在水性木器漆涂料的發(fā)展過程中 , 單組份水性木器漆涂料由于施工簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)得到了較快的發(fā)展 , 但又由于它在成膜過程中沒有化學(xué)交聯(lián)或很少有化學(xué)交聯(lián)，其化學(xué)性能等方面有明顯的缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中很難滿足一些要求較高的場(chǎng)合，使其推廣應(yīng)用受到很大的限制。雙組份水性聚氨酯木器漆涂料是近年來的發(fā)展趨勢(shì)，其成膜過程中有一定的化學(xué)交聯(lián)，在涂膜的物理化學(xué)性能方面，特別是耐水性、耐化學(xué)品性、耐沾污性、抗黏連性等方面都要優(yōu)于單組份水性木器漆涂料。而且其 VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）含量較低，是當(dāng)前水性木器漆涂料的重點(diǎn)研發(fā)方向。本研究以自制的水性樹脂配用水分散型聚異氰酸酯固化劑，制得了雙組份水性聚氨酯木器漆涂料，并對(duì)潤(rùn)濕劑、成膜助劑、消泡劑等進(jìn)行優(yōu)化選擇，所得涂料的各項(xiàng)性能均達(dá)到了溶劑型木器漆涂料的水平。

1.1 涂料配方

涂料的配方組成見表 1。

1.2 制備工藝

      將水性樹脂加入攪拌罐中，用多功能胺中和劑調(diào)整 pH，加入潤(rùn)濕分散劑，攪拌均勻后，依次加入消泡劑、流平劑、紫外線吸收劑、成膜助劑等，攪拌 10~20 min，用水調(diào)整黏度合格，過濾，包裝，備用。

1.3 性能測(cè)試

      按 GB/T 23999—2009《室內(nèi)裝飾裝修用水性木器漆涂料》檢測(cè)以下性能 ：附著力、耐水性、耐堿性、耐醇性、耐干熱性、耐凍融穩(wěn)定性以及耐沾污性 ；按EN 12720—1997《家具·冷液表面抗性的評(píng)估》測(cè)試耐咖啡沾污性，測(cè)試方法 ：點(diǎn)滴法。大致如下 ：將咖啡滴在涂層上（可采用濾紙防止其過度揮發(fā)），用表面皿將其罩住，到規(guī)定時(shí)間（一般 2 h）后，用水沖洗干凈，并用紗布吸干，與原漆進(jìn)行比較，觀察顏色和光澤有無變化等現(xiàn)象。抗黏連性極限測(cè)試方法如下 ：在 20 cm×20 cm 的櫸木板上噴涂?jī)傻變擅妫?0℃強(qiáng)制干燥 1 h，最后 1 道面漆干燥后 1.5 h，分別面對(duì)面、背對(duì)面用 20 kg 的砝碼壓于其上，24 h 后取下砝碼，觀察涂膜的黏連情況。

2 結(jié)果與討論

2.1 水性雙組份聚氨酯涂料的固化過程

      水性雙組份聚氨酯涂料的固化涉及的化學(xué)反應(yīng)如下，其中主要反應(yīng)為羥基與異氰酸酯基的加成反應(yīng)，生成氨基甲酸酯（—NH—COO—），副反應(yīng)為異氰酸酯基團(tuán)分別與水、氨基、氨基甲酸酯和羥基反應(yīng)，生成脲、脲基甲酸酯和氨基化合物等 ：

2.2 樹脂的選擇

      要制得具有優(yōu)異的耐水性、耐醇性，同時(shí)鉛筆硬度、附著力等性能突出，豐滿度高，手感好的涂膜，我們選用 PPG（丙二醇）、BDO（1，4- 丁二醇）、TMP（三羥甲基丙烷）、DMPA（二羥甲基丙酸）、TDI（甲苯二異氰酸酯）等原材料進(jìn)行試驗(yàn)，合成水性聚氨酯分散體的羥基組分固化劑，再與固化劑配用，制備的水性雙組份聚氨酯涂料具有良好的綜合性能。

2.3 潤(rùn)濕劑的選擇

      基材表面和涂料配方都會(huì)影響潤(rùn)濕，原則上說，液體的表面張力比固體表面自由能小，則固體表面可以很好地潤(rùn)濕。水性涂料中含有大量的水，水的表面張力為 72 mN/m，所以要使用基材潤(rùn)濕劑來降低涂料的表面張力，使其能夠很好地在基材上鋪展開，這些具有表面活性的物質(zhì)，會(huì)優(yōu)先附著到相分界處，從而起到降低表面張力的效果。值得注意的是，基材潤(rùn)濕劑的加入量一定要適中，過多的基材潤(rùn)濕劑會(huì)形成膠束，使加入的消泡劑有一部分進(jìn)入其中，從而降低了消泡效果。基材潤(rùn)濕劑的加入量一般以0.1%~0.3% 為佳，并且在攪拌情況下緩慢加入。

2.4 成膜助劑的選擇

      成膜助劑是水性木器漆涂料的重要組成部分，成膜助劑不僅影響樹脂的合成、施工、干燥，還影響涂膜硬度的展現(xiàn)。沸點(diǎn)高、揮發(fā)速度慢的成膜助劑長(zhǎng)期停留在涂膜中起到增塑作用，使涂膜硬度長(zhǎng)期偏低，所以應(yīng)選擇成膜效率高的成膜助劑，使配方中的成膜助劑用量盡可能少。成膜助劑的成膜效果受環(huán)境、溫度、濕度和涂料中的溶劑與水的揮發(fā)速度等因素的影響，所以在設(shè)計(jì)配方時(shí)應(yīng)該全面考慮各影響因素。綜合考慮，我們選擇了二丙二醇甲醚為該涂料的成膜助劑。

2.5 消泡劑及其用量的選擇

      在水性配方中，消泡劑的作用是破壞位于表面的大氣泡并防止空氣的大量滯留，消泡劑及其用量的選擇是個(gè)關(guān)鍵，它的用量以能基本消除氣泡為原則，并在施工過程中使散布于涂膜中的空氣盡快排除，不可過度追求消泡效果，以免出現(xiàn)不良效果及副作用。消泡劑的選擇要考慮到消泡和脫泡兩種功能。消泡劑在水性涂料中的用量一般占配方量的0.05%~0.5%，以 0.3% 為最佳。消泡劑種類及其用量的影響見表 2。

      消泡劑 1 是以聚硅氧烷為主要成分的消泡產(chǎn)品，除了可提供優(yōu)異的抑泡、消泡效果之外，兼容性也較好，不易產(chǎn)生縮孔問題，對(duì)涂膜的光澤影響極小 ；消泡劑 2 為分子級(jí)消泡劑，它抑泡、消泡能力較差 ；消泡劑 3 為礦物油類消泡劑，它會(huì)嚴(yán)重影響漆膜的光澤等，這是礦物油遷移至涂膜表面所致。
2.6 中和劑的選擇

      因水性木器漆只有在微堿性條件下才能穩(wěn)定，當(dāng) pH 過高或過低時(shí)，涂料可能會(huì)出現(xiàn)絮凝、沉淀、返粗、施工性能惡化等現(xiàn)象。當(dāng)樹脂的 pH 為 7.5~8.5時(shí)，沒有必要再使用 pH 調(diào)節(jié)劑 ；否則在制漆過程中還要添加 0.05%~0.1% 的 pH 調(diào)節(jié)劑，將涂料的 pH 調(diào)整至 7.5~8.5 之間。中和劑的品種和中和度對(duì)水溶性樹脂及其涂料的影響很大，主要表現(xiàn)在樹脂的水溶性、水溶液的黏度、顏色、漆液的穩(wěn)定性等方面。水溶性樹脂常用的中和劑品種很多，如氨水、三乙醇胺、二甲基乙醇胺和 DeuAdd AA-95 多功能胺中和劑等，我們通過對(duì)以上幾種中和劑的篩選及試驗(yàn)對(duì)比，最終選用了多功能胺中和劑，以保證涂料體系的水溶性和穩(wěn)定性。

2.7 流變劑的選擇

      流變劑的作用是提高剪切條件下的流平效果，使刷涂后的涂料能盡快流平，減少刷痕。它的一般用量是涂料總量的 0.1%~1.0%，因?yàn)橛行┝髯儎┚哂性龀碜饔?，其用量不易過大，避免產(chǎn)生一些涂膜弊病。

2.8 其它助劑的選擇

      流平劑、殺菌劑、紫外線吸收劑等，可以在確定樹脂后，根據(jù)樹脂的特性來進(jìn)行測(cè)試篩選。

2.9 性能指標(biāo)

      水性雙組份聚氨酯木器漆涂料的性能指標(biāo)見表 3。

3 結(jié)語

      通過合理的配方設(shè)計(jì)制備了雙組份水性聚氨酯木器漆涂料，它具有優(yōu)異的耐水性、耐候性及良好的耐化學(xué)品性，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了溶劑型木器漆涂料的水平，且更加環(huán)保，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

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