高品质水性聚氨酯哑光清漆的研制 2011年08月06日   来源:江苏三木化工股份有限公司
      摘要:以水性聚氨酯分散体(PUD)搭配合适的助剂和哑光粉,制得了性能优良的高品质水性聚氨酯哑光清漆,成膜效果优良,性能接近硝基漆,适合制作高档家具漆或者室内木器用装修漆。

关键词:水性哑光清漆,水性聚氨酯,硬度,硝基漆

 水性木器漆进入中国市场已有10多年,虽然它以VOC含量低,气味小等特点赢得了欧美装修市场的肯定,但是在中国的发展还是不那么乐观的。这里有一个消费观念的问题,欧美国家的快速消费市场更新换代快,人员流动大,家具更新速度快,房屋翻新频率高,因此对家具漆、装修漆的经久耐用并不苛求。另外,大部分的家具也靠从亚洲国家进口,因此欧美的家具漆市场占有率并不能反映真正的市场需求。也造成了一段时间以来,有的专家和厂家希望通过降低国标质量要求来推广水性木器漆,事实证明,这样的推广是力不从心的。低品质的水性木器漆,中国人不能接受,这种水性木器漆涂装的家具,欧美消费者也不能接受。

中国人口众多,如果照搬欧美的资源利用方式,全球资源将面临极大的挑战,国内居民的经济水平也达不到。因此要求我们的水性木器漆首先要提供足够的保护功能,要有硬度、耐磨损、容易清洁、便于翻新。近年来,我们在水性木器漆用树脂和乳液方面进行了大量的研究,通过大量的实验,明确了以水性聚氨酯乳液为水性木器漆用主要载体的推广方向。水性聚氨酯有以水为载体,VOC含量低,气味轻、干燥快等优点,在木器漆市场应该逐渐得到更大的应用。相信随着国家环保法规的日益严格,越来越多的木器漆生产厂家会对水性木器漆产生浓厚的兴趣。同时,在实际应用中,我们发现水性聚氨酯乳液做亮光漆问题不大,光泽、流平和硬度能很好地做到近似于硝基漆的指标。但是做哑光清漆却存在较多的困难,特别是消光粉的分散性,涂料的储存稳定性、施工消泡性、漆膜透明度、耐划伤方面,与传统的溶剂型哑光清漆在工艺和配方方面,都需要做相应的调整。

本研究通过对消光剂和助剂的调整,制得了储存稳定性好、漆膜透明度高、手感滑爽、耐划伤性优良的高品质水性聚氨酯哑光清漆。

1、 实验部分

1.1  实验原料

7640水性聚氨酯分散体:自制;4530分散剂、6220润湿剂、2550消泡剂:EFKA;杜邦1010底材润湿剂:涂料100;252防霉防腐剂、3551增稠剂:深圳海川科技;W500消光粉:格雷斯。

1.2  水性聚氨酯哑光清漆配方

原料名称

质量分数/%

PM

5

7.2

3551

1

7640

85

4530

0.2

6220

0.2

2550

0.1

W500

1

1010

0.2

252

0.1

1.3  制漆工艺

将水,PM,3551混匀,加入7640、4530,6220搅拌均匀,搅拌下加入2550和W500后,转速调至1500r/min分散20分钟,加入1010、252分散10min过滤即得水性哑光清漆。

1.4  样板的制作

按照GB/T23999-2009要求制作试样样板。

2、 助剂选择与讨论

2.1     乳液的选择

市场上常见的水性木器漆基料一般有水性丙烯酸树脂、水性醇酸树脂、水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、水性环氧树脂等。水性丙烯酸树脂水溶性好,透明度高,硬度好,但是制得的水性木器漆耐水性差,漆膜不能用水清洁,不能满足哑光清漆的要求;水性醇酸树脂颜色较深、干燥较慢,无法满足家具厂大面积快速生产;水性丙烯酸乳液干燥快,透明度好,耐水性一般,耐磨性一般,适合制作水性木器漆底漆;水性环氧树脂一般要双组分,干燥速度,与固化剂的相容性随温度变化较大,操作不方便,也不适合做水性木器漆;水性聚氨酯乳液半透明,漆膜干燥快,硬度高,耐磨性好,透明度高,耐沾污性好,适合制作高档面漆,在此,我们选择7640作为哑光漆用聚氨酯乳液。

2.2    成膜助剂的选择

水性木器漆用乳液玻璃化温度高,一般都需要加入成膜助剂才能顺利成膜,同时,成膜助剂的加入,也有利于水性木器漆的抗冻融能力,有帮助流平和软化乳液粒子的功能。我们曾经选用十二醇酯(Texanol),添加量较少,乳液也能顺利成膜,但是对漆膜透明度和硬度有不利影响。我们也曾经选用市场上比较容易得到的材料乙二醇单丁醚(BCS),制得的水性木器漆有良好的流平、透明度、干燥速度,但是因为BCS的毒性,我们最终选择了丙二醇甲醚(PM)做成膜助剂,在漆膜性能和储存稳定性方面同样得到了较好的体现。

2.3   增稠剂的选择

水性木器漆黏度太低的话,平面施工都特别容易流淌,立面涂装更会流挂相当严重,储存期间也很容易分层形成硬沉淀,因此选择合适的增稠剂也是水性木器漆必须进行的工作。我们曾经选择纤维素类增稠剂HEC,增稠效果很明显,但是对期末耐水性有不利影响;我们也曾经选用碱溶胀型增稠剂,增稠效果也不错,但是对漆膜透明度和流平性有不利影响。因此我们选用了缔合型增稠剂,通过我们多次实验,发现罗门哈斯RM-8W和海川3551增稠效果都很好,制得的水性木器漆施工性也很好,只要不是过度稀释,一般都不出现厚边和流淌现象。

2.4      润湿剂、分散剂的选择

水性哑光清漆制作过程中,哑粉分散和稳定比较困难,特别为了避免储存期间返粗,润湿剂和分散剂是必须添加并且要足量的。我们通过大量的实验,确定了相应的助剂选择。

2.5      消泡剂的选择

水性漆起泡容易消泡难,不管是机械搅拌还是施工时的外力介入,泡沫的出现都是立竿见影,因此,选择一款不影响漆膜透明度、消泡速度快、消泡能力持久并且不对流平产生不利影响的消泡剂尤为重要。但是实验过程中,我们发现选择消泡能力一般的消泡剂对流平影响小,但是泡沫引起的麻烦更大,因此我们选择了强力消泡剂2550,由2550引起的缩孔,用强力流平剂来消除。

2.6 流平剂的选择

水的表面张力大,纯粹的水性乳液在基材上产生收缩是必然的,随着强力消泡剂的引入,水性木器漆必须依靠基材润湿能力强,流平性优异的流平剂才能得到满意的漆膜效果。因此我们选用了杜邦的氟碳流平剂,当然,当客户对手感有较高要求的时候,我们也建议搭配有机硅的流平剂,只要处理好有机硅流平剂的稳泡问题,水性哑光木器漆的手感也可以做到接近油漆的水平。

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