摘要 : 以丙烯酸聚氨酯分散體 ER -05 研制的水性木器涂料性能優(yōu)良 , 通過對涂料中各種助劑的選擇 , 確定了它們在涂料中的合理配比 , 生產(chǎn)出滿足市場需求的水性木器涂料。
關鍵詞 : 丙烯酸聚氨酯核 / 殼結構分散體 ; 水性木器涂料 ; 水性涂料助劑
近年來 , 我國不斷出臺了一些環(huán)保法規(guī)來限制室內裝飾裝修材料中有害物質的排放 , 因此 , 在許多場合溶劑型漆在家庭裝修上受到了限制 , 水性木器涂料在這種形勢下得以長足發(fā)展。水性涂料因以水代替溶劑 , 大大降低了 VOC 的排放 , 從而逐漸受到廣大消費者的青睞。從環(huán)境、生態(tài)、人類自身健康著眼水性涂料的未來 , 無疑是涂料發(fā)展的方向之一。本文討論了該涂料主要原料的選擇、配方和性能測試結果。
1 實驗部分
1 . 1 原材料及規(guī)格水性木器涂料用原材料及規(guī)格見表 1 。
表 1 水性木器涂料用原材料及規(guī)格
1 . 2 生產(chǎn)工藝
先用 AMP -95 將 ER -05 乳液的 p H 值調至 8 ～ 9 , 然后加入成膜助劑、潤濕流平劑、消泡劑進行分散混合 (1 ～ 1 . 5) h , 用增稠劑調節(jié)粘度至合適的施工粘度 , 檢測性能指標并刷板確認合格后過濾 , 包裝。
2 結果與討論
2 . 1 成膜助劑的選擇
乳液只有在外界環(huán)境溫度高于其最低成膜溫度 (MMF T) 時才能形成一張完整、連續(xù)的涂膜。但是如果成膜助劑選用不當就會造成成膜困難、涂膜失光 , 更有甚者會影響到后期的儲存穩(wěn)定性。試驗中先將成膜助劑用 ER -05 乳液配成 2 % 、 2 . 5 % 、 3 % 、 3 . 5 % 質量分數(shù)的混合液 , 并在 2 ℃ 的冰箱中放置 3h 后刷板 , 觀察 ER -05 涂料的成膜情況 , 其結果如表 2 所示?？梢姵赡ぶ鷦┯昧吭?3 % 以上時低溫成膜性能良好。
表 2 成膜助劑用量與低溫成膜情況
然后 , 選定成膜助劑用量為 3 % 的試樣作 50 ℃ 熱儲存穩(wěn)定性試驗 , 并觀察試樣的粘度變化情況見表 3 。從中發(fā)現(xiàn)兩種成膜助劑對涂料液熱穩(wěn)定性的影響完全不同 : 加入醇酯 -12 后對 ER -05 涂料的穩(wěn)定性有較大的影響 , 熱儲存期只有半個月左右。但二乙二醇乙醚可提高涂料液的熱穩(wěn)定性 , 50 ℃ 時存放 1 年也不會凝膠。因此 , 經(jīng)過試驗選用二乙二醇乙醚作為成膜助劑。
表 3 成膜助劑對涂料液熱穩(wěn)定性的影響 ( 50 ℃ )
2 . 2 潤濕流平劑的選擇
潤濕流平劑對涂膜的外觀、光澤和消泡效果都有很大的影響。如果潤濕流平劑選用的不合適 , 涂膜則會出現(xiàn)刷痕重、桔皮、縮孔和有難以消除的氣泡等缺陷 , 嚴重地影響涂膜質量 , 從而給產(chǎn)品帶來負面影響。試驗中使用的潤濕流平劑有 : B YK -346 、 W -77 和 450 三種 , 試驗情況如表 4 所示。
表 4 潤濕流平劑試驗情況
由表 4 結果可以看出流平劑 450 較為合適 , 效果最好。
2 . 3 消泡劑的選擇
消泡劑是一種低表面張力的物質。因此 , 當消泡劑的品種和用量使用不當時會產(chǎn)生縮孔、針眼、起泡不消等缺陷 , 并且如果消泡劑和乳液搭配不當 , 在以后的儲存過程中消泡劑的消泡效率會下降 , 從而影響產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性。試驗所用消泡劑品種有 : BYK-037 、 808 、 024 、 D -1293 、 SA -3 、 825 和 822 。試驗情況如表 5 所示。
表 5 消泡劑的消泡情況
從以上消泡情況可以看出 , 消泡劑 808 和 822 的消泡效果好 , 二者的加入范圍都較寬 , 很適合 ER -05 體系。但 808 的加入量較 822 少得多 , 故從經(jīng)濟角度考慮選用 808 為消泡劑。
2 . 4 增稠劑的選擇
增稠劑不僅在施工時可控制涂膜的流變性能 , 同時又可使體系增稠 , 增加涂膜在立面上的抗流掛性能 , 所以選增稠劑要兼顧高、中、低各種剪切速率下的流變性能。經(jīng)過試驗選用 RM -2020 和 SN -612 為體系增稠劑 , 并根據(jù)施工要求控制體系粘度 ( 涂 -4 杯 ) , (20 ～ 50) s 為好。
3 水性木器涂料配方的確定及涂膜性能檢測
3 . 1 配方的確定
經(jīng)過上述條件試驗 , 最終確定了 ER -05 乳液的水性木器涂料基本配方見表 6 。添加適當?shù)南夥劭芍瞥蓡」馄帷?
表 6 ER -05 水性木器涂料基本配方
3 . 2 性能檢測根據(jù)表 6 配方 , 按照涂料生產(chǎn)工藝配漆 , 制板檢測涂膜性能如表 7 所示。
從表 7 結果可以看到 , 以 ER -05 乳液生產(chǎn)的涂料綜合性能較好 , 除一般性能外 , 水浸不泛白 , 吸水率較低 , 對溶劑有一定的耐受性 , 耐污漬性較好、凍融穩(wěn)定性好等 , 完全可以滿足一般木器裝修涂料的要求。其中良好的耐水性和低吸水率使得施工和使用中涂膜不會出現(xiàn)泛白現(xiàn)象 , 優(yōu)異的凍融穩(wěn)定性保證了冬季運輸和貯存的安全 , 這些水性木器涂料經(jīng)常碰到的重要問題得到了很好的解決。根據(jù)基本配方可制成清漆、啞光漆和各種色漆。
表 7 涂膜性能檢測指標
4 結 論(1) 成膜助劑的種類對乳液的穩(wěn)定性有較大的影響 , 用量對成膜性有很大影響。對 ER -05 乳液體系 , 成膜助劑應選用二乙二醇乙醚 , 其用量應在 3 % 以上。所選用的各種助劑對配方進行了優(yōu)化。
(2) 以水性丙烯酸改性聚氨酯分散體 ER -05 為基料 , 并配以合適的助劑制備而成的水性木器涂料綜合性能優(yōu)良。在基本配方的基礎上可制成清漆和不同光澤的啞光漆 , 也可制成各種色漆。
(3) 該水性木器涂料主要適用于家庭裝修 , 現(xiàn)已投放市場 , 具有很好的市場前景和經(jīng)濟效益。
