耐划伤耐冲击木器漆的研究纹身

发布时间：2022-09-08 21:38:06

耐划伤耐冲击木器漆的研究

温火生

(广东美涂士化工集团技术部,广东佛山528308)

摘　要 : 研究了耐划伤耐冲击木器漆底漆、面漆体系成分的选择与调配。通过分析不同使用量的各成分对涂膜柔韧性、硬度以及耐冲击等性能的影响 , 确定体系中各成分的最佳配比。

关键词 : 底漆 ; 面漆 ; 硬度 ; 柔韧性 ; 耐冲击性

0 　引　言

中国家具与家庭装修行业的高速发展 , 带动了国内木器涂料的快速增长 , 而涂料产品的国际化竞争 , 又对木器涂料提出了愈来愈高的技术要求okmart.com。国内市场上传统的 PU 透明木器漆很难同时兼具柔韧性和高硬度性。柔韧性好的木器漆虽然碰撞不易开裂 , 但硬度较低 , 漆膜容易磨花。硬度高的木器漆虽然耐划伤性能好 , 但柔韧性差 , 碰撞容易发白或开裂。为了满足广大客户对木器漆柔韧性和硬度的高要求 , 我们研发了耐划伤耐冲击木器漆。通过市场测试证明此漆不仅具有优异的耐划伤性 , 而且具有良好的耐冲击性能 , 同时由于油漆的透明度高、重涂性佳 , 即使面对各种损伤也能轻易修复 , 不留痕迹。

1 　性能测试

按 GB /T6739 — 1996 喷涂在马口铁上 , 用 PPH - I 型铅笔硬度计测定硬度 ; 按 GB /T1720 — 1979 喷涂在马口铁上 , 用 QFZ 型附着力试验仪测定附着力 ; 按 GB /T6742 — 1986 喷涂在马口铁上 , 用 YZQ - Ⅱ圆柱型弯曲试验仪测定柔韧性 ; 按 GB /T 1732 — 1993 喷涂在马口铁上 , 用 QCJ 型漆膜冲击器测定耐冲击性。最终样品按三底一面施工到贴实木皮中纤板上 , 干燥 48 h 后用弹簧式撞击仪测试 ( 冲击力 30 kg / cm 2 ) , 观察是否发白、变色或开裂。

2 　结果与讨论

2 . 1 　底漆体系的选择与调配

2 . 1 . 1 　底漆树脂的选择

底漆作为基材与面漆的中间层 , 起承上启下的作用 , 必须具备良好的打磨性、填充性、增厚保护 , 改善性能等功能。底漆树脂一般会选用相对分子质量较大、固含量高、丰满度好的快干型醇酸树脂。此外为了满足受冲击后漆膜不脱层、不发白、不开裂 , 底漆树脂还必须具备良好的柔韧性、附着力和耐冲击性能。本研究选用了 FE20 - 70D 、 FE20 - 70F 、 FE10 - 70 、 PJ11 -70K 醇酸树脂作为备选树脂进行测试 , 结果如表 1 所示。

表 1 　底漆树脂选择试验

由表 1 可知 , FE20 - 70F 和 FE10 - 70, 干燥速度快 , 且柔韧性、附着力和耐冲击性能优异。但 FE20 - 70F 的硬度偏低 , 打磨性稍差 , 因此本研究选用 FE10 - 70 作为底漆树脂。

2 . 1 .2 　底漆填料量的调配

为了提高底漆的打磨性和填充性 , 同时降低成本 , 一般会在底漆中添加硬脂酸锌、滑石粉、透明粉等透明填料。但如果填料添加过多 , 会影响透明度 , 重涂或冲击后也容易发白。因此应该控制底漆体系的填料量。本体系中只添加硬脂酸锌和滑石粉 , 其用量对耐冲击性的影响见表 2 。

表 2 　底漆填料用量对漆膜耐冲击性能的影响

注 : (1)w ( 填料 ) 为滑石粉相对于底漆的含量 ; ( 2 ) 体系中添加了 0 . 1% 有机锡和 0 . 1% 叔胺类催干剂 ; (3) 固化剂为 85% TD I/TMP 加成物与 15% TD I 三聚体的混合物。

由表 2 可知 , 在本体系中底漆填料量超过 8% 时 , 冲击后易发白 , 因此将底漆的填料量控制在 8% 以内。

2 .1 . 3 　底漆催干剂的用量

为了提高底漆的干燥速度 , 特别是冬天的干燥速度 , 一般会在体系中添加适量的有机锡或叔胺类催干剂。这些催干剂可以大大提高底漆干燥速度 , 但也会缩短活化期 , 使得漆膜变脆 , 耐冲击能力下降。其中叔胺类催干剂对耐黄变性能有很大的影响 , 因此要控制其用量。催干剂用量对底漆性能的影响见表 3 。

表 3 　底漆中催干剂对耐冲击性和活化期的影响

注 : (1)A —有机锡类催干剂 ; B —叔胺类催干剂 ; (2) 底漆的填料量为 8%; (3) 固化剂为 85%TD I/TMP 加成物与 15%TD I 三聚体的混合物。

由表 3 可知 , 在本体系中有机锡和叔胺类催干剂总添加量应控制在 0 . 3% 以下。过量的催干剂会缩短活化期 , 碰撞时也容易出现开裂。因此底漆夏季用配方添加 0 . 1% 有机锡催干剂 , 冬季用配方则添加 0 . 1% 有机锡催干剂和 0 . 1% 叔胺类催干剂。

2 . 1 . 4 　底漆固化剂的调配

底漆常用固化剂有 TD I/TMP 加成物和 TD I 三聚体等。前者固化的漆膜柔韧性好 , 但干燥较慢 , 而 TD I 三聚体固化的漆膜比较脆 , 但干燥较快 , 因此选择两者搭配使用 , 两者配比对底漆性能的影响见表 4 。由表 4 可知 , 在本底漆体系中 TD I 三聚体的添加量不宜超过 15% , 否则会缩短活化期 , 受冲击时则容易出现发白、开裂现象。因此本文底漆固化剂用 85% TD I/TMP 加成物搭配 15% TD I 三聚体。

表 4 TD I 三聚体与 TD I/TMP 加成物配比对底漆耐冲击性能和活化期的影响

注 : (1) C — TD I/TMP 加成物 ( 自产 ) ; D — TD I 三聚体 ( 自产 ) ; (2) 底漆的填料量为 8%; (3) 体系中添加了 0. 1% 有机锡和 0 .1% 叔胺类催干剂。

2 . 2 　面漆体系的选择与调配

2 . 2 . 1 　面漆树脂的选择

要达到良好的耐冲击性能和耐划伤性能 , 面漆树脂应当具备良好的柔韧性和附着力 , 同时必须具有较高的硬度。本研究选择 FE38 - 60 、 FE38 - 70 、 3108 - 60 、 207 - 70 、 PJ11E -70D 树脂进行测试 , 结果如表 5 配方。由表 5 可知 , PJ11E - 70D 具有较高羟值 , 漆膜的交联密度高 , 所以硬度最高 , 但柔韧性和附着力稍差。蓖麻油改性的 FE38 - 70 具有较好的柔韧性、附着力和耐冲击性能 , 但硬度稍差 , 因此选择 PJ11E - 70D 与 FE38 - 70 拼用 , 经过试验得出最佳比例为 1 ∶ 2 。

2 . 2 . 2 　面漆耐划增硬填料的选择

为了达到较好的耐划伤性 , 一般会在体系中添加适量能提高漆膜硬度的填料 , 如 : 玻璃粉、硅微粉、纳米陶瓷粉等。其中硅微粉的价格较低 , 但性能一般 , 高速分散时容易发黑。纳米陶瓷粉则具有较高的透明度和耐划伤性能 , 可以用在光泽 __ 和重涂性要求较高的体系 , 但价格昂贵。玻璃粉的价格适中 , 性能优异 , 能满足多数体系要求 , 但玻璃粉的密度较大 , 容易沉淀 , 因此需要注意防沉的控制。为了达到较好的性价比 , 选用玻璃粉来提高漆膜的硬度和耐划伤性能 , 其用量对面漆性能的影响见表 6 。

表 5 　面漆树脂选择试验

表 6 　玻璃粉添加量对面漆性能的影响

注 : 添加量为玻璃粉相对于面漆的含量。

由表 6 可知 , 随着玻璃粉添加量的增加 , 体系的硬度和耐划伤性能逐渐提高 , 透明度和重涂性则逐渐降低 , 当添加量超过 5% 之后漆膜耐冲击性明显变差 , 容易发白甚至开裂。因此将玻璃粉的添加量控制在 5% 左右。

2 . 2 . 3 　面漆其他材料

VAGH ( 羟改性氯乙烯 / 醋酸乙烯共聚物 ) 具有高韧度、持久柔顺性和耐磨性 , 在 PU 亚光面漆中添加适量的 VAGH 可以提高体系的附着力、柔韧性、硬度和手感 , 同时能够提高溶剂的释放性。经过反复试验测试后 , 选择在体系中添加 7%VAGH 液 (20% ) 。此外还添加适量的聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉和有机硅滑爽助剂 , 以降低漆膜表面摩擦系数 , 提高漆膜的手感和耐磨性。

2 . 2 . 4 　面漆固化剂的调配

由于面漆要求具有较高的硬度和抗划伤性 , 固化剂应尽量选用进口 TD I 三聚体固化剂与 TD I/TMP 加成物搭配使用。其中 TD I 三聚体固化剂可以适当提高比例 , 如果能采用耐黄变固化剂效果更佳。本研究选用 OK . DS 与 L - 75 调配 50% 固含量面漆固化剂 , 其用量对面漆性能的影响见表 7 。由表 7 可知 , 随着三聚体固化剂 (OK. DS) 用量的增加 , 面漆的表干速度加快 , 漆膜光泽降低 , 耐划伤性能提高 , 用量在 25% 左右的时候 , 漆膜的耐划伤性能可以达到较好的效果 , 同时耐冲击后不出现发白和开裂现象。当比例超过 25% 后 , 体系表干较快 , 流平性较差 , 漆膜变脆 , 耐冲击能力下降 , 容易开裂。因此面漆固化剂中添加 25% 的 OK . DS 。

表 7 OK .DS 添加量对面漆固化剂性能的影响

3 　结　语

(1) 通过试验得出底漆树脂选用干燥速度较快、打磨性好、柔韧性和附着力较好的大豆油改性醇酸树脂 FE10 - 70, 在体系中添加约 8% 的滑石粉和适量的硬脂酸锌粉 , 夏天配方添加 0 . 1% 有机锡催干剂 , 冬天则添加 0 . 1% 有机锡催干剂和 0 . 1% 叔胺类催干剂调整干速。配套 85% TD I/TMP 加成物搭配 15% TD I 三聚体的固化剂 , 得到的漆膜干速较快 , 打磨性好 , 耐冲击性能优异。 (2) 选择高羟值高硬度的脂肪酸改性醇酸树脂 PJ11E -70D 与附着力佳、柔韧性好的蓖麻油改性醇酸树脂 FE38 - 70 以 1 ∶ 2 的比例拼用 , 在体系中添加约 5% 的玻璃粉提高体系硬度和耐划伤性能 , 添加 7%VAGH 液 ( 20% ) 提高体系的附着力、坚韧性、硬度和手感 , 添加适量的聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉和有机硅滑爽助剂 , 以降低漆膜表明摩擦系数 , 提高漆膜的手感和耐磨性。配套 25% 的 OK .DS 搭配 75% TD I/TMP 加成物的面漆固化剂 , 得到的漆膜硬度高 , 附着力、柔韧性好 , 耐划伤和耐撞击性能优异。