單組分室內(nèi)裝修用水性木器涂料的研制_圖文_百度文庫

1、單組分室內(nèi)裝修用 水性木器涂料的研制U刖看我國現(xiàn)有木器涂料大多以溶劑型聚氯酯、硝基 涂料為主,它們的VOC含量鞍高,在滌裝中產(chǎn)生大量 的有機溶劑,不僅對體造成傷害、對大氣造成污 染,而且也造成了資源的浪費。而水性木器涂料以 其低毒無味,節(jié)能、環(huán)保等特點,隨著人們環(huán)保 意識的增強,越來越受到市場的歡迎。水性木器浩裝體系可分為家庭賓館的裝修用涂 料和家具涂裝用涂料體系。其中室內(nèi)裝修涂料要求 較低的施工溫度,而家具涂料的耐磨性,硬度耐水性等有更高的要求。 針對室內(nèi)裝修涂料的要求標準,選用了單組 分丙烯酸乳液及單組分丙烯酸改性聚氯酯分散體 (PUD進行了系列實驗。1試驗部分11試驗主要原材料進口丙烯酸

2、乳液,單組分丙烯酸改性聚氯酯分 散體(PUD,成膜助劑,潤濕劑,消泡劑.流平劑,蠟 份,蠟乳液,氣相二氧化硅,滑爽劑,殺苗劑。12參考配方(見表11寰I試驗配方序號原料名稱m/g高光面溱半光面漆 啞光面漆乳液滿品州 消泡劑 滑爽劑 蠟乳液氣相=氧化硅蠟扮 殺菌荊DPM二丙=醇單甲醚 DPnB二丙=醇單T醚丙=醇 增稠漣平劑消泡劑 合H水性木器涂料 :2m M 帥mO 023456789min二Hj1.3配制工藝將乳液投入到攪拌缸中,加入去離子水,攪拌 均勻后,加入AMP一95、潤濕劑,消泡劑、滑爽 劑、消光劑、殺菌劑、成膜助劑分散15mini加入 丙二醇及增稠流平劑調節(jié)黏度;最后加入消泡劑,

3、攪拌510min,過濾出料。1.4性能測試涂料的性能指標及檢測結果見表2。表2產(chǎn)品性能2結果與討論2.1基料的選擇水性木器涂料配方中的成膜基礎是聚合物乳液 或分散體.一般占體系的80%以上甚至更高,其應用 將直接關系到涂料綜合性能好壞。單組分水性聚氨酯分散體和水性丙烯酸聚氨酯 分散體的耐磨性、硬度、流平性、柔韌性等性能相 對優(yōu)異,但是通過對一些國產(chǎn)及進口的分散體進行耐 醇性能測試時發(fā)現(xiàn),其涂膜無一例外均出現(xiàn)發(fā)白破壞 現(xiàn)象,耐水測試時則出現(xiàn)不同程度的發(fā)白失光。 采用丙烯酸乳液制得的涂料的流平性及涂膜的 柔韌性均不及聚氨酯分散體,但是在耐水、耐堿、 抗粘連方面更有優(yōu)勢,最終選擇了具有核殼結構的 自

4、交聯(lián)型丙烯酸乳液作為成膜物質。2.2助劑的選擇水性木器涂料中常用的助劑有成膜助劑、潤濕 劑、消泡劑、流變助劑、表面控制助劑、消光劑等。 2-2.1成膜助劑成膜助劑是水性木器涂料助劑添加物中最為重 要的成分之一,直接影響涂膜干燥、硬度、初期的 耐水性、低溫施工成膜性、貯存穩(wěn)定性等因素。好 的成膜助劑必須具有環(huán)境安全、添加量少、干燥快 以及高效性的特點。使用單一的成膜助劑很難獲得 多方面性能的平衡,因而常通過兩種或兩種以上的 成膜助劑來搭配使用。成膜助劑在水性涂料中使用,除了能有效地降 低體系的最低成膜溫度,另外一個重要作用就是增 加樹脂的流動性,提高涂膜表面平整程度,所以體系 中成膜助劑的種類和

5、用量會對涂膜最終表觀形態(tài)產(chǎn) 生一定的影響。當加入量少時,涂膜的光澤度隨加 入量的增加而上升,說明乳膠粒子的融合越來越充 分,當超過一定的量時,光澤反而呈下降趨勢。這是 由于溶劑的揮發(fā)導致體系在垂直和平面上出現(xiàn)表面 張力差,從而影響涂膜的平整性。成膜助劑在涂膜中的遷移速度和在空氣中的揮 發(fā)速率將對水性木器涂料成膜后的硬度展現(xiàn)產(chǎn)生影 響。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)Texanol、DPnB、TPnB、BCS 等成膜助劑中,DPnB的硬度展現(xiàn)最快。成膜助劑是水性木器涂料中主要的VO C來源, 所以必須要考慮成膜助劑的成膜效率。經(jīng)過試驗,針對A乳液,在5條件下良好成膜 的最低用量由多到少依次是PnB、DPM,B CS

6、、 DPnB、TPnB、Texanol,所以綜合考慮VOC、初 期硬度展現(xiàn)以及表干等因素,將DPM￥IDPnB搭配 使用后效果較好。水性木器涂料是以水為分散介質的體系,水的表面張力高達7.2Nm/m,要想得到平整的涂層必須添加一定量的表面活性劑以降低體系的表面張 力,但是表面活性劑具有起泡及穩(wěn)泡作用,使得在生 產(chǎn)和施工過程中都極容易產(chǎn)生泡沫且難以消除。所 以作為水性木器涂料潤濕劑,除了能有效降低表面 張力、相容性好,不會引起重涂和附著力下降的問 題外,還應具有低起泡、不穩(wěn)泡的特點。潤濕劑除了對基材潤濕有顯著作用,還調整涂 膜干燥過程中表面張力不平衡,改善涂料的流動與 流平,是實現(xiàn)涂膜平整度控制

7、的主要因素。潤濕劑的起泡及穩(wěn)泡試驗可采用以下方法:取50g乳液加入潤濕劑0.2g,3000r/min分 散5min后取40g倒入量筒觀察體積變化,試驗中對 6種不同的潤濕劑進行了比較,見圖1。乏、.k:專j蟶凝:3潞U I Z j 0a Z4時間/h圖1不同潤濕劑起泡及穩(wěn)泡試驗從圖1可知,3#潤濕劑和2#潤濕的抑泡性非常 好,遠低于空白樣品,l#潤濕劑不起泡,但是有一定 的穩(wěn)泡性,4#潤濕劑既易起泡又穩(wěn)泡,效果最差。 將1#、2#、3#潤濕劑搭配同一種消泡劑再次進 行起泡穩(wěn)泡試驗,見圖2。從圖2可知,3#潤濕劑的效果依然很好,而原本 與效果不錯的2#潤濕劑與消泡劑并用后,效果大大 下降,與1#

8、潤濕接近。將其按照實際配方配成涂料后,刷板觀察發(fā)現(xiàn),9l|_心I警沁l 心 k、.一 國 u l Z 345624時間/h圖2不同潤濕劑分別和同一消泡劑搭配后效果 加入3#潤濕劑的涂膜基本無泡,而1#和2#都有些許 起泡存在,與上述試驗相符。2.2-3消泡劑一般來說消泡劑分為抑泡劑和破泡劑兩種,抑 泡劑的作用是抑制水性木器涂料在外力的作用下產(chǎn) 生泡沫,而破泡劑主要是在已生成泡沫膜的表面迅 速擴散并吸附表面活性劑,破壞泡膜的表面張力平 衡,使之破裂。所以常常兩種搭配效果比較好。將 抗起泡性好的潤濕劑搭配強抑泡性的消泡劑和破泡 效果好的消泡劑,能得到很好的效果。表面控制助劑一方面通過均衡干燥過程中

9、的表 面張力,實現(xiàn)均勻干燥和流動,降低表面粗糙,另一 方面在干燥過程中集中在表面,形成光滑涂膜,增加 滑度和其他特殊性能,如抗劃傷能力、抗粘連等。 2.2_5消光劑消光劑是用來控制水性木器涂料涂膜光澤度的 添加劑,對于水性木器清漆來說,應盡可能選擇對涂 膜的透明度影響較小的產(chǎn)品。目前使用較多的消光 劑有氣相二氧化硅、蠟粉、蠟乳液等。試驗中選擇 了兩種不同粒徑的氣相二氧化硅、兩種蠟乳液、一 種蠟粉做了對比試驗,具體效果見表3。表3不同消光劑的試驗結果消光劑 消光效果 透明性影響 抗粘連 對硬度影響 漆膜柔韌性影響 起泡性氣相二氧化硅A 氣相二氧化硅B 蠟乳液A蠟乳液B蠟粉一般一般好用于高光一般好較好差好較好差差好好較好高高低低高柔韌柔韌脆脆較柔韌高 較高 低 低