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二丙二醇甲醚/二丙二醇丁醚在水性木器涂料中的应用

来源:江苏怡达化学股份有限公司 作者:聂常洪,宗家欢,袁纪贤 时间:2017-03-17 点击:
导读:研究了不同成膜助剂对水性木器涂料成膜性能的影响。结果表明:将高低沸点的两种成膜助剂复配,能使制得的涂膜综合性能达到最好,并最终确定二丙二醇甲醚(DPM)与二丙二醇丁醚(DPnB)复配作为成膜助剂应用于水性木器涂料为较优的选择。
0 前 言
随着国家环保法规的日趋严格及人们绿色环保意识的加强,低污染型的水性木器涂料将具有广阔的市场前景。水性木器涂料的基本组成有:主成膜物质(乳液)、成膜助剂、润湿剂、消泡剂和填料等。其中成膜助剂又称为聚结助剂,它能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性能,使其能在广泛的施工范围内成膜。
成膜助剂的选择要注意以下几个方面:(1)成膜助剂必须是聚合物的强溶剂,能有效地降低聚合物的玻璃化温度,并具有很好的相容性;(2)水中溶解性小,易为乳胶粒子吸附而有良好的聚结性能,成膜助剂应集中分布在乳胶微粒的内部和乳胶微粒表面保护层内;(3)适宜的挥发速度,在成膜前保留在涂膜中,其挥发速度应低于水和乙醇,成膜后须完全挥发;(4)不影响乳胶体系的稳定性;(5)安全性,对人和动物无毒害。
好的成膜助剂应具有安全环保、添加量少、干燥速度快以及有效地降低水性乳液的最低成膜温度等特性。醇醚类溶剂因兼有成膜助剂和共溶剂两方面的作用,是最适用于水性木器涂料体系的良好溶剂。在水性木器涂料的配方中为了取得较好的成膜效果和较快的干燥速度,一般选择两种成膜助剂复配。本研究选用水性木器涂料中常用的醇醚溶剂,测试不同成膜助剂对涂膜性能的影响,并确定最佳的复配方案。
 
1 实验部分
1.1 原料与器材
实验原料:乙二醇单丁醚(BCS)(纯度≥98%)、二乙二醇丁醚(BDG)(纯度≥98%)、二丙二醇甲醚(纯度≥98%)、二丙二醇丁醚(纯度≥98%),江苏怡达化学股份有限公司;水性丙烯酸乳液(固含量40%,Tg为42℃);去离子水。
实验器材:HFSY-4型变频式高速分散机;micro-TRI-gloss型光泽仪;SZQ型湿膜制备器;101-0型鼓风电热恒温干燥箱;涂-4#杯黏度计;STM-IV型斯托默黏度计;电子天平(精度0.01 g)。
1.2 制样工艺
向水性丙烯酸乳液中加入润湿剂和消泡剂,机械搅拌15 min,然后用300目滤布过滤备用;在搅拌下,向乳液中缓慢滴加成膜助剂,1 h后测试黏度的变化;在玻璃板上制膜,放入干燥箱中烘干,检测涂膜物理性能。
1.3 性能测试及表征
干燥时间:按GB/T 1728—79中乙法规定进行。
光泽:按GB/T 9754—1988规定进行。
耐水性:将水滴于涂好涂料的玻璃板表面,经24h察看涂膜表面变化情况。
耐咖啡性:将咖啡涂于玻璃板表面,1 h后擦拭干净看涂膜的变化。
 
2 结果与讨论
2.1 不同成膜助剂对涂膜性能的影响
选用水性木器涂料中最常用的4种醇醚类成膜助剂,分别为乙二醇单丁醚(BCS)、二乙二醇丁醚(BDG)、二丙二醇甲醚(DPM)、二丙二醇丁醚(DPnB)进行考察,其基本参数见表1。需注意的是,BCS已被列入“双高”名录,限制使用。
不同成膜助剂的性能指标
2.2 不同成膜助剂对涂膜性能的影响
将含有1 000 g丙烯酸乳液、0.5%(质量分数,后同)BYK-346和0.5% BYK-024的基料用300目滤布过滤后,在搅拌条件下,分别加入体系总质量2%、4%、6%、8%和10%的成膜助剂,在泡沫消失后测定涂料样流体黏度的变化,然后刮膜(厚100 μm)制板,涂膜后在50 ℃条件下干燥1 h,检测涂膜的光泽度及抗性,结果如表2~表5所示。
成膜助剂BCS对涂膜性能的影响
成膜助剂DPM对涂膜性能的影响,成膜助剂BDG对涂膜性能的影响
成膜助剂DPnB对涂膜性能的影响
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