅拌升温至80℃。反应约05h，滴加剩余预乳化液Ａ和溶液Ｂ，3h左右滴完。滴加完后，剩余的溶液Ｂ一次性全部加入。保温反应2h，得到具有核/壳结构的混合分散体。通过不断试验，得到最佳性能价格比的搭配比例为丙烯酸混合单体：水性聚氨酯分散体＝ 2～3∶1。32 成膜助剂的选择成膜助剂的选择关系到能否得到正常、良好的漆膜，这里选用醇酯-12、二乙二醇乙醚和Texanol酯醇进行试验，结果如表2 所示。从结果可能看出，选择Texanol酯醇作成膜助剂时效果更好。33 润湿流平剂对涂料的影响丙烯酸乳液的表面张力较高，润湿性较差，要实现良好的润湿、铺展效果，必须选择适当的基材润湿剂。基材润湿剂主要为各类表面活性剂：非离子(如烷氧基醚类)、阴离子、炔二醇类、聚醚改性聚硅氧烷类。由于聚醚改性聚二甲基硅氧烷类兼具用润湿和消泡的作用，这里选用BYK-333、BYK-341、BYK-346 进行实验，结果见表3。从实验结果可以看出，选用BYK-341 比较合适。