耐沾污木器漆的配方及生产工艺研究

　　潘文亮（苏州防水材料研究所，215008）
　　
　　摘要：介绍了耐沾污木器漆的配方及生产工艺。研制的耐沾污木器漆不仅达到传统木器漆性能，而且具有极低表面能，沾污物易清除。讨论了影响涂料性能的诸种因素。
　　
　　关键词：木器漆；耐沾污；表面能
　　
　　0引言
　　
　　目前市场上常见的木器漆大多是双组分聚氨酯木器漆，主漆由成膜物质（含羟基树脂、填料等）、助剂、溶剂组成，可与配套固化剂（含-NCO的树脂）发生交联固化反应成膜。木器漆的功能：一是对木器起保护作用，延长木器的使用寿命；二是对木器起装饰美化作用。但传统聚氨酯木器漆耐沾污性并不理想，学校的课桌椅、公共场所洗手间的木门、木质坐椅上都会留下擦洗不掉的沾污物。因此，有必要研制耐沾污木器漆。本文研制的耐沾污木器漆不仅达到传统木器漆的性能，还具有极低的表面能，涂膜上的沾污物易清除。
　　
　　1实验部分
　　
　　1.1原材料
　　
　　树脂：三木集团、台湾长兴化学集团公司、元邦集团公司的产品；固化剂：科莱恩公司、德国拜耳公司的产品；其它助剂：BYK公司、EFKA公司、TEGO公司的产品。
　　
　　1.2耐沾污木器漆配方

　　耐沾污木器漆配方见表1

　　固化剂：TDI（甲苯二异氰酸酯）加成物。
　　
　　溶剂：乙酸丁酯、二甲苯、100#溶剂汽油等。

　　 　　1.3生产工艺
　　
　　将树脂、分散剂加入调漆罐内，低速搅拌均匀。然后边搅拌边加入消泡剂和特种树脂，高速搅拌30min，加入流平剂和混合溶剂，低速搅拌20min，经检验合格后，过滤，包装，即得成品。
　　
　　1.4性能检测

　　表2耐沾污木器漆性能检测结果

　　1.5防沾污效果测试
　　
　　用油性奇异笔在普通的PU木器漆样板上涂鸦，1d后用百洁布擦洗，样板上残留有清晰的污秽难以擦去。同样用油性奇异笔在耐沾污木器漆样板上涂鸦，1d后同样用百洁布擦洗，污秽很容易除去。然后在该木板上再次涂鸦，1d后再次用百洁布擦洗，涂鸦还是很容易擦除，仅在样板上留有淡淡印迹，比普通PU木器漆样板干净很多。

　　 　　2结果与讨论
　　
　　2.1耐沾污原理
　　
　　耐沾污木器漆利用漆膜表面具有低表面能的物理特性，使沾污物难以附着，即使沾污物附着后，黏结力也很小，在外力作用下很容易清除。耐沾污木器漆以聚氨酯木器漆组分为基料，拼入改性有机硅树脂，选用合适的表面助剂配制而成。有机硅树脂具有憎水性，其表面张力低，且结构稳定。日常生活中的沾污物既有水性的也有油性的，因此涂膜表面必须同时具备良好的憎水性和憎油性，改性有机硅树脂具有这些特性。研究表明：如果涂膜表面的水接触角在100°以上，与石蜡接触角在40°以上时，涂鸦涂层就很容易产生花脸或发笑。试验的难点在于解决相容性问题，以及选用合适的表面助剂，并且需要调整配方，以防止出现附着力不良的状况。
　　
　　2.2试验效果
　　
　　普通的PU木器漆在清理某些顽固污垢时较费力，简单擦拭不能有效除去。而耐沾污木器漆漆膜表面平整光滑，表面张力很低，沾染污垢后很容易清除。清除污垢后，涂膜应保持初始功能以防再次沾污。有些污垢含溶剂的成分，因此需要涂膜具有优良的耐溶剂性。耐沾污木器漆可以采用传统的刷涂或喷涂的施工方式，待漆膜完全干燥后才能呈现出耐沾污效果。
　　
　　2.3流平剂的影响
　　
　　木器漆用的流平剂有3类：高沸点溶剂、丙烯酸类流平剂、有机硅表面控制剂。高沸点溶剂通过改善涂料的干燥时间来控制流平。丙烯酸类流平剂通过其可控的不相容性在涂膜表面的取向排列来流平，改变其相对分子质量和分子极性，可获得一系列不相容性的丙烯酸类流平助剂。其相对分子质量越大，相容性越差；分子极性越大，相容性越差。有机硅助剂因为改性方法和程度不同而呈现不同的相容性、不同的表面张力降低程度。一般说来，表面张力降低越大越稳泡。涂料的表面张力越小，涂膜被液态污染物润湿的能力越低，污染物粒子的附着力也就越差。不加入改性有机硅树脂，而加入过量的流平剂，可以暂时得到平滑的涂层表面。但时间长了之后，表面平滑性能会消失。
　　
　　2.4固化时间的影响
　　
　　加入改性有机硅树脂，为了达到优良的耐沾污效果，获得极低的表面张力，涂膜必须达到95%的交联，故涂膜必须在标准环境下放置10d以上或在60℃下固化16h以上。
　　
　　3结语
　　
　　采用含羟基的醇酸树脂与TDI固化剂反应，拼入改性的有机硅树脂，选用合适的助剂，制得耐沾污木器漆，施工时采用喷涂或刷涂的方法，简单方便。为使涂层具有良好的附着力，推荐使用传统聚氨酯木器漆作为底漆。清除污物，可以直接用洗洁剂小心清除。这种木器涂料使用范围很广，家具、地板等木器制品均可用。