摘要：介紹了印紙用聚氨酯涂料的制備方法，討論了樹脂、固化劑類型及交聯速率和分支結構對產品性能的影響，結果表明：該涂料的耐溶劑性、耐磨性優異。
關鍵詞：聚氨酯亮光涂料；耐溶劑性；耐磨性
中圖分類號：TQ630.7文獻標識碼：A文章編號：1009-1696（2013）02-0048-03
0·引言
改革開放以來，隨著人民生活水平不斷提高，居室裝潢布置檔次也逐漸提高，從而對木器家具的創意設計提出了新的要求，自然對現代木器家具的品種、質量與檔次也提出了更高要求［1-2］。貼紙家具以仿木紋逼真，價廉物美受到廣大消費者的青睞，但貼紙家具用涂料高端市場卻一直被國外涂料公司占領，使得家具廠成本居高不下，為了降低家具廠生產成本，提高企業效益，也為了迎合市場需求，我們開發了印紙用聚氨酯涂料。本文重點研究了聚氨酯亮光面漆的耐溶劑性和耐磨性，分析了樹脂、固化劑類型以及交聯速率、交聯程度和分支結構對產品性能的影響，并且通過大量實驗，最終制得了抗劃傷、耐溶劑、耐磨的聚氨酯亮光面漆，且其印刷適性（快干，滿足流水線要求）已完全能取代進口產品，工業化生產得到客戶的肯定。
1·實驗部分
1.1原料
A組分：改性丙烯酸樹脂、改性聚酯樹脂、醛酮樹脂、氯醋樹脂、溶劑，均為工業級。助劑，迪高、斯洛克；
B組分（固化劑）：TDI加成物、TDI三聚體、HDI三聚體；
稀釋劑：甲苯、二甲苯、醋酸乙酯，均為工業級。
1.2實驗設備
SFJ-400研磨攪拌分散多用機，上海現代環境工程技術有限公司；漆膜制備器，上海普申化工機械有限公司；手提式蔡恩杯，臺灣。
1.3配方
聚氨酯亮光面漆A組分配方見表1。
表1 聚氨酯亮光面漆A 組分配方
聚氨酯亮光面漆配套固化劑配方見表2。
表2 聚氨酯亮光面漆配套固化劑配方
聚氨酯亮光面漆配套稀釋劑配方見表3。
表3 聚氨酯亮光面漆配套稀釋劑配方
1.4涂料的配制及涂布
將A組分與B組分按以下施工配比制漆，m（A組分）∶m（B組分）=100∶30，100∶40，100∶50并用稀釋劑將黏度調至16s，將調好的涂料用50μm漆膜制備器均勻涂布于紙張上，在150℃烤箱中烤3min，或120℃烤箱中烤10min后取出，略等片刻，用棉紗布蘸丁酮（MEK）在紙上來回擦拭，以漆膜破壞程度（失光、掉色）來判斷其耐溶劑性；以JM-1型漆膜耐磨儀測試其耐磨性，并用3M膠帶黏剝測試其是否好離型。
1#A組分配1#、2#、3#B組分干速均可，但耐磨性不是很好；3#A組分表面結皮太快，不利于現場操作；4#、5#、6#A組分配1#、2#、3#B組分干速均可，但耐磨性以6#A組分配1#B組分最好。4#、5#、6#A組分配4#B組分干速稍慢，因此配方中需加大催干劑用量，根據現場操作來看，油漆表面應結皮慢，印制后，漆膜實干快，提高印刷速度，最終確認6#A組分配1#B組分為最佳組合，且m（A組分）∶m（B組分）=100∶40時，漆膜耐磨性、耐溶劑性均可，且滿足印刷廠線上操作要求。目前該產品已工業化生產2年，完全取代進口產品，降低了印刷廠成本，提高了效益，受到客戶好評。
1.5聚氨酯亮光面漆的性能指標
聚氨酯亮光面漆的性能指標見表4。
表4 聚氨酯亮光面漆的性能指標
2·現場應用注意事項
（1）夏天用夏用稀釋劑，冬天用冬用稀釋劑；
（2）若紙張粗糙，可用紙張封閉漆打底，再涂布PU亮光面漆；
（3）若客戶要求不同光澤，可添加消光漿，調整至所需光澤度；
（4）若客戶要求產品耐黃變（印制淺色圖案），采用HDI三聚體固化劑；
（5）若客戶對面漆耐溶劑性、耐磨性要求較高，也可用紙張封閉漆打底，再涂布PU亮光面漆。
3·結果與討論
要提高聚氨酯亮光漆膜的抗劃傷性、耐磨性、耐溶劑性，就必須使漆膜表面具備足夠的抗拉、抗壓應力，也就是其表面所表現的柔韌性及剛性要有一個合理的平衡點，在剛性與柔性的結合上，采用丙烯酸與聚酯進行接枝反應，可使硬度、柔韌性和其它性能達到平衡，因為聚酯本身有少量的C=C鍵，它們可與丙烯酸單體進行共聚合［3］。
3.1改善剛性方面
可選擇一些玻璃化溫度較高的單體聚合的丙烯酸樹脂，如丙烯酸、甲基丙烯酸等單體聚合的樹脂其硬度高，干燥迅速，抗張強度大，延伸率低。另外，相對分子質量的分布及大小也很重要，相對分子質量分布均勻則所表現的性能較均一，較低的相對分子質量在漆膜干燥過程中，不會有很大的收縮，這對漆膜的耐“下陷”有較大幫助，但聚合反應的丙烯酸樹脂的官能團分布較隨機，這在一定程度上影響了其與固化劑反應的架橋密度，因此考慮一個與之相容的聚酯樹脂進行接枝必不可少。
3.2改善柔性方面
聚酯樹脂自身的韌性特點，可使漆膜表面富有彈性，提供抗拉能力，但縮合反應的聚酯其官能團的分布較有規則，而為了達到致密的架橋率，宜選擇有分支結構，且分支較多的聚酯樹脂。
總之，要提高漆膜的耐磨性，就必須做到漆膜剛柔相濟，又硬又韌。
3.3固化劑的影響
TDI加成物或其三聚體，對交聯速度有幫助，其表現的干速、硬度較理想，但其交聯質量比不上HDI三聚體系固化劑，從而導致抗劃傷性、耐磨性不理想，且耐候性不佳，然而HDI系固化劑固化慢，過慢的交聯速率易產生許多漆膜弊病，如暗泡、起皺等，且印刷速度低，降低生產效率［4］。
為了解決以上問題，需要催化其反應速度，但如果采用一般的金屬催干劑，其類型、用量要嚴格控制，否則適用期太短，導致涂料報廢，所以在選擇催干劑時要慎重考慮其對適用期的影響及催化促進效率。
3.4A、B組分配比的影響
固化劑用量高，漆膜干速、耐溶劑性均要好些，但若其比例太高，適用期短，不利于現場操作且成本高，客戶也不愿接受。固化劑用量過少，漆膜干速慢，同樣也不利于現場提高印刷速度。固化劑應有一個適當的用量來兼顧漆膜性能，客戶現場應用以及產品成本等。
漆膜的耐磨性和漆膜的摩擦系數也有關系，加入蠟或含氟表面活性劑可以降低涂膜的表面張力，從而降低漆膜摩擦系數，增加其耐磨性［5］。
4·結語
通過樹脂、助劑等材料及其配比的科學設計，研制出耐磨、耐溶劑的印紙用聚氨酯亮光面漆，該產品性價比高，競爭力強，性能滿足客戶要求，已完全取代進口產品獲得工業化生產，受到客戶好評。
參考文獻
[1]耿耀宗.現代木器家具漆生產技術與實用配方［M］.第2版.北京：中國輕工業出版社，2007：1-3.
[2]戴信友.家具涂料與涂裝技術［M］.第2版.北京：化學工業出版社，2008：268.
[3]周罕.抗劃、耐磨2KPU亮光產品的制備［J］.中國涂料，2005（02）：25-26.
[4]虞兆年.涂料工藝［M］.第二分冊.北京：化學工業出版社，1999：350.
[5]洪嘯吟，馮漢保.涂料化學［M］.北京：科學出版社，1997：129.