水性木器二合一白漆的制备与性能研究

data-full-width-responsive="true"> 0　前　言在中国家具产业中，出口家具占有很大比重，随着欧美、日本相继出台各种限制和禁止使用溶剂型木器涂料的法规法令，水性木器涂料成为市场宠儿。作为家具产业的重要原辅料，水性木器涂料的质量直接影响家具的质量水平。水性木器涂料不仅要达到环保要求，而且性能方面也要达到溶剂型木器涂料水平。目前市场上普通使用的水性木器涂料是以水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂为主。水性丙烯酸存在热黏冷脆、柔韧性差、不耐溶剂等缺点。相比较下，水性聚氨酯具有较高的拉伸强度和冲击强度，优异的耐磨性，在木器涂料中得到广泛应用。聚氨酯虽然也存在着耐水差、干燥速度慢、光泽和丰满度较差等缺点，但是聚氨酯分子可以通过合成和改性技术，有效控制树脂组成和结构，可改善其综合性能。本文通过两种水性聚氨酯树脂乳液复配制备了水性木器二合一白漆，其涂膜耐性、硬度和遮盖力完全超过传统面底漆的协作效果，节省了成本，提高了生产效率。1　实验部分11　实验原料水性聚氨酯乳液(PUD)KT200、KT803，自制；消泡剂，道康宁69；其他：助溶剂、分散剂、润湿剂、颜料、防霉杀菌剂、增稠剂等，均为水性体系，市售；传统白色底漆、封闭底漆、普通白色面漆，市售。12　水性二合一白漆制备将水性聚氨酯乳液KT200、KT803按照一定比例加入到容器中，低速搅拌均匀，再依次加入分散剂和消泡剂，搅拌均匀，随后加入颜料，高速分散25～30min，然后用研磨机进行研磨，至细度小于40 m后，转入到调漆容器中，低速搅拌过程中，依次加入助溶剂、润湿剂、防霉杀菌剂和自来水，最后用增稠剂调节体系黏度800～1 000 mPa s，用200目滤网过滤、出料。具体参考配方见表1。13　样板制备按照国家标准GB/T 239992009《室内装饰装修用水性木器涂料》中63的规定，在浅色贴面胶合板上刷涂两道，常温放置7 d。14　性能测试分别按照国家标准GB/T 239992009和GB 244102009《室内装饰装修材料　水性木器涂料中有害物质限量》进行物性和环保性检测，遮盖力按照国家标准GB 172679《涂料遮盖力测定法》进行测试。2　结果与讨论21　树脂乳液的选择水性木器涂料主要由树脂、水、流平剂、润湿剂、消泡剂和成膜助剂等组成，其中树脂是主要成膜物质，树脂性能的好坏直接影响涂膜的耐性。目前水性木器涂料的树脂主要以水性丙烯酸、水性聚氨酯为主，相对于水性丙烯酸树脂的涂膜手感较差、干涩生硬、丰满感差、硬度低等缺点，水性聚氨酯木器涂料具有硬度高、耐性高、成膜性和涂膜手感较好等优点。水性木器二合一白漆的主要成膜物质采用水性聚氨酯树脂，其涂装效果一般为纯白色，这就要求装修后的木器家具长期放置下不能出现泛黄现象。水性聚氨酯树脂根据异氰酸酯的不同，可以分为脂肪族和芳香族。芳香族水性聚氨酯具有明显的黄变性，耐候性较差；脂肪族水性聚氨酯则具有很好的保色性、耐候性。因此，本文首选脂肪族水性聚氨酯树脂研制水性木器二合一白漆。22　树脂配比对涂膜性能的影响KT200树脂是一款高硬度、耐磨好的脂肪族水性聚氨酯树脂，但耐醇性能稍差；脂肪族水性聚氨酯树脂KT803相对较软，且具有优异的耐醇性能。单一的KT200树脂制备的涂料的耐醇性能达不到国标，如与KT803树脂复配，可改善涂料的耐醇性。如表2所示，随着KT803树脂的添加，水性二合一白漆的耐醇性能逐渐提高，但硬度会逐渐下降，当KT200与KT803质量复配比例为4∶6时，水性木器二合一白漆的耐醇性和硬度性能达到最佳。23　消泡剂对涂膜板面的影响传统水性木器涂料使用前或者调颜色时需要充分搅拌，搅拌过程中会产生气泡，若气泡不能及时消除，喷涂过程中板面会出现气泡和针孔，影响性能和美观效果。消泡剂的添加量控制很重要，量少起不到有效的消泡效果，量多会产生其他弊病如缩孔等。有机硅类消泡剂[4]是在木器中使用最多且效果最好的，对比消泡剂用量对水性二合一白涂膜板面的影响，见表3。由表3可知，消泡剂用量在01%～02%时喷板板面有气泡，不能完全消除；用量增加至03%～04%时，喷板板面无气泡，效果最佳；但是用量大于04%后，板面出现缩孔。