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高性能水性双组分亮白漆的制备与应用

放大字体  缩小字体 http://www.xxtlw.com  发布日期:2019-03-13  来源:涂料学会  浏览次数:568
中国新型涂料网讯:
       原材料的选择
       1.1 树脂的选择
       树脂是涂料的主要成膜物质,很大程度上决定着涂膜的主体性能,于高光涂料而言更是如此(不含粉体)。用于水性双组分涂料的丙烯酸树脂有一级分散体和二级分散体,一级分散体干燥快、相对分子质量高、光泽低;二级分散体光泽高、干燥较慢、流平好,能够提供优异的硬度、耐磨性及耐溶剂性。本文采用一级分散体和二级分散体的混拼,能够兼顾光泽、硬度、干速、表面效果,具有实际的工业化生产意义。
       1.2 消泡剂的选择
       由于高光镜面,水性双组分高光涂料的消泡问题显得尤为重要,喷板过程中机械泡、反应泡等的消除相当关键。水性木器涂料用树脂常含有表面活性剂或具有表面活性剂的特性,在涂料生产过程中的高速分散和搅拌及施工过程中的喷刷等操作也会产生气泡,此外润湿剂的使用也有助于气泡的产生。气泡的产生,使生产操作困难、设备的利用率不足而影响产量,装罐时因存在气泡而需多次罐装;施工中涂膜残留下的气泡会造成涂膜出现针孔、气泡和缩孔等弊病,影响涂膜的装饰效果和使用耐久性,因此正确选用适用于水性木器涂料的消泡剂十分重要。消泡剂的作用机理是通过润湿渗透到由表面活性物质所形成的薄层中,在薄层中扩散造成泡沫表面张力不平衡而破泡。本文选取了两种消泡剂(破泡剂和抑泡剂)合适搭配,很好地解决了其中的暗泡问题。
       1.3 润湿剂的选择
       高光涂料相比其他涂料而言,对水性涂料的润湿性提出了更高的要求,要求涂料对基材有着极好的润湿铺展性和宽容度,从而确保涂料对基材的充分润湿,才能形成均一而且平整的高光涂膜。
       水性木器涂料从涂膜形成开始到干燥为止的过程中,始终存在表面张力不平衡的现象,润湿剂能够有效地降低体系的表面张力,显著改善水性木器涂料的施工效果。加入润湿剂后涂料对底材的润湿性能和渗透性增加,漆液的流平性得到改善,有时还能克服缩边问题。
       1.4 流平剂的选择
       橘皮问题是水性涂料普遍存在的涂装问题,于水性双组分高光涂料而言更为显著,因此涂膜表面流平性控制又是一大难题。流平性是检验水性亮光产品的一个重要表征,流平剂对体系施工流平性有一定的影响,在水性亮光体系里面,笔者规避了硅类助剂的使用,本文采用的流平剂为丙烯酸酯类流平剂。它显著地改善流平和流动性,提高涂膜光泽度,消除缩孔和鱼眼,减少橘皮和针孔,不影响层间附力,具有消泡和脱泡作用,改善底材润湿性。
       1.5 流变助剂的选择
       流变助剂用以解决涂料贮存和施工中的流变问题,主要是静置时的增黏和涂装时的流平,关注的重点是涂料贮存稳定,不分层、不沉淀,施工时有良好的流动性和流平性,但又不会产生流挂。本文采用假塑型聚氨酯增稠剂和牛顿型聚氨酯增稠剂的搭配方式,能够满足生产和施工时整个体系的流变特性,从而解决立喷工艺中容易出现的流挂问题,以及平喷工艺中较为常见的镜框问题。
       1.6 固化剂的选择
       作为双组分水性聚氨酯体系,多异氰酸酯固化剂是除了树脂以外另一核心成膜物质,其与多元醇水分散体充分均匀地混合与分散是得到最佳涂膜性能的基本保证。因此,水性固化剂的选择是水性双组分木器涂料的重要指标。我们需要考虑固化剂对光泽的影响、贮存稳定期、稀释浓度以及活化期。在当前常用的HDI和IPDI固化剂中,HDI型水性固化剂韧性较好,耐性优,能保证良好的交联但性能及涂膜稳定性,但其干燥及硬度稍差;IPDI型水性固化剂刚性强,有较好的硬度,干燥速度较快可以加速体系的物理干燥且提高无泡涂膜膜厚。脱水剂是指一种特殊聚酯型化合物,其与水反应会生成低沸点的醇类物质,而且该低沸点醇类会降低整个涂料体系的表面张力,提高消泡性能,增加无泡涂膜的最大厚度。另外在施工后的干燥过程中小分子的醇类还可以抑制气泡的产生和降低整个涂料体系的表面张力,最终增加涂料的无泡膜厚。
       结果与讨论
       在溶剂型双组分木器涂料中,都是以施工黏度的变化来判断活化期的长短。一般是把双组分涂料调好,在自然条件下放置,直至黏度上升到不能正常施工,作为活化期的终点。一般黏度上升较大后,其涂膜的性能也会发生变化,在溶剂型双组分木器涂料中,黏度是反应速度快慢的一个重要表现。正是在这种思维模式下,很多研究人员也以黏度的变化作为双组分水性木器涂料活化期的判断依据。笔者认为水性双组分活化期不单是简单的黏度变化数据,更需关注的是性能的变化,如光泽、硬度、流平性、耐性等。从多次实验测试的过程中,水性双组分亮光白面在配漆4 h内依然具有良好的黏度稳定。在测试活化期实验过程中,配漆4 h后喷板板面边缘有局部小痱子。
       结语
       通过合理的乳液搭配、助剂应用选择和固化剂搭配制备的水性双组分亮光白面在干燥速度、理化性能上完全可以和溶剂型双组分PU亮光白面相媲美,可以满足家具厂的应用要求。
 
关键词: 双组分 亮白漆
 
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