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水性木器哑光清漆中消光剂的选用

来源:中化建常州涂料化工研究院 作者:史立平 孔志元 时间:2012-06-03 点击:
导读:介绍了几种常见消光剂的性能,指出合成气相二氧化硅类消光剂可应用于水性木器哑光清漆。选取了几种合成二氧化硅类消光剂进行对比试验,优选出适宜的消光剂,同时指出添加方法。
     0 引言
水性木器漆具有低污染、不燃、施工方便等优点,受到人们的青睐,并已在家庭装修和家具涂装中得到应用。水性哑光清漆涂膜具有木纹清晰、自然、外观均匀一致的特点,人不易出现审美疲劳,尤其受到广大消费者的喜爱和认可。但水性树脂以水作为分散介质,分散和承载颜填料的能力较差,由其制备的哑光清漆常因消光剂分散不好而在贮存时产生硬沉淀,因此选择和合理使用消光剂是成功配制水性木器哑光清漆的关键技术之一。

1 消光剂的消光机理
光泽是物体表面对光的反射特性,当入射光线照射漆膜表面时,会发生反射和散射。漆膜表面平整,反射部分越大,光泽度越高,反之若漆膜表面凹凸不平,非常粗糙,则散射部分增大,光泽度就低,即产生了消光的效果[1],见图1。
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图 1 表面粗粗糙度对光线的影响

消光剂的加入使漆膜表面变得粗糙不平整,造成光线的乱反射以削弱反射光强度,从而达到消光目的,显然,消光剂加入后若使漆膜表面越粗糙,则其消光效果越好。

2 消光剂的种类
常见消光剂的种类有三[2]:金属皂、蜡、功能性体质填料。

2.1 金属皂
金属皂是早期人们在溶剂型涂料中常用的一种消光剂。它以非常细的颗粒悬浮物分散在涂料里,成膜时分布在漆膜表面使漆膜表面产生微观粗糙度,降低了漆膜表面光的反射。主要有硬脂酸铝、锌、钙等。由于它们与水性树脂的极性相差太大,很难将其分散于水中,因此在水性木器涂料中不能使用。

2.2 蜡
蜡也是应用较早的一种消光剂。它在涂料施工后,在漆膜干燥过程中,蜡逐渐析出,形成微细的结晶,浮于漆膜的表面,而形成一层粗糙面,从而起到消光作用,但蜡层在漆膜表面也会阻止溶剂的挥发,影响漆膜干燥。消光蜡主要有低分子聚乙烯、聚丙烯类等,它们不仅能够消光,而且能赋予漆膜良好的耐擦伤性和好的手感,在溶剂型涂料中通常蜡与二氧化硅类消光剂拼合使用。溶剂型涂料中使用的消光蜡在水性树脂中不能分散,不能直接使用,为此有商家将其制成水乳蜡,以便能用于水性体系,但能真正商业化用于水性体系的消光型水乳蜡并不多见,而且还存在与水性树脂相容的问题,若相容性不好,会使体系中水乳蜡或水性树脂发生破乳或凝胶等。

2.3 功能性体质填料
功能性体质填料属于无机填充型消光剂,在漆膜干燥时,由于密度轻,会浮在漆膜表面,使漆膜表面形成微粗糙,从而起到消光作用。功能性体质填料主要有硅藻土、合成二氧化硅等。其中合成气相二氧化硅具有高消光性,其折射指数约为1.46,与树脂的折射指数(1.4~1.6)最为相近,对漆膜的透明性影响较小,涂装在木器尤其深色木器表面不易发白,因此在溶剂型哑光木器涂料中得到广泛使用。美国W.R.Grace Davison 和德国Degussa 在生产和研究合成气相二氧化硅方面一直处于世界领先水平,产品已形成系列化,目前他们的产品广泛用于各种溶剂型和水性哑光涂料中。

3 消光剂的选择
由上述消光剂种类的讨论可知,合成气相二氧化硅消光剂可以应用于水性木器哑光清漆中。消光剂的选择常需考虑消光效果、透明性、沉降性等,作者选取了几种常见的合成气相二氧化硅消光剂TS100、C803、C7000、C805进行试验,它们的基本参数见表1。
表1 各种合成气相二氧化硅消光剂基本参数
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下面通过不同试验分别考察它们的性能。光泽度的测定:用120 μm 线棒在黑无光底材上刮涂一道哑光漆,放置24 h 后测试光泽。

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