【2017年整理】水性丙烯酸树脂可用于工业木器涂料.doc

创新的水性丙烯酸树脂可用于工业木器涂料 　　工业木器涂料覆盖多个市场应用领域，包括家具、厨房橱柜、建材和装饰涂料。这些市场对于产品的要求在很大程度上取决于应用领域。对户外涂料注重高耐久性和防潮性，而室内涂料则主要强调耐化学品性和耐磨性。 　　最大的室内木器涂料市场之一是家具行业。这一市场使用的几种树脂技术包括溶剂型(SB)、水性(WB)、紫外光固化聚氨酯分散体(UV PUDs)和自交联丙烯酸树脂。在决定使用哪种技术时，主要应考虑以下几个标准：加工工艺、性能、外观、VOC以及成本。 　　北美木器涂料市场以溶剂型技术占主导地位，包括硝基漆(NC)和氨基酸固化涂料。这些涂料有很多优势，包括快速的干燥时间、高光泽，同时还可以增强木器的外观。它们也非常经济，容易通过喷涂、辊涂、淋涂和浸涂。然而，使用这些材料也有一项重大缺点，即VOC和有害空气污染物(HAP)高，且混合使用时间短。由于对低VOC含量和甲醛排放的法规日益严格，因而也愈发需求环保型涂料1。因此促进了行业向水性技术，包括紫外光固化聚氨酯分散体(UV PUDs)和自交联丙烯酸等技术的转变。 　　由于排放量极低，UV PUDs作为溶剂型树脂的替代品越来越被认可。它们具有高性能，并把工艺问题减至最少。因为UV PUDs 属于高分子量聚合物，与100%固体份体系相比，其固化网络的交联密度较低，限制了固化后的收缩，因而与大多数基材间的附着力极佳。由于具有包含氢键的聚氨酯和尿素的硬链段，加之来自多元醇为基础的软段，因而具有出色的机械性能。水性紫外光固化(WB UV)应用上存在的一些挑战与工艺有关。固化前完全脱水至关重要，湿度等考虑因素也应加以考虑，以便最大程度地减少由于干燥不彻底而产生的次品。此外，这种技术的成本要高于溶剂型技术。 　　 　　 　　水性树脂技术中同样包括自交联丙烯酸分散体。总的来说，它们具有良好的耐久性，并且由于聚合物粒子的相分离形态，因而能配制成低成膜助剂含量的高性能涂料。依据所应用的聚合方法的不同，可获得多种类型的形态，这也会对成膜特性产生影响，如抗粘连性(图2)。这些材料也可以与水性UV树脂混合，从而在保持良好性能的同时获得更经济的配方。需要注意的领域包括聚合物粒子胶体稳定所需的表面活性剂的存在。这类组分会迁移到膜表面，使膜产生水敏感性，也可能在配方中引起泡沫问题。在外观方面，并没有特别强调丙烯酸可以提高木质基材的外观，通常缺乏透明度。虽然与溶剂型硝基漆漆相比，水性丙烯酸的固含量较高，但通常不会产生光滑手感。 　　本将介绍了一种新型自交联丙烯酸，Alberdingk? AC 3630，并考察了其在KCMA和家具涂料应用上的性能，并与传统自交联丙烯酸和溶剂型面漆，尤其是商用清漆进行相比较。AC 3630的特性包括出色的透明度、良好的木质感、耐污染性强、干燥时间短、不易起毛刺、在多孔基材上成膜出色。另外，与传统乳液相比，本产品的表面活性剂含量较低，因而低泡且防水性好。 　　实验 　　表1总结了纳入本次研究范围的丙烯酸乳液性能。评估了MFFT范围约在20-45°C的单相和多相产品。这些树脂专为工业木器应用配制，依据的是厨房用具制造商协会(KCMA)2以及各家具制造商对VOC低于200 g/L的指标要求。所有配方固含量均调整到同一水平，并包括各种标准助剂，消泡剂、蜡、流平剂和流变改性剂。本项研究还对一种商用加工清漆进行了评估。不计溶剂，VOC总含量为550 g/L。 　　涂布木板按以下四个步骤准备： 　　1.在樱桃木面板上喷涂厚度约4–5 mil的湿膜; 　　2.风干15分钟; 　　3.在50°C下强制干燥15分钟，然后冷却15分钟; 　　4.用320硬脂酸盐和超细磨砂海绵打磨面板，并对第二道涂层重复这一过程。 　　选择KCMA和家具测试方法 　　耐化学品性/耐污染性：用足够的化学品和污渍在测试面板上形成0.25至0.5英寸直径的污点，盖上表面皿。等待16至20小时。去除化学品和污渍，并用水清洗面板表面。对每个化学品和污渍测试点进行评定，0代表漆膜表面完全毁损，5代表漆膜表面未受影响。所使用的化学品包括醋、柠檬汁、橙汁、葡萄汁、西红柿酱、咖啡、橄榄油、1%的洗涤剂溶液、芥末和水。 　　耐洗涤剂及耐水性(水浸渍性)：准备0.5%的洗涤剂溶液并浸入一块#8纤维素海绵。将一块带涂层的面板在海绵上放置24小时，观察漆膜表面的变化。未起泡、泛白或明显变色为合格标准。 　　刮擦附着力：从每个测试面板上切下4x7英寸的小块试样。采用毕克加德纳刮擦附着力试验仪进行附着力测试，重量5000克，使用循环划针。按0到5评级，0代表漆膜表面被完全毁损，5代表漆膜表面未受影响。 　　球压痕实验：从每个测试面板上切下4x7英寸的小块试样。采用毕克加德纳刮擦附着力试验仪进行漆膜球压痕实验，重量300克