data-full-width-responsive="true"> 0 引言随着人们环保意识的增强,限制VOC 排放量的法律法规的日益严格,以及石油能源的紧张,促使我国涂料行业向以水性涂料为代表的低污染环保涂料方向发展。木器涂料是涂料工业的重要组成部分,由于
它与人们的生活息息相关,因此,发展水性木器涂料尤为重要。水性木器涂料的主要品种有:水性醇酸涂料、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。由于水性聚氨酯涂料的高性能和低VOC 含量,使其成为发展最快的水性木器涂料品种之一。制备水性聚氨酯涂料大多以聚酯或聚醚多元醇为主要原料,而这类原料大多依赖进口,且价格昂贵。气干性植物油是一类较重要的再生资源,它们被广泛应用于涂料工业中。植物油组分中长链非极性脂肪酸链使涂膜具有良好的疏水作用,同时赋予涂层良好的柔韧性、抗弯曲性和耐寒性;脂肪酸中的不饱和碳碳双键,可通过氧化交联,提高水性聚氨酯的性能。本文采用气干性植物油与三羟甲基丙烷(TMP)醇解的产物,代替传统的聚酯聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,用三乙胺中和,制得自乳化的水性氨酯油乳液。用该水性氨酯油乳液制备了性能优良的水性聚氨酯木器涂料,并对影响乳液性能的各种因素进行了探讨。1 实验部分11 主要原料和试剂三羟甲基丙烷(TMP),进口;甲苯二异氰酸酯(TDI),进口;二羟甲基丙酸(DMPA),江西红都化工厂;三乙胺(TEA),天津化学试剂三厂;丙酮,西安化学试剂厂;有机锡催化剂,天津市冈吉工贸公司;气干性植物油,工业一等品;聚醚多元醇;小分子多元醇;LiOH 等。12 水性氨酯油乳液的制备在四口烧瓶中加入气干性植物油、三羟甲基丙烷以及少量LiOH 和抗氧剂,搅拌均匀,升温至240℃,在氮气保护下反应1~2 h。在此期间,每隔05 h 测乙醇容忍度,当乙醇容忍度达最大值时即表示醇解反应到达终点,制得淡褐色醇解物。按配方量在四口烧瓶中加入上述醇解物、DMPA、聚醚多元醇、小分子多元醇和适量丙酮并加热至溶解,然后在1 h 内滴加完TDI,在55~70℃下恒温反应数小时,最后用正丁二胺法滴定-NCO 的含量,确定终点。到达滴定终点后,将物料冷却至室温,加入三乙胺中和,随后加入水和乙二胺的混合液进行扩链反应,至无游离-NCO 基团存在时停止反应。减压蒸馏除去丙酮,制得泛蓝光的白色水性氨酯油乳液,其性能指标见表1。表1 水性氨酯油乳液的性能指标
13 水性聚氨酯涂料的制备131 清漆的制备水性聚氨酯清漆配方见表2。表2 水性聚氨酯清漆配方
在水性氨酯油乳液中依次加入水性催干剂、流平剂和助溶剂,搅拌均匀,用去离子水调节至最佳喷涂黏度。132 色漆的制备水性聚氨酯色漆配方见表3。表3 水性聚氨酯色漆配方
在钛白粉中加入分散剂、水及消泡剂,在砂磨机中研磨至细度达到要求,再加入水性氨酯油乳液、水性催干剂、流平剂以及助溶剂,搅拌均匀,最后用去离子水稀释至规定的喷涂黏度。133 性能测试按HG/T 38282006《室内用水性木器涂料》测定涂料性能,结果见表4。表4 水性聚氨酯涂料的性能指标
2 结果与讨论21 植物油的选择与油度的确定常用的植物油有:豆油、亚麻油、桐油等。亚麻油、桐油干性较好,但漆膜颜色较深,桐油在合成中容易发生凝胶,使反应不易控制,因此,笔者采用颜色较浅的豆油,虽干性不如亚麻油,但可以通过调节油度使合成的树脂具有合适的交联密度。树脂的油度对漆膜性能有重大影响。树脂油度过长,漆膜表干慢,硬度低,耐久性不好;油度过短,漆膜表干虽快,但由于漆膜固化所需的双键含量较低,漆膜实干较慢,且干后漆膜易发黏[1]。试验表明:适宜的油度为50%~55%。