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改善聚氨酯亮光色漆边角覆盖性的研究

来源:未知 作者:admin 时间:2019-12-17 点击:
导读:根据现代家具工件多边角的特点,选择合适的原材料,制备具有优异施工性能的新型聚氨酯亮光色漆,讨论了主要组分对聚氨酯亮光色漆边角覆盖性的影响,结合家具涂装的实际情况,提出了改善涂料边角覆盖性的方法。
改善聚氨酯亮光色漆边角覆盖性的研究
李相权 ( 河北泽耀建材有限公司,河北故城 253803)
李梦雨 ( 上海建桥学院信息技术学院,上海 201306)

0 引言
随着现代家具工业的迅速发展及满足个性化需求的要求,家具的复杂化、多边角化是任何工件制作中不可避免的问题,越来越多的家具会在表面进行开槽,形成大小不同的棱边和边角,由于家具工件棱边和边角在打磨过程中容易打穿露底,对涂料的边角覆盖性提出了更高的要求。聚氨酯亮光色漆由于追求装饰效果,往往添加较多的强溶剂及流平剂,具有较好的流动性,易形成光滑平整的漆膜,但被涂物的边缘或棱角部位就非常容易出现比平面部分覆盖率差的现象,往往在角尖或棱边留下一条交接线,导致此处的涂膜特别薄甚至露底,出现黑边现象,特别是在气温较低的冬季,由于产品喷涂后涂膜干燥较慢,此类现象更加明显。它是家具涂装过程中最常见和难以控制的缺陷之一,直接影响家具的整体装饰效果及施工效率,已成为家具行业面临的棘手问题之一。
通过提高涂料的施工黏度,降低涂层流动性,可以改善家具边、棱角处的流挂现象,提高边缘覆盖率,但施工黏度过大,会导致流平不良,涂膜平滑性受到损害,影响涂饰效果。涂膜的边角覆盖性和流平性是一对矛盾体,良好的流平性要求在足够长的时间内将黏度保持在最低点,有充分的时间使涂膜流平,获得平滑丰满的涂装效果,而这就容易出现流挂、边角覆盖不良等现象。为此,我们从产品配方设计及施工工艺方面进行探讨,充分考虑流平和边角覆盖性之间的平衡及溶剂挥发梯度等因素的影响,制备了具有较好施工宽容性的聚氨酯亮光色漆,有效抑制施工中的流挂现象,解决聚氨酯亮光色漆边角覆盖性的问题,确保良好的涂装效果,满足家具涂装的要求。

1 试验部分
1.1 原材料
合成脂肪酸树脂80%,工业品;R902 钛白粉,杜邦公司;分散剂、流平剂、消泡剂,毕克化学;固化剂N3390、IL1451,科思创公司;有机膨润土、聚酰胺蜡,海明斯公司;气相二氧化硅,卡博特公司;CAB 醋酸丁酸纤维素,伊士曼公司;催干剂,气体化工;溶剂,工业品。
1.2 涂料制备
涂料配方如下:
原材料 w/%
甲组分:
合成脂肪酸树脂 50~55
分散剂 1~2
R902 钛白粉 30~40
流平剂 0.3~0.6
消泡剂 0.3~0.5
催干剂 0.1~0.3
流变助剂 1~2
CAB 液 3~5
溶剂 3~6
乙组分:
N3390 25
IL1451 50
溶剂 25
甲组分合成工艺:将合成脂肪酸树脂、钛白粉、分散剂及部分溶剂依次加入调漆缸中,高速分散20 min,然后用砂磨机研磨分散至细度20 μm 以下,加入其余助剂,分散均匀,用余下的溶剂调整黏度,过滤,包装。
1.3 涂料边角覆盖性测试
按m(主漆)∶m(固化剂)∶m(稀释剂)=1∶0.8∶0.5 配制涂料,喷涂施工后通过观察工件边角是否露出黑边来判断涂料的边角覆盖性。

2 结果与讨论
2.1 羟基树脂的选择
羟基树脂作为聚氨酯涂料的主要成膜物质,对体系的流平性及边角覆盖性起着非常重要的作用,在设计聚氨酯亮光色漆时首先要选择合适的树脂体系。合成脂肪酸树脂具有较高的丰满度,聚氨酯亮光色漆通常以合成脂肪酸树脂为主要成膜物,本试验采用实际生产中曾使用过的几种合成脂肪酸树脂进行测试,其对聚氨酯亮光色漆性能的影响见表1。
合成脂肪酸树脂对涂料性能的影响
由表1 可见,不同的合成脂肪酸树脂制备的亮光色漆在边角覆盖性方面差异较大,树脂黏度较低时,虽然有较好的流动性,易获得更好的流平效果和丰满度,但涂料干性较差,容易产生流挂现象,影响边角覆盖性能;随着树脂黏度的增大,其相对分子质量增大,在相同羟值情况下其分子上的羟基也多,形成的交联点多,交联反应效率提高,有利于加快漆膜的干燥速度,改善漆膜的边角覆盖性,但树脂黏度过高时,润湿分散性差,不利于润湿工件边角部位,施工时必须加入较多的稀释剂,不易获得丰满度好的漆膜,漆膜光泽偏低且流平性不佳,容易出现桔皮现象,边角覆盖性不好。将合成脂肪酸树脂的黏度控制在合适的范围内,解决流挂与流平之间的平衡问题,才能获得较为理想的边角覆盖性能。本试验选择的合成脂肪酸树脂C 玻璃化温度较高,有利于涂膜内溶剂释放,同时树脂分子结构中都是伯羟基,空间位阻小,反应活性高,有利于提高漆膜的干燥速度,特别是具有一定的触变性,喷涂时黏度降低形成低黏度漆液,喷涂后黏度又逐渐增高,恢复到初始黏度,中间有一个滞后期有利于流平,能较好地平衡流平和流挂间的关系,明显改善边角部位流挂现象,具有较好的涂膜边角覆盖性。
2.2 钛白粉用量的影响
聚氨酯亮光色漆的遮盖力是改善边角覆盖性能的关键因素,钛白粉用量对涂料性能的影响见表2。
钛白粉用量对涂料性能的影响
由表2 可见,随着钛白粉用量的增加,涂膜边角覆盖性有明显改进,色漆的遮盖力直接关系到对涂膜厚度的控制,如果涂料中钛白粉用量较少,则遮盖力差,为了满足遮盖需求,只能通过过量喷涂获得较厚的涂膜才能遮盖住底材,涂膜过厚的边角部位就更加容易产生流挂现象,造成边角覆盖性变差。通过增加钛白粉的用量,不仅可提高施工固体分,增加遮盖力,更好地遮盖底材,减少底材颜色对面漆颜色的影响,而且在满足遮盖力的要求下,可以薄涂,降低流挂风险,改善边角覆盖性,本试验选择钛白粉用量为40% 左右为宜。同时钛白粉在基料中的分散细度越小,其在树脂中分散越均匀,不仅提高了遮盖底材的能力,还改善了涂料的流动与流平性,有助于形成平整致密、细腻光滑的涂膜,获得良好的装饰效果。
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