抗渗色水性木器封闭底漆的开发
2021-06-29 10:32 浏览:248
沈明月,王莹莹,贺丹丹,周米米(叶氏化工研发(上海)有限公司,上海201203).
0 前言
在水性木器涂料涂装过程中,常出现渗色问题,即在实色水性木器涂料,特别是浅色或白色涂料的涂装时,涂膜易变色,影响涂膜表观性能。常见的易渗色的基材主要有:红木、雪松、胡桃木、沙比利、橡木、水曲柳等。一些人造板材,如密度板和实木木皮贴皮板中使用的胶黏剂,特别是一些低分子量的劣质胶黏剂,也会在涂装过程中渗出引起涂膜变色。在家具制造、装修中所使用的板材种类繁多,也不乏不同种类板材的拼接结构,所以渗色问题在整体效果上表现出来的情况往往是不确定位置和渗色程度的不均匀变色。此外,在翻修过程中,水性木器涂料对陈旧涂层表面污渍的封闭能力以及在溶剂型涂料表面的附着力也成为困扰人们的两大问题。因此,如何有效解决以上问题,成为提高水性木器涂料应用普适性的重要课题之一。
从实际应用角度考虑,抗渗色封闭底漆是解决水性木器涂料渗色问题的有效方式之一。目前主要有3种方案:(1)依靠具有良好封闭功能的阴离子乳液阻隔有色物质;(2)采用阳离子乳液与水溶性有色物质反应后防止色素渗出;(3)在体系中添加抗渗色助剂与水溶性有色物质反应,特别是一些具有较强螯合作用的金属离子,诸如锌、铝、锆、钙等的盐[4-7]。以上方案,都能在一定程度上解决渗色问题。本文通过结合阳离子乳液及抗渗色助剂,利用二者的协同作用,开发了具有优异抗渗色功能的水性木器封闭底漆。
1 试验部分
1.1 试验原料
成膜物:阳离子乳液A1、阳离子乳液A2、阳离子乳液A3,由DSM Coating Resins、Interpolymer、湛新树脂、Picassion Polymers等公司提供。
抗渗色助剂:醋酸锆、氯化镁、氯化羟铝、硫酸锌,国药集团化学试剂有限公司;Silink™钛酸酯偶联剂TCA-L44,南京能德化工有限公司。
其他助剂:成膜助剂、基材润湿剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂。
1.2 仪器设备
砂磨分散搅拌多用机,SFJ-400,上海现代环境工程技术有限公司;电子天平(精度0.01 g),SPS202F,奥豪斯仪器(上海)有限公司;色彩色差仪,KonicaMinolta CR-400,日本科宁卡美能达公司。
1.3 试验方法
文中所有测试皆按如下方法进行评估:
1.3.1 涂装工艺
基材(240#砂纸砂光)→刷涂/喷涂基材处理剂/封闭底漆(室温干燥>2 h)→400#砂纸砂光(轻微打磨)→喷涂水性白底漆2道(室温干燥>4 h)→600#砂纸砂光→喷涂水性白面漆(室温干燥>7 d)→抗渗色性能评测。
以上工艺中所用水性木器白底漆、白面漆,皆为市售产品。
1.3.2 抗渗色性能评估方法
目测:以未喷涂封闭底漆部分样板为标准板,通过调换不同角度目测喷涂了封闭底漆部分样板涂膜色相差异并评分,评分标准如表1所示。
色差仪测试:以未涂布封闭底漆部分样板为标准,测试喷涂了封闭底漆部分色差值。在色差测量结果中,各项参数表示的意义如表2所示。
因此,根据色差仪测试值,可从以上参数共同评价封闭底漆的抗渗色性能。
2 结果与讨论
2.1 配方及制漆工艺
制漆工艺和配方设计见表3。
制漆工艺:将1按照所需量加入容器中,在低速搅拌状态下,分别加入物料2、3、4、5,高速分散10 min至无油涡;中速搅拌下加入5、6,并继续分散10 min。
2.2 乳液及抗渗色主机对涂膜渗色的影响
分别以上文所提3种乳液制漆(见表4)并测试,测试基材为黑胡桃木贴皮板,结果如表5所示。
以阳离子乳液A1为例作说明,配方1只使用阳离子乳液制备封闭底漆,配方2、配方3在配方1基础上添加了不同的抗渗色助剂醋酸锆、氯化镁。与未涂布封闭底漆部分相比,配方1的ΔL、Δb值分别只有0.87、-0.54的变化,这与目测结果相吻合,即涂膜渗色有改善,但未到明显改善级别。添加抗渗色助剂后,ΔL值分别增大了2.25、1.33,Δb值减小2.47、1.52,其整体色差ΔE值综合了ΔL、Δa、Δb的变化,数值变化更大,特别是配方2尤其明显。而数据反映的结果与目测结果也很吻合。
由此可见,封闭底漆优异的抗渗色性能,可使涂膜明度增大,黄相明显减弱,在视觉上表现为涂膜“发暗、变黄”现象得到改善。而同时使用阳离子乳液与抗渗色助剂,可使封闭底漆的抗渗色性能得到更明显的提升。
此外,通过比较不同阳离子乳液制漆(未添加抗渗色助剂的配方1、配方4、配方8),可发现它们本身具有不同程度的抗渗色性能。在其中添加抗渗色助剂后,能够在一定程度上缩小这种差异。