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一种多基材优异附着水性单组木器涂料的研制,360资讯网,ChinaNews360.com
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一种多基材优异附着水性单组木器涂料的研制
2020年07月21日    阅读量:2159    新闻来源:杨远,闫会玲,许万通,张文东/河北晨阳工贸集团有限公司  |  投稿

摘要:介绍了应用于油性底漆上的水性面漆的配方设计、施工与问题分析解决方案,阐述了多基材优异附着的水性单组木器涂料在制作过程中原材料的选择与工艺的制定,对木器水漆应用于油性底漆进行了探讨并给出了指导与建议。


关键词:木器水漆,附着力,应用,环保


2020年5月,国家两会对房地产的重要部署为:新开工改造城镇老旧小区3.9万个,能很大程度带动装修、老旧家具修复等产业。在房屋装修、老旧实木家具修复或新家具选择方面,居民要求工期短、无有毒有害气味释放、及时入住,水性漆因无甲醛、低VOC、已施工等特点,必定成为居民的首选产品涂料在线coatingol.com


家具厂以前全面使用油性漆,近年因国家越来越严的生态环境保护政策,逐步在推进“油改水”的进度,考虑到现场情况及成本控制,大部分工厂水性化都是从油底水面开始,但油底水面目前存在层间附着力问题,导致家具厂对水性漆的质疑,需要进一步研究解决。


基于以上各种因素,本文基于常见的底漆基材PU底、PE底、NC底、UV底四种基材上进行水性面漆的产品开发,做了相应的研究测试。

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图源网络


实木家具对涂层的一些要求

实木家具使用木器水漆如果想做到完美的施工性,必须注意涂料的配套性。所谓涂料的配套性就是涂饰基材和涂料以及各层涂料之间的适应性。选择涂料应依照一定的原则,以保证涂层具有良好的防护性和装饰性,满足使用条件对涂层性能的要求,它包括如下几个方面的内容。


涂料和基材之间的配套

不同材质的表面,必须选用适宜的涂料品种与其匹配,对于木制品、纸张、皮革和塑料表面不能选用需要高温烘干的烘烤成膜涂料,而必须采用自干或仅需低温烘干就可固化成膜的涂料。


涂膜各层之间应有良好的配套性

底漆与面漆应配套,最好是烘干型底漆与烘干型面漆配套,自干型底漆与自干型面漆配套,同漆基的底漆与面漆配套。当选用强溶剂的面漆时,底漆必须能耐强溶剂而不被咬起。此外,底漆和面漆应有大致相近的硬度和伸张强度。硬度高的面漆与硬度很低的底漆配套,常产生起皱的弊病。


在采用多层涂装时,应考虑涂层之间的附着性

附着力差的面漆应选择附着力强的底漆。在底漆和面漆性能都很好而两者层间结合不太好的情况下,可采用中间过渡层,以改善底层和面层的附着性能。


涂料与施工工艺的配套

每种涂料和施工工艺均有自己的特点和一定的适用范围,配套适当与否直接影响涂层质量、涂饰效率和涂饰成本。涂料的施工工艺应严格按涂料说明书中规定的施工工艺进行,高黏度涂料一般选用高压无气喷涂、辊涂施工;平板件产品可采用普通喷涂或淋涂,因此,对于一定的涂料必须选用与之相配套的施工工艺。


涂料与辅助材料之间的配套

涂料的辅助材料虽不是主要成膜物质,但对涂料施工、固化成膜过程和涂层性能却有很大影响。辅助材料包括粘结剂、腻子、着色剂等,它们的作用主要是改善涂层的装饰性能和涂层的相容性,因此,各种辅助材料的使用一定要慎重,切不可马虎。


原料的选择


目标

根据公司发展规划要求,经市场调研、销售、技术人员协商决定专门研发适用于实木家具不同种类底漆的配套水性面漆。


技术要求分析

基于不同性质底漆复配水性面漆附着力的考虑,在乳液筛选方面尤其注重此方面性能。鉴于家具厂效益和品质的要求,快速抗粘连性也在考核范围中。


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表1 » 技术标准


乳液的选择

以乳液为例,搜寻国际国内主要木器水漆面漆乳液样品,均在附着力、抗粘连和丰满度性能等方面有一定优势,根据其参考配方制漆,检测基本性能,筛选合适的乳液。


表2为对比数据。

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表2 » 基本性能测试结果


除上述基本项目之外,分别在涂有PE底漆、PU底漆、NC底漆、UV底漆的实木板上喷涂表2中的乳液制作的水性面漆,在附着力和抗粘连性能方面做进一步测试。


结果如表3所示。

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表3 » 性能测试结果


综合对比测试,采用新型自交联、有硬核/软壳的是一种自交联的丙烯酸分散体,对它的评估显示它们是实木用水性木器涂料用非常有效的漆基。软壳疏水单体的玻璃化温度(Tg)降低到一定程度,就能使涂料在好的抗粘连性所必需的硬度和涂层柔韧性所必需的柔软之间,达到最佳平衡,使其与油性底的层间附着力达到更好的性能。通过实验对比,6#乳液的各种关系因素更为优秀,所以暂时考虑以6#为基础乳液。


配方设计与产品性能


配方设计

用筛选的乳液,根据标准配方(表4)配成多基材用水性单组份3分光面漆。

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表4 » 标准配方


多基材用水性单组份3分光面漆制备步骤:在高速搅拌下,乳液与消泡剂、成膜助剂,充分混合均匀,低速加入分散剂、哑粉,高速分散30min至细度≤25μm,低速依次加入润湿剂、流平剂、增硬剂、流平剂、手感剂,最后逐步加入增稠剂溶液直到黏度约为60s(涂-4杯,23-25℃),制备含样品。流程图如图1所示。


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图1 » 乳液型丙烯酸酯涂料的配置流程示意


制板工艺

(1)20cm*30cm,榆木板、落叶松板、杉木板,每种样板制备3块,湿度小于12%;

(2)用120目砂纸白坯打磨;

(3)每种样板分别喷涂2道家具厂常用的PU底漆、PE底漆、NC底漆、UV底漆4种底漆,打磨备用;

(4)喷涂多基材用水性单组份亮光面,气压1公斤,枪嘴0.28mm,湿膜厚200μm,温度23℃,湿度50%,风速小于4m/S,待干。


产品性能测试

多基材用水性单组份3分光面漆在PU底漆、PE底漆、NC底漆、UV底漆4种底漆上喷涂,并常温养护7天基本性能测试结果如表5。

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表5 » 基本性能测试结果


从测试结果可以看出,多基材用水性单组份3分光面漆在四种底漆基材上柔韧性良好,层间附着力均为≤1,铅笔硬度≥HB,耐冲击性涂膜无脱落、无开裂。性能均可以满足。


结果与讨论


采用新型自交联、有硬核/软壳的是一种自交联的丙烯酸分散体,它作为主要成膜物质,选择合适的成膜助剂,搭配有效的功能性助剂,研制出一款多基材用水性单组份3分光面漆,在四种常见的底漆上测试性能,均有良好的性能,可以达到或超过制定的标准。


测试过程如图2所示。

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图2 » 性能测试


根据《HG/T 0004-2012色漆和清漆漆膜冷热循环测试方法》标准进行测试,操作步骤如下:


1、检测待测试板完好情况,记录试板涂膜状况及厚度(取三点数值的平均值)。

2、试板的处理:试板上未涂有涂料的部位,要用涂料或密封胶带密封。在GB/T9287规定的条件下至少调节16小时。

3、将待测试板竖直放入试验机内的架子上,以便气体可穿过所有的试板。不能将试板测试面贴着仪器的壁,且测试面不能叠放,否则影响测试结果。总试板量不能超过仪器容积的2/3。

4、将恒温恒湿机的运转程序调整为以下运行模式:

a)从室温降至(-20±2)℃,在此温度条件下保持2小时;

b)升温到(50±2)℃,湿度升高到(80%±5%)RH,在此温度条件下保持2小时;

c)再降温至室温;

d)以上为一个循环,循环测试按客户要求设定;

e)从50℃80%RH降温到-20℃、从-20℃升温到50℃ 80%RH的时间,均不超过1小时。

5、待测试完成后,将测试板移出箱外,在室温下放置2小时后,判定涂膜状况。


按以上标准方法经过12个冷热循环周期后的涂膜性能的结果,综合性能如表6所示。


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表6 » 综合性能测试结果


从表6的检测结果来看在PU底漆、PE底漆、NC底漆、UV底漆4种常用底漆基材上附着力良好,具有很好的抗粘连性,在手感和丰满的方面可以媲美油性PU漆,性能优于同等档次的国内外竞品,具有良好的市场应用前景。


随着国际国内水性树脂与水性助剂的不断创新和更新换代,木器水漆的研发也在攻克一个又一个的技术难关。相信凭借水性漆的技术的创新性,会不断研发出具有市场竞争力和高性价比的产品,为生态环境保护贡献力量。



标签:家装家具涂料辅料与设备涂装应用技术中心水性木器漆涂装
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