水性木器漆迪高增稠劑的刷涂性能及涂膜性能探討
根據(jù)不同類型迪高增稠劑的特點(diǎn)以及刷涂施工的流變狀態(tài)的特點(diǎn)，通過不同迪高增稠劑的搭配來滿足水性木器涂料刷涂的施工需求。但是不同的迪高增稠劑的配合方式對水性木器漆漆膜的性能有不同的影響。采用纖維素迪高增稠劑與聚氨酯迪高增稠劑時(shí)，影響漆膜的豐滿度，但是不影響漆膜水性木器漆迪高增稠劑的刷涂性能及涂膜性能探討。
目前國內(nèi)裝飾裝修材料中涂料部分主要用的還是溶劑型涂料，如聚氨酯漆和硝基漆。其中含有相當(dāng)一部分溶劑，在干燥過程中，會完全揮發(fā)。這些溶劑給環(huán)境造成了污染，影響了涂料施工者或家具使用者的身體健康。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，對溶劑型涂料的限制逐步嚴(yán)格。許多國家出臺了相應(yīng)的法律。如我國在2005年8月正式實(shí)施的GB18581(室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器漆有害物質(zhì)限量)標(biāo)準(zhǔn)對重金屬含量以及溶劑揮發(fā)量作了明確的規(guī)定[1]。近幾年，水性涂料發(fā)展非常迅速。目前歐洲，美國，加拿大等發(fā)達(dá)國家，水性木器涂料已經(jīng)占據(jù)整個(gè)木器涂料市場的10%；在歐洲國家，水性色漆和透明罩面的用量已占40%。在北歐，水性漆在木地板的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到地板涂料的80%，水性UV涂料的使用非常普遍[2]。
在國內(nèi)，水性涂料也得到了飛速發(fā)展。特別是在裝修市場，由于對漆膜的性能如硬度，豐滿度等要求相對較低，加上人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，水性漆的市場越來越大。家庭裝修時(shí)，由于施工場所及施工條件的限制，一般采用刷涂的方式。為了達(dá)到良好的漆膜效果，要求漆膜光澤均勻，無明顯刷涂痕跡。相對于溶劑型涂料中的樹脂，水性涂料是以水作為主要溶劑，如水性清漆樹脂固含大約30 %，其余60 %～70 %為水和助溶劑。水的表面張力很高，為72×10-3 N·m-1，對底材的潤濕性能相對比較差，刷涂時(shí)容易產(chǎn)生明顯的刷痕[3]。由于水性涂料的溶劑結(jié)構(gòu)以及成膜過程與溶劑型涂料有很大的差異，在設(shè)計(jì)配方時(shí)，需要考慮許多不同的因素。文章選用的樹脂為嘉寶莉化工自己生產(chǎn)的自交聯(lián)聚氨酯乳液，從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，從多個(gè)角度來分析水性木器涂料施工和性能的影響因素。
兩組水性清漆配方：采用纖維素增稠劑和聚氨酯增稠劑的體系，通過調(diào)整纖維素增稠劑的用量來檢測性能的變化；采用丙烯酸增稠劑和聚氨酯增稠劑的體系，通過調(diào)整丙烯酸增稠劑的用量來檢測性能的變化。
水性清漆制作工藝
用電子天平稱量聚氨酯丙烯酸共聚物分散體于分散機(jī)中，調(diào)節(jié)分散機(jī)的速度至550～650r/min，預(yù)分散15min，然后在攪拌狀態(tài)下加入去離子水、乙二醇丁醚、增稠劑、潤濕劑和分散劑，攪拌10min；調(diào)高分散機(jī)轉(zhuǎn)速至2200～2400r/min，分散40～50min，要求分散后的細(xì)度小于35μm；然后降低分散速度至550～650r/min，依次加入蠟液，防腐劑，流平劑和消泡劑，配方2 中還加入氨水；最后用160目的濾布過濾，得到所需要的清漆。
水性清漆漆膜的制作
采用刷涂的方式涂刷在涂料水性底漆的木板上，檢測刷涂性能、光澤、豐滿度等漆膜性能。采用噴涂的方式直接將水性面漆涂覆在玻璃板上以及馬口鐵板上。在玻璃板上檢測耐磨性和耐水性，在馬口鐵上檢測附著力，硬度和柔韌性。
性能檢測
水性木器清漆的施工性能以及漆膜性能見表3。
不同配方的施工性能和漆膜性能
結(jié)果與討論
流變助劑的特性以及對刷涂性能的影響
流變助劑的作用
流變助劑在水性木器漆中是非常重要的組成部分，它可以提供防沉作用，尤其適用于含有粉料如填充劑或者消光粉體系。另外一個(gè)作用是改變施工狀態(tài)，如防止輥涂時(shí)出現(xiàn)飛濺，立面刷涂時(shí)出現(xiàn)流掛。同時(shí)流變助劑對刷子的痕跡以及刷涂時(shí)的手感有明顯的影響。
流變助劑的分類及其特性
用于水性木器涂料的流變助劑分為四大類：無機(jī)增稠劑類、纖維素增稠劑類、聚丙烯酸類、聚氨酯類。根據(jù)增稠劑與乳膠粒子的作用關(guān)系可以分為締合型和非締合型。無機(jī)增稠劑對光澤以及透明度的影響比較大，對表面活性劑比較敏感，主要應(yīng)用在色漆和結(jié)構(gòu)顏料工業(yè)。纖維素增稠劑主要包括羥甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素，具有增稠效率高，相容性好，穩(wěn)定性高，防止流掛性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。纖維素增稠劑也有較多明顯的缺陷：可能影響流平性能，容易造成刷痕，容易引起飛濺，另外對涂料光澤有一定影響。丙烯酸類增稠劑為陰離子型，該類增稠劑含有離子，其耐水性和耐堿性比較差。而耐水性，耐醇性是家具漆的重要指標(biāo)，在化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里有明確要求。因而丙烯酸類增稠劑的應(yīng)用受到限制。聚氨酯增稠劑具有良好的流平性能，不易產(chǎn)生飛濺，不影響涂膜的光澤，甚至可增加光澤，具有良好的耐水性，耐劃傷性能及生物穩(wěn)定性。通過以上分析，只有聚氨酯類增稠劑是用于水性木器漆的最佳選擇。
水性涂料的流變狀態(tài)
水性涂料在不同時(shí)期，如在貯存、運(yùn)輸以及施工等情況，所承受的剪切速率有差別。同時(shí)不同的施工方式，涂料所受的剪切速率也有較大的差異。如流平和流掛的剪切速率在0.01～0.1s-1，刷涂的剪切速率在1000～10000s-1，輥涂的剪切速率在10000～100000s-1，噴涂的剪切速率在100000～1000000s-1。在設(shè)計(jì)涂料配方時(shí)應(yīng)當(dāng)全面衡量涂料的流變狀態(tài)，以便獲得良好的貯存性能和施工性能，刷涂時(shí)有良好的手感、流平好。
流變助劑的組合與涂料施工和性能的關(guān)系
由于流變助劑的選擇以及不同流變助劑搭配的比例和用量不同，所設(shè)計(jì)的水性涂料的流變狀態(tài)會有很大差別。通常會有三種情況：第一種是流變曲線基本水平，也就是隨著剪切速率的增大，涂料的粘度變化不大。這種情況通常出現(xiàn)在單純用某些聚氨酯類增稠劑。對于含有一定粉料的體系，加入的增稠劑較多時(shí)，如曲線1，在較低剪切速率時(shí)，涂料體系的粘度也不高，為了達(dá)到比較好的放沉效果，需增加增稠劑用量。另一方面，由于在高剪切速率時(shí)，涂料的粘度仍然比較高，要達(dá)到合適的施工粘度，需要加大稀釋用水的用量。這樣會降低成膜的有效成分，漆膜的豐滿度和光澤都會下降。如果減少增稠劑的用量，如曲線2，施工時(shí)有效成分可以提高，得到較好的漆膜效果。但是在低剪切速率時(shí)，如在貯存階段，涂料有可能出現(xiàn)沉淀。曲線1 和曲線2 的配方設(shè)計(jì)是不科學(xué)的。同樣曲線4 的配方體系也存在問題，在低剪切速率時(shí)，涂料的粘度比較高，能夠有很好的放沉效果。在高剪切速率時(shí)涂料的粘度變得很低，此時(shí)刷涂手感很差，厚度和流平性能難以保證。曲線3 所代表的涂料的流變狀態(tài)比較理想。低剪切速率時(shí)的粘度比較高，高剪切速率時(shí)的粘度正好在合適的刷涂粘度區(qū)域。
增稠劑的組合與涂料刷涂性能
增稠劑用量的變化會引起刷涂性能的變化。對于纖維素增稠劑，用量較少時(shí)，刷痕較少，漆膜平整光滑，當(dāng)纖維素增稠劑用量增加到一定程度時(shí)，刷痕比較明顯，由于纖維素增稠劑過多，導(dǎo)致涂料的在施工剪切力消失后粘度回復(fù)過快，影響漆膜流平。但對于丙烯酸類增稠劑，用量的變化對漆膜的刷痕影響不明顯，這與增稠劑的特性有關(guān)。選擇纖維素增稠劑時(shí)，應(yīng)該選擇中等粘度的纖維素增稠劑，同時(shí)控制用量，這樣既可以滿足低剪切速率時(shí)的防沉要求，又可以保證良好的刷涂效果。
增稠劑的組合與涂料耐水性能
耐水性能是對家具涂膜的一項(xiàng)重要指標(biāo)。隨著丙烯酸類增稠劑1130 增加時(shí)，其涂膜的耐水性能明顯變差，這與丙烯酸類增稠劑含有離子，對電解質(zhì)含量敏感有關(guān)。而含有纖維素類增稠劑，其耐水性不受增稠劑639 變化的影響。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，使用纖維素類增稠劑漆膜表干比較快，對漆膜硬度增加，但是對漆膜的豐滿度有一定負(fù)面影響，這與這類增稠劑本身的分子量比較大以及分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。而使用丙烯酸類增稠劑對漆膜豐滿度和光澤都沒有明顯影響，因?yàn)楸┧犷愒龀韯┓肿恿肯鄬Ρ容^小，對漆膜性能影響不明顯。
水性木器漆采用不同增稠助劑搭配可以得到良好的刷涂性能，采用不同的助劑搭配會影響漆膜的性能。采用纖維素增稠劑與聚氨酯增稠劑時(shí)，影響漆膜的豐滿度，但不影響漆膜的耐水性，而采用丙烯酸增稠劑聚氨酯和增稠劑時(shí)，不影響漆膜的豐滿度，但是對漆膜的耐水性有影響。由于家具的日常使用經(jīng)常會與水接觸，對耐水性要求比較高，應(yīng)該采用纖維素增稠劑與聚氨酯增稠劑配合方式。水性涂料用于家庭裝修是社會發(fā)展的趨勢。在設(shè)計(jì)水性涂料配方時(shí)，需要根據(jù)不同的涂料體系，選擇合適的流變助劑，優(yōu)化不同流變助劑的組合，以達(dá)到良好的流變狀態(tài)以及刷涂性能。同時(shí)也要注意搭配其它的改型助劑，如流平劑，消泡劑和蠟液，以獲得最佳的漆膜效果，滿足家庭使用的需要。
此文關(guān)鍵字：迪高增稠劑
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