水性树脂复配与成膜助剂选择对单组份水性木器漆性能的影响
水性涂料配方中性能的调整——耐水性
水性涂料配方中性能的调整——耐水性水性木器漆基料在合成时使用相当数量的表面活性剂，或采用亲水性单体合成聚合物，从而导致成膜后的漆膜耐水性不良，使得漆膜变软，硬度下降，强度变差，吸水率越高的漆膜强度损失越大，所以水性木器漆应该是吸水率越小越好。
吸水率大小与漆膜浸水后是否泛白并无对应关系，泛白现象是光线折射发生了改变所引起的，是存在于漆膜中的水分子与聚合物链段对光线共同作用的结果。
有些吸水率高的漆膜浸水后明显泛白。
所以，仅从浸水后泛白性能不能判断漆膜的亲水性和耐水性高低。
大多数漆膜吸水泛白后，重新干燥可以恢复透明状态。
但是对于较厚的漆膜泛白恢复的过程可能很长，有时长达数周。
也曾观察到在室温下，有的漆膜长期干燥不能回复透明状态的现象，究其原因一是漆膜太厚，水分不能完全迁移出来；也可能漆膜浸水后引起聚合物的分子结构发生了变化，折光性能改变，这种变化是一个不可逆的过程，从而泛白不能恢复。
调整水性涂料的耐水性可以从三个方面考虑：1）水性树脂，如水性聚氨酯、水性丙烯酸的聚合物结构乳液聚合时用的表面活性剂的都是两亲的，即一端有亲油性，另一端有亲水性。
聚合完成后这些表面活性剂仍然存留在乳液中，成膜后残留在漆膜内，遇水后亲水基与水作用，促使水在漆膜中更多地渗透、扩散和迁移，增大了吸水率。
为了克服表面活性剂的不利影响，现今已可采用无皂聚合法制备乳液，乳液聚合时合成的乳液耐水性有显著提高。
不同乳液或水分散体吸水率有很大差别低的在10%以下，高的可超过100%，主要由聚合物的结构决定。
聚合物分子中的亲水结构及合成时所用的亲水单体对漆膜的吸水率和耐水性有极大的影响。
（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸羟乙酯，（甲基）丙烯酸羟丙酯、马来酸酐、二羟甲基丙酸、而羟甲基丁酸等亲水单体可以改善聚合物在水中的分散性，有利于乳液或水分散体的形成和稳定，同时又带来成膜后漆膜吸水率升高，耐水性下降等缺点。
聚氨酯结构中有聚乙二醇链段时吸水率会增大；而有聚酯结构的聚氨酯水解降解的可能性大，耐水性会受影响。
助剂在水性涂料中的作用及对其性能的影响
助剂在水性涂料中的作用及对其性能的影响关键词：涂料助剂涂料施工性能新型涂料1·前言在1929年，表面活性剂首次被引入乳液聚合的领域，出现第一批乳液聚合专利，为发展水分散乳液体的涂料奠定了基础。
水性涂料以水为分散介质和稀释剂，最突出的优点是分散介质水无毒无害、制造和贮运无燃爆危险，不污染环境，解决常温溶剂型涂料VOC(挥发性有机化合物)过高的问题，同时还具备价廉、不易粉化、干燥快、施工方便等优点。
2·助剂在水性涂料中的作用涂料助剂被认为是涂料产品的一类重要组成材料，它可以改进生产工艺、改善产品性能，提高涂料施工性能、减少对环境的污染，开发新型涂料特殊功能，推出各种功能的水性涂料。
尽管绝大多数助剂在涂料中使用的相对比例不高，但往往对提高和改善涂料和涂膜的性能却能起到十分关键的作用，因此越来越受到业界人士的重视。
在某些产品中甚至已到了离不开它的程度，涂料助剂由于其功能的各异而品种繁多。
据不完全统计，估计达几千种之多，主要有成膜助剂，润湿剂、分散剂、消泡剂，增塑剂，增稠剂，防冻剂、流平剂、防霉剂及防腐剂、pH调节剂等。
2．1成膜助剂成膜助剂又称凝聚剂、聚结剂，通常为高沸点溶剂，成膜助剂的作用如同一种“临时”增塑剂，用以降低聚合物的玻璃化温度(Tg)，一旦颗粒变形与成膜过程完成后，成膜助剂会从涂膜中挥发，从而使聚合物Tg值恢复至初始值。
通常情况下，大多数成膜助剂在室温下挥发比水滞后1—2小时，因此，成膜助剂应该由挥发性较慢的溶剂组成。
作为成膜助剂的最大先决条件就是在干燥过程中，水分挥发，而成膜助剂仍留在涂层中，它最后从涂层中自行挥发。
通常应用于涂料的胶乳都具有较低的玻璃化转变温度(Tg)．如VAE乳液的在一3℃左右，因此．在大多数气温高于5℃条件下．这些乳液都可以正常成膜，而成膜助剂的加入，对加速涂膜干固起到了一定的作用。
图1是乙二醇作为成膜助剂时，对丙烯酸涂料干固时间的影响。
由图1可见，随着乙二醇掺量的增加，涂膜的干固时间也随之降低。
聚氨酯丙烯酸水性木器涂料附着力影响因素的研究
2. 2 木材粗糙度对涂膜附着力的影响
漆膜 剥 落 率 : 按 ASTM —D219 法 采 用 刀 片 试 验 或 刀 刮 试验 。
部 ,其结果是涂层与基材的相互介入 。涂层物理吸附作用的 大小取决于二者接触面积的大小 (渗透越深 ,接触面积越大 ) 及相互缠绕的程度 ,而缠绕的几率取决于涂料基料的支化结 构 、活性官能团浓度及涂料固化后的交联密度 ,适宜的支化结 构和交联密度有助于形成缠绕 。对于木材 ,可以通过提高表 面的多孔性和粗糙性 ,提高了与涂膜的接触面积 ;另外应对木 材表面进行除油 、除污等表面处理 ,清除基材表面孔隙中的杂 质 ,有利于涂料对基材的润湿和扩散 ,以提高涂膜的附着力 。
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孔 霞等 :聚氨酯丙烯酸水性木器涂料附着力影响因素的研究
从图 1可以看出 ,随着漆膜厚度的增加 ,附着力降低 。这 是因为在漆膜厚度增大以后 ,水难以挥发 ,造成涂膜在垂直底 材方向上的收缩经过累积而增强 ,使涂膜与底材间的作用力 削弱 ;另外 ,测试时漆膜内部的受力部位变大 ,垂直方向上任 何一个部位因为应力被破坏都会影响到该部位的完整程度 , 因此更容易产生外观上的不完整 ,使涂膜的附着力差 。所以 , 在保证漆膜使用性能的前提下 ,漆膜尽量薄对附着力有利 。 另外在实验中还发现 ,底漆的涂布量对整个涂膜的附着力也 有影响 。选用不同底漆漆膜厚度的样板涂布面漆 ,发现随着 水性封闭底漆的涂布量的增加 ,漆膜的附着力先增大后又降 低 ,封闭底漆直接与木材接触 ,漆膜渗透到木材表面的毛细导 管和其他细小沟槽里 ,增加了涂层与基材之间接触的活性点 , 涂布量太小 ,涂料与基材不能形成足够的活性点 ,附着力较 低 ,随着封闭底漆涂布量的增加 ,涂层与基材接触的活性点增 加 ,涂料渗透加深 ,接触面积增大附着力上升 。但涂布量太 大 ,部分涂料不能够渗透到木材的毛细空隙结构中而堆积在 表面 ,导致附着力降低 。
水性木器涂料配方
水性木器漆成分组成水性木器漆是以水为分散介质和稀释剂的涂料，与常用的溶剂型涂料不同，其配方体系是一个更加复杂的体系。
配方设计时，不仅要关注聚合物的类型、乳液及分散体的性能，还需要合理选择各种助剂并考虑到各成分之间的相互影响进行合理匹配。
有时还要针对特殊要求选用一些特殊添加剂，最终形成适用的配方。
一配方的基本组成水性木器漆的基本组成如下：(1) 聚合物乳液或分散体。
这是成膜的基料，决定了漆膜的主要性能。
(2) 成膜助剂。
在水挥发后，使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜，并能改善低温条件下的成膜性(3) 抑泡剂和消泡剂。
抑制生产过程中漆液中产生的气泡并能使已产生的气泡逸出液面并破泡之。
(4) 流平剂。
改善漆的施工性能，形成平整的，光洁的涂层。
(5) 润湿剂。
提高漆液对底材的润湿性能，改进流平性，增加漆膜对底材的附着力(6) 分散剂。
促进颜料和填料在漆液中的分散。
(7) 流变助剂。
对漆料提供良好流动流平性，减少涂装过程中的弊病。
(8) 增稠剂。
增加漆液的粘度，提高一次涂装的湿膜厚度，并且对腻子和实色漆有防沉淀和防分层的作用。
(9)防腐剂。
防止漆液在贮存过程中霉变。
(10) 香精。
使漆液具有愉快的气味。
(11) 着色剂。
主要针对色漆而言，使得水性漆具有所需颜色。
着色剂包括颜料和染料两大类，颜料用于实色漆(不显露木纹的涂装)，染料用于透明色漆(显露木纹的涂装)(12) 填料。
主要用于腻子和实色漆中，增加固体份。
(13) pH调节剂。
调整漆液的pH值，使漆液稳定。
(14) 蜡乳液或蜡粉。
提高漆膜的抗划伤性和改善其手感。
(15) 特殊添加剂。
针对水性漆的特殊要求添加的助剂，如防锈剂(铁罐包装防止过早生锈)、增硬剂(提高漆膜硬度)、消光剂(降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜手感)、抗粘连剂(防止涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组份漆，提高综合性能)、憎水剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外吸收剂（户外用漆抗老化，防止变黄）等，凡此种种不一而足。
环氧树脂选择对其改性水性树脂涂料漆膜性能影响毕业论文
广州大学本科毕业论文课题名称环氧树脂选择对其改性水性树脂涂料漆膜性能影响学院化学化工学院专业化学工程与工艺（精细化工）班级名称11精细化工班学生姓名朱海学号1105200077指导老师刘晓国完成日期2015年4月8日环氧树脂选择对其改性水性树脂涂料漆膜性能影响摘要本实验选择高环氧值、低粘度的环氧树脂Der671与带羧基和双键的顺丁烯二酸酐反应制得环氧顺丁烯酸酯EA，然后EA树脂中双键与丙烯酸酯双键聚合反应合成环氧改性丙烯酸树脂。
并对EA和环氧改性丙烯酸树脂的固含量，粘度，PH等性能测试，以确保反应正确进行，得到合格的环氧顺丁烯酸酯EA及环氧改性丙烯酸树脂。
并以此树脂为基料制备清漆，测试性能，确保达到可实际使用的指标。
喷涂，烘烤制得漆膜，测定其硬度、附着力、耐水煮性及耐碱性等性能，以此研究环氧树脂含量对水溶性改性丙烯酸树脂涂料漆膜性能的影响。
得出环氧改性丙烯酸树脂的最佳配方。
实验结果表明的环氧用量对环氧树脂含量对水溶性改性丙烯酸树脂涂料的附着力和硬度影响不大，但可对其耐水煮及耐碱性造成明显改变。
适当的配方可制得水溶性、耐候性及力学性能都非常好的水溶性环氧改性丙烯酸树脂涂料。
关键词环氧改性、水性丙烯酸树脂、漆膜性能For the modified epoxy resin water-based resin coating filmperformance impactABSTRACT This experiment select high epoxide value and low viscosity epoxy resin Der671 with carboxyl and double bond of malefic anhydride reaction made epoxy malefic acid ester EA, then a double bond in the EA resin and acryl ate double bond polymerization synthesis of epoxy modified acrylic resin. And the EA and epoxy modified acrylic resin solid content, viscosity, PH and other performance testing, to ensure that the correct reaction, get qualified epoxy malefic acid ester EA and epoxy modified acrylic resin. And resin materials for preparation of varnish, performance testing, make sure to get to the actual use of indicators. Spraying, baking paint film system, determination of the hardness, adhesion, water resistance and alkali resistance, such as performance, this research epoxy resin content on the influence of water soluble modified acrylic resin coatings film performance. The optimum formulation of epoxy modified acrylic resin. The experimental results show that the dosage of epoxy resin content in epoxy adhesion and hardness of the water soluble modified acrylic resin coating effect is not big, but can cause obvious change to the water resistance and alkali resistance. The appropriate formula can be obtained water-soluble, weathering resistance and mechanical properties are very good water-soluble epoxy modified acrylic resin coating.Keywords Epoxy resin, water-borne acrylic resin, paint film performance目录1.前言 (1)1.1 水溶性涂料的现状分析 (1)1.2 水溶性涂料的特点 (1)1.3与选题相关的国内外研究和发展概况 (2)1.4 本课题的研究目的和意义 (2)1.5 研究方法及要达到的要求 (3)2.理论分析 (3)2.1 水性环氧改性丙烯酸树脂合成的原料的选择 (3)2.2 温度的选择 (4)2.3 合成反应原理 (4)2.4 EA合成酸值的测定 (5)2.5 性能测试指标 (5)2.5.1 水溶性环氧改性丙烯酸树脂和水溶性涂料产品测试指标 (5)2.5.2 水溶性涂料涂膜性能指标 (6)3. 实验 (7)3.1主要原材料和仪器、设备 (7)3.2 配方设计 (8)3.2.1 环氧酯化中间体EA合成配方 (8)3.2.2 水溶性环氧改性丙烯酸树脂合成配方 (8)3.2.2 水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆配方 (9)3.3、实验步骤 (10)3.3.1 环氧酯EA合成步骤 (10)3.3.2 水溶性环氧改性丙烯酸树脂合成 (10)3.3.3 水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆制备 (10)3.4 涂膜样板制备 (10)3.5试验结果 (10)3.5.1 环氧酯EA性能指标 (11)3.5.2 不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂性能指标 (11)3.5.3 不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆性能指标 (11)3.5.4 不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆涂膜性能指标 (12)4.结果讨论 (13)4.1 水溶性树脂和水溶性涂料产品的性能指标 (13)4.1.1不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂性能指标 (13)4.1.2 不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆性能指标 (13)4.2 不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆涂膜性能指标 (13)4.2.1不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆涂膜附着力 (13)4.2.2不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆涂膜硬度 (13)4.2.3不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆涂膜耐水煮性能 (14)4.2.4不同配方的水溶性环氧改性丙烯酸树脂清漆涂膜耐5%NaOH水溶液浸泡性能 (14)4.3 结论 (15)参考文献 (15)致谢 (16)1.前言20世纪以来，工业飞速发展，传统溶剂型涂料的大量使用在浪费资源的同时，对环境也造成了严重破坏。
水性木器漆配方成功的五大关键
•水性木器漆配方成功的五大关键在环保意识日益增强的今天, 水性木器涂料是许多涂料企业关注的未来发展方向。
水性木器涂料只占中国木器涂料2００8年产量2%左右, 但是它的发展潜力是不容低估的。
我们最近进行了一次全国规模的大范围调查, 访谈了包括技术人员，采购人员和高层管理人员的涂料企业各个层面。
根据我们的分析，目前至少有２0%的涂料企业都在观望着水性漆市场。
虽然中国涂料企业对水性木器漆关注度很高, 许多企业却缺乏成功开发水性木器涂料产品的能力。
成功开发水性木器涂料需要两个因素：对水性涂料深入的技术的掌握和对客户对涂料要求的了解。
这样才可以使产品开发有的放矢。
目前，水性木器漆最大的市场是家具，特别是与出口家具配套的涂料。
这代表着水性木器涂料的高端市场，要求最高也最有潜力的。
因此，本文的讨论将集中在用于家具涂装的水性木器涂料, 但对家装市场的水性木器涂料开发也有借鉴作用。
根据华津思对水性涂料的丰富经验和对终端客户的调查, 水性木器漆配方成功有五大关键:o快干：为了满足家具厂大批量生产的要求, 水性木器涂料必须具有快干的性能。
o高硬度：高硬度漆膜可以减少划伤/划痕对家具外观的损害。
o丰满度：漆膜丰满；流平性/平整度好。
o有竞争力的价格:家具厂家未来将更加重视节省资源和成本控制。
这需要水性木器涂料厂家在配方的过程中考虑原料成本,尽量使用性价比最高的原材料。
o亚光：据家具厂家反映,表面涂装未来的发展趋势是以亚光为主。
我们将分五部分向您详细介绍这五大关键。
•快干性发表于200９年05月9日ＤrEcoPainｔ没有评论快干是最常听到的客户对水性涂料的要求。
由于其分子结构的独特性,即分子间极强的氢键作用，特性与绝大部分有机溶剂有着明显的区别。
在水性涂料领域，这个特性集中体现在，由于水的蒸发热高，水的蒸发速度要比常见的涂料溶剂慢十几倍甚至几十倍。
而且，由于空气中水蒸汽的含量显著,并随季节变化大,水的蒸发速度随之发生变化。
水性木器漆配方解析
水性木器漆配方解析
具体的水性木器漆配方如下：
1.水性树脂：水性木器漆的主要成膜物质是水性树脂，常用的水性树
脂有丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯等。
水性树脂能够在木材表面形成坚韧的膜层，提供良好的保护和装饰效果。
2.增稠剂：增稠剂用于调节水性木器漆的流变性能，常用的增稠剂有
天然或合成的胶体物质，如羟乙基纤维素、海藻酸钠等。
增稠剂可以使涂
料具有适当的粘度，便于施工和涂装。
3.颜料和颜料分散剂：颜料用于提供水性木器漆的颜色，常用的颜料
有颜料粉末、颜料颗粒等。
颜料分散剂的作用是使颜料均匀分散在水性树
脂中，提高颜料的稳定性和涂料的颜色均匀性。
4.防腐剂：防腐剂用于防止水性木器漆生霉、变质和腐败，常用的防
腐剂有异唑啉酮类、甲醛类等。
防腐剂可以有效延长水性木器漆的使用寿命，并保护木制品免受细菌、真菌等的侵害。
5. 抗氧剂：抗氧剂用于抑制水性木器漆的氧化反应，延缓涂料老化
和变黄。
常用的抗氧剂有双(1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinolinyl)
二硫代磷酸酯、苯并噻唑类等。
6.助剂：助剂用于改善水性木器漆的柔软性、粘附性和流平性等性能，常用的助剂有助剂基、润湿剂等。
助剂可以提高水性木器漆的施工性能和
涂膜质量。
通过以上配方，水性木器漆可以在涂装木制品时，提供良好的装饰效
果和保护功能。
水性木器漆的环保性能不仅降低了有害物质的排放，还保
证了操作人员的健康和室内空气质量。
因此，水性木器漆在现代家居装修中越来越受到关注和应用。
涂料的配方优化与性能提升
涂料的配方优化与性能提升涂料作为一种广泛应用于建筑、工业、汽车等领域的材料，其性能的优劣直接影响到使用效果和产品质量。
为了满足不断提高的应用需求，涂料的配方优化和性能提升成为了行业内的重要研究课题。
涂料的基本组成包括成膜物质、颜料、溶剂和助剂等。
成膜物质是涂料的主要成分，它决定了涂料的基本性能，如附着力、硬度、柔韧性等。
常见的成膜物质有树脂，如醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等。
颜料则赋予涂料颜色和遮盖力，同时也能在一定程度上改善涂料的性能，如防锈颜料能提高涂料的防锈能力。
溶剂用于溶解或分散成膜物质和颜料，使其成为易于施工的液体状态。
助剂则在涂料中起到改善性能、调节施工性能等作用，如流平剂、消泡剂、分散剂等。
在涂料的配方优化中，首先要考虑的是成膜物质的选择。
不同类型的成膜物质具有不同的性能特点，需要根据涂料的使用环境和要求来确定。
例如，对于户外使用的涂料，需要选择具有良好耐候性的成膜物质；对于要求高硬度和耐磨性的涂料，环氧树脂可能是一个较好的选择。
颜料的种类和用量也会对涂料性能产生重要影响。
合理选择颜料的颜色、粒径和分散性，可以提高涂料的遮盖力、色彩鲜艳度和稳定性。
同时，颜料的用量也要控制得当，过多或过少都会影响涂料的性能。
溶剂的选择不仅要考虑对成膜物质和颜料的溶解性，还要考虑其挥发性和环保性。
低挥发性有机化合物（VOC）的溶剂越来越受到关注，因为它们对环境的污染较小。
在配方优化中，需要通过调整溶剂的种类和比例，来达到涂料施工性能和干燥速度的平衡。
助剂虽然在涂料中的用量较少，但却能起到至关重要的作用。
流平剂可以改善涂料在施工过程中的流平性，减少表面缺陷；消泡剂能消除涂料在搅拌和施工过程中产生的气泡；分散剂则有助于颜料在涂料中的均匀分散，提高涂料的稳定性。
除了原材料的选择，配方中各成分的比例也需要精心优化。
通过大量的实验和测试，确定最佳的配方比例，以实现涂料性能的最大化。
例如，成膜物质和颜料的比例会影响涂料的遮盖力和光泽度；溶剂和助剂的用量则会影响涂料的干燥速度和施工性能。
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水性树脂复配与成膜助剂选择对单组份水性木器漆性能的影响吴服兵1,陈剑华2,陈中华3,陈海洪3(1广州珠江化工集团有限公司,广东广州,510170;2广州市安泰化学有限公司,广东广州,510665;3广州集泰化工有限公司,广东广州,510665)摘要:介绍了一种高硬度单组份自交联水性木器漆的制备,通过水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸乳液进行复配,选择合理复配比例,并讨论了成膜助剂对涂料综合漆膜性能的影响。
结果表明:水性聚氨酯分散体E与丙烯酸乳液A按质量比1 1复配,漆膜各性能达到最佳。
通过FTI R分析可知,两种树脂发生的自交联反应,两者之间存在氢键的作用。
选用二丙二醇甲醚(DP M)与二丙二醇丁醚(DPnB)为成膜助剂,按质量比1 1复配,漆膜硬度较高,表面效果好,其他性能也显著提高。
关键词:单组份;水性木器漆;聚氨酯分散体;丙烯酸乳液;复配;成膜助剂中图分类号:TQ322 4+4E ffect ofM i xi ng ofW aterborne R esi ns and Selecti on ofF il m for m i ng Agentson the Properties of One co mponentW aterborne W ood Pai ntWU Fu b i n g1,C H EN Jian hua2,C HEN Zhong hua3,C HEN H ai hong3(1Guang zhou PearlR iver Che m ica l I ndustry G roup L td ,Guangzhou510170,Guangdong,Chi n a;2Guangzhou Antas Che m ical Co L td ,Guang zhou510665,Guangdong,China;3Guangzhou Jo i n tas Che m ical Co Ltd ,Guangzhou510665,Guangdong,Ch i n a)A bstract:A kind of one co m ponent self crossli n k i n g w aterborne w ood pa i n tw it h h i g h hardness w as prepared by usi n g the m i x ture of w ater borne po lyurethane d ispersion and w aterborne acry li c latex w ith su itab le m i x i n g rati o and t h e effect of fil m fo r m i n g agents on the properties of the pa i n t was d isc ussed The results show that the opti m a l properties of the paint can be obta i n ed when w aterborne po l y urethane d ispersion E and w aterborne acry lic latex A are m i x ed w ith the m ass ratio of1 1 According to the FTI R analysis,the t w o kinds o f resi n sw ere self crossli n ked due to the hydrogen bond i n g bet w een t h e m W hen d i p ropylene g l y co lm ethy l ether(DP M)and d i p ropy lene glyco l buty l ether(DPnB)w ere chosen as fil m for m i n g agents w it h the m ix i n g m ass ratio of1 1,the hardness of fil m w as h i g h w it h excellent surface effect and other properti e s w ere i m proved greatlyK ey words:one co m ponen;t w aterbo r ne w ood pain;t po lyurethane dispersion;acr y lic latex;m i x ing;fil m f o r m i n g agen t水性木器漆因其具有的环保、安全、简便等几大特点博得了众多好评,与传统木器涂料相比,目前水性木器漆在漆膜的丰满度、硬度、耐磨性、干燥性和手感等方面尚有差距,但水性木器漆本身的无异味和环保等特点也使得此类产品成为今后的发展主要趋势。
水性木器漆最大的优势在于环保健康指标,但此前一直困扰于品质的提升,产品受气候、环境影响比较大。
家具、木质制品等厂商需要的是适应全天候生产的产品,油漆工需要施工周期与环保健康并重,家庭消费者需要价格合适,色泽、丰满度和耐水性好等等。
显然这些是水性木器漆真正市场化的发展方向,如果实现不了这些仅诉收稿日期:2010 02 26诸健康无异于纸上谈兵[1]。
本研究主要目的是通过改变水性木器漆配方,尝试对不同水性聚氨酯分散体和丙烯酸树脂乳液进行优化选择,找到一类具有较好的交联效果以及性价比高的树脂。
探索树脂交联反应机理,并研究其结构对漆膜性能的影响;选择合适成膜助剂,讨论不同体系、不同用量水性树脂复配和成膜助剂提高水性木器漆的漆膜综合性能。
1 实验部分1 1 实验原料与仪器丙烯酸乳液A,武汉安泰化工有限公司;聚氨酯水分散体E和丙烯酸乳液B,德国A lberd i n gk Bo ley公司;聚氨酯水分散体F、美国舒尔化学公司;丙烯酸乳液C,利康树脂;丙烯酸树脂D,深圳海川化工有限公司;润湿剂X 405,二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚,陶氏化学;pH 调节剂,法国阿克玛公司;分散剂、流平剂和增稠剂,美国罗门哈斯公司;消泡剂,毕克化学。
DSC204F型差示扫描量热仪,德国Netzsch公司;VECTR33型红外光谱仪,德国B r uker公司; QB Y型计数摆杆硬度计,天津市精科材料试验机厂;SZQ湿膜制备器,上海现代环境工程技术有限公司;WGG60 E360 光泽度计,科仕佳光电仪器研究所;JSF 400搅拌砂磨分散多用机,上海普申化工机械有限公司;0-50 m细度刮板器,天津市精科材料试验机厂;202 AO型台式干燥箱,上海浦东跃欣科学仪器厂。
1 2 基础配方及制备工艺表1 基础配方T ab l e1 Fo r mu l a ti on o f one component wa terbornew ood pa i nt w ith h i gh ha rdness原料名称质量分数/%原料名称质量分数/%水性聚氨酯分散体35-45成膜助剂4-10水性丙烯酸树脂35-45去离子水1-10润湿剂0 2-0 5助溶剂2-5p H调节剂0-1流平剂0 2-0 5分散剂0-1增稠剂0-3消泡剂0 2-0 5制备工艺:在容器中依次加入树脂、润湿剂、p H调节剂、分散剂,依次加入间隔为5分钟且低速搅拌均匀,加入预先高速分散好的消泡剂,再加入预先混合好的成膜助剂、去离子水和助溶剂,中速分散15m i n左右,最后低速分散,加入流平剂和增稠剂,即制成了水性木器漆。
2 结果与讨论2 1 成膜树脂的选择水性聚氨酸分散体和水性丙烯酸树脂与溶剂型产品相比,具有安全、难燃、无毒、不污染环境等优点[2 3],丙烯酸树脂具有快干、良好的透明性、保光保色性好等优点,而且附着力、光泽、硬度和耐候性能也较好,但其具有最低成膜温度高、成膜性及柔韧性较差、耐水耐溶剂性差、热粘冷脆的缺点,而聚氨酯分子结构中具有硬链段和软链段组成的链段结构决定了其既坚硬又柔韧的独特性能,其两相结构使水性聚氨酯具有优异的低温成膜性、流平性及柔韧性,抗热回粘性好,由于氢键的存在,使其具有耐磨、高硬度的优点,但在稳定性、自增稠性、固含量、保光性等方面存在不足,因此水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂在性质上有一定的互补作用,利用二者有机结合来提高材料的综合性能,已成为研制新一代水性木器涂料的重要途径[4 5]。
本实验主要是通过聚氨酯与丙烯酸复配,综合两者的优异性能,克服彼此的缺陷,同时降低成本,制备出具有较好使用价值的水性木器涂料。
2 1 1 几种树脂的对比本实验选用了几种丙烯酸树脂、聚氨酯树脂制漆,对漆膜进行了测试,结果如表2所示。
由表2可以看出,所选用的四种丙烯酸类树脂,就漆膜硬度而言,树脂A、D的摆杆硬度最高,树脂B次之,树脂C最差。
但是树脂D的耐水性相对较差,其他几种树脂耐水性都可以通过。
所有树脂的耐碱性不佳,可能是由于丙烯酸酯中的酯基在碱性条件下发生水解反应所致,这是丙烯酸类树脂存在的一个普遍问题。
耐干热性和耐醇性都可以通过。
树脂B的光泽最高。
树脂D的附着力是最差的。
综合考虑,选用树脂A和B。
分散体E 的硬度要高于F,耐水性要优于F且光泽明显高于F,所以选用分散体E为复配树脂的聚氨酯组分。
表2 不同树脂及其涂膜性能对比T able2 T he contrast of properties of res i n and its fil m检测项目丙烯酸类乳液A B C D聚氨酯类E F乳液外观乳白色乳白,半透明乳白色淡黄色,偏黄相淡黄色,透明淡黄色,半透明摆杆硬度0 430 320 280 430 690 67耐水性000轻微发白01耐醇性000055耐碱性435500耐干热性00000060 光泽788482728983附着力000100注:0-5级依次变差采用不同比例水性丙烯酸树脂B、A与聚氨酯分散体E复配制备单组分水性木器漆,对漆膜的性能进行测试,结果如表3、表4所示。
表3 不同比例聚氨酯分散体E/丙烯酸树脂B的漆膜性能T able3 P roperti es of t he fil m s w ith different ra tios o fpo l yure t hane E and acry li c resi n B检测项目聚氨酯E 丙烯酸树脂B(质量比)0 101 93 71 17 39 110 0摆杆硬度0 320 330 500 620 620 660 69耐醇性0012335耐水性0000000耐碱性0000000耐干热性0000000 60 光泽84848586878689附着力0000000 注:0-5级依次变差表4 不同比例聚氨酯E/丙烯酸树脂A的漆膜性能 T able4 P roperti es of t he fil m s w ith different ra tioso f po lyurethane E to acry li c res i n A检测项目聚氨酯E 丙烯酸树脂A(质量比)0 101 93 71 17 39 110 0摆杆硬度0 430 480 620 660 670 670 69耐醇性0000005耐水性0000000耐碱性4000000耐干热性0000000 60 光泽78808385858689附着力0000000注:0-5级依次变差由表3、4看到,单一聚氨酯E成膜后具有较高硬度,但聚氨酯E耐醇性较差,而且价格较高,不适宜单一组分配漆。