木器涂料中水性封闭树脂的pg电子最新网站入口选择和应用
通过对可应用在木器封闭底漆中的不同类型的水性技术的介绍,以及应用的效果进行比较,对油脂、单宁等不同应用需求的树脂选择提供恰当的参考
当应用在木材上时,水性涂料不总是能达到溶剂型涂料的效果,尤其是当水遇到木材中的发色基团(单宁),以及木材的天然油脂时。单宁会溶解在水相中,在干燥过程中会渗出,从而影响漆膜的外观;而油脂处不断的渗出导致附着力的丧失,导致漆膜鼓泡甚至脱落。其他各种封闭问题包括在装饰涂料中的尼古丁、染色剂以及旧漆中的颜色等污渍的封闭。因此,在适当的情况下选择正确的树脂和搭配显得尤为关键。
通常来讲,木材中含有大量的纤维素(高分子量聚合物)、半纤维素(接枝的低分子量含糖聚合物)以及木质素(酚类聚合物,充当细小纤维之间的粘接物)。
木器涂料的功能至少可以看做是保护和装饰两个方面,而对木材的保护是需要多方面考虑的面考虑的,包括物理的和化学的保护。木质素在吸收了UV光和可见光后,产生酚氧自由基,从而导致纤维结构的破坏,从而增加了对水的吸收,进一步加剧了可见的破坏,比如形状改变,涂层的脱落和失效。而在能够引起涂料失效的木材内部的自然物质中,单宁是至关重要的,通过在木材中的渗透、溶解、扩散和迁移,逐步形成棕色、黄色以及其他污点。而在水性涂料体系中,由于溶解性的显著增加,其破坏力在涂装的时候就可能显现出来。这种情况在印茄木、相思木、橡胶木等木材的水性涂装中尤为明显,而在松木等的节疤处,大量的单宁和油脂的综合作用可能导致涂层很快脱层和变色。另一方面,由于单宁可以和金属离子的螯合,在醇酸涂料的使用中,还会导致催干剂的失败。
总体来说,可以将封闭的原理分为两种类型:一种是隔离型封闭,依靠自身成膜后的致密性、疏水性和附着力等表现,将大部分的单宁等物质隔离在木材内,阻止其进入漆膜内,并通过多道涂层达到完美的效果。锁定型封闭是依靠其中的反应型的化学结构,与单宁等物质的反应,从而达到将其锁定在第一层漆膜中,同样,最终的效果也会随着多层涂装变得更好。
阳离子树脂通常还有胺基类官能团,一方面可以和木质素等有很好的结合作用,另一方面可以和单宁酸等物质发生反应,从而达到密着性和封闭性的双重效果。目前使用的包括一些阳离子丙烯酸或者改性丙烯酸为主,比如环氧改性。
在应用阳离子树脂封闭时,通常的配方结构比较简单,主要依靠树脂的效果,从目前的应用情况来看,封闭的效果在很多案例中还是不错的,但是主要的问题来自于施工方面:一是施工的局限性,由于阳离子体系与惯常使用的阴离子体系容易产生稳定性的冲突,因而,在生产和应用环境上容易交叉污染;其二,当阳离子与阴离子涂层配合使用时,通常需要考虑较严格的重涂时间,使用环境等因素;其三,阳离子产品本身的表现比较大的不足在于打磨性,较高的PVC白底的稳定性等。我们最新的研究成果是VIACRYL SC6841W/50WA,实现了在高封闭性的同时,消除一些配方和配套上的缺陷,实现高固含(50%)、高PVC底漆稳定、干燥速度和打磨性的提升。
为避免阳离子体系带来的诸多不便,近年来对阴离子单组分封闭体系的研究也较多。总的来说,主要是在隔离封闭的基础上,通过辅助金属离子型的单宁酸捕捉剂的方式,来达到互补。比较有代表性的类型,一是是液体离子型的,如halox L-44;二是直接添加金属氧化物或盐类,比较常用的是氧化锌。我们最新的研究多利用原材料或者工艺来进行一些特殊的部分改性,一方面达到对木材很好的附着或渗透,另一方面可以和适当的单宁酸抑制剂搭配,实现双重效果。
图6 ? 油改性的多相结构丙烯酸疏水性和附着力可用于Halox L-44搭配使用
在木器的封闭领域,水性非异氰酸酯固化双组份的研究较多的体现在环氧-胺交联方向的研究,近年来也有一些直接将水性环氧用于封闭底漆,取得了较好的封闭效果,但同时也会面对施工和环氧树脂耐候性等的应用局限,而在环氧改性丙烯酸方面的进展是令人瞩目的。我们在这方面的研究主要体现在环氧-胺改性的纯丙烯酸AA体系(ALLACRYLIC,全丙烯酸),这是一个双组分体系,但也是可拆分应用体系,当用作双组份是可以有很好的油脂封闭效果,而取其一(胺改性部分)作为可离子转换的类型,用作单组分时又可以提供单宁封闭效果。
对于水性异氰酸酯交联在底材封闭上的应用较多,也取得了一些认可。但在使用过程中还是有一定的局限性,比如说一级乳液具有快干,打磨等优势,但在整体的附着力,多道涂装的透明性以及封闭的效果等方面存在一定弱势,但另一方面,大多数二级分散体会存在干速慢,打磨性弱和成本高等问题。我们最新的研究成果集中体现在对快干型低羟二级分散体的研究, 实现了低羟快。