双组分炊装用水性木器涂料的制备

By | 2020年7月28日

建材网方学平,严修才,饶小胜
  
  (广东巴德士化工有限公司,广东中山528427)
  
  摘要:介绍了双组分家装用水性木器涂料的配制,并讨论了其固化过程及n(—NCO)/n(—OH)对水性双组分丙烯酸涂膜性能的影响。
  
  关键词:水性木器涂料;丙烯酸;双组分;家装
  
  0前言
  
  目前民用装饰行业对涂料的性能、安全、节能和环保等方面提出了更高要求,水性双组分涂料是一种性能与环保兼备的高品质涂料,它不仅具有溶剂型双组分聚氨酯涂料的硬度高、耐介质性能好,成膜温度低和附着力强等优点。而且挥发性有机(VOC)含量极低。水性双组分涂料是由含—OH,水性聚丙烯酸酯多元醇(A组分)和亲水改性含—NCO基团低黏度多异氰酸酯固化剂(B组分)组成。A组分水性羟基丙烯酸树脂具有聚合物结构可调,乳液粒子结构型号可设计性,且还可赋予多种功能性。
  
  1试验部分
  
  1.1试验主要原材料
  
  进口水性羟基丙烯酸树脂、水分散型聚异氰酸酯固化剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、蜡乳液、气相二氧化硅、滑爽剂、杀菌剂。
  
  1.2参考配方(见表1)

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  表1A组分试验配方(质量分数)

  B组分:水分散型聚异氰酸酯固化剂质量分数13.2%~14.4%。
  
  1.3配制工艺
  
  将乳液加入搅拌缸中,加入分散剂,搅拌均匀后,加入润湿剂、消泡剂、滑爽剂、气相二氧化硅,分散15min,加入增稠流平剂、蜡乳液、水、调节黏度,再加入消泡剂、杀菌剂,搅拌5~10min,过滤出料。
  
  1.4性能测试
  
  涂料的性能指标及检测结果见表2。

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  表2产品性能

  2结果与讨论
  
  2.1水性双组分丙烯酸涂料的固化过程
  
  水性双组分涂料的固化涉及的化学反应如下所示,其中主反应为羟基与异氰酸酯基,进行加成反应,生成氨基甲酸酯(—NH—COO—),副反应为异氰酸酯基团分别与水、氨基、氨基甲酸酯和羟基反应生成脲,脲基甲基酯和氨基化合物等:

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  2.2n(—NCO)/n(—OH)与水性双组分丙烯酸涂膜性能
  
  表3说明水性双组分涂膜调黏度随着n(—NCO)/n(—OH)增大而增大,这是因为高n(—NCO)/n(—OH)条件下,—OH与—NCO的接触反应几率增大,涂膜的聚合物链段上硬段、氨基甲酸酯基团的数量增加,同时,过多的固化剂加入量增加了—NCO与水和氨基基团反应生成脲的几率,同时涂膜的耐介质性能、硬度和光泽并不与n(—NCO)/n(—OH)成正比,当n(—NCO)/n(—OH)=1.8时,光泽为89%,硬度为0.90,进一步增加n(—NCO)/n(—OH)值,涂膜的硬度和耐介质性能反而下降,原因可能是残留亲水改性的聚异氰酸酯,固化剂会增塑涂层,异致硬度和耐介质性能下降,综合性能和成本考虑,合理的n(—NCO)/n(—OH)应控制在1.5~1.8。

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  表3n(—NCO)/n(—OH)与2K、WPUR的性能

  3结语
  
  到目前为止,水性木器涂料并没有得到大范围的推广使用,究其原因,主要在于其生产成本过高,且某些性能与溶剂型木器涂料尚有一定的距离,但相信随着人们环保意识的不断提高以及水性木器涂料自身性能的不断提高,水性木器涂料将会有越来越多的市场分额,水性双组分丙烯酸涂料涂膜的交联度和硬度与溶剂型双组分聚氨酯涂料相当,其性能远优于单组分水性丙烯酸涂料,将更受消费者的青睐。