陳升旭

（山東仕全興新材料有限公司，泰安）

摘要：針對凈味UV輥涂透明底漆，從UV樹脂、單體和光引發(fā)劑選擇和工藝選擇等方面進(jìn)行探討，通過實驗論證以及輥涂設(shè)備的應(yīng)用測試，驗證了其在家具廠大批量應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：凈味；UV；木器漆；底漆。

前言

木器漆是指用于木制品上的一類樹脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分為水性和油性。其中UV漆就屬于油性木器漆。人類生產(chǎn)和使用油漆的歷史可以上溯到石器時代。從已發(fā)現(xiàn)的大量考古資料證實，在距今7000年前的原始社會，人類就已使用野獸的油脂、樹汁與天然顏料等配制原始的涂飾物質(zhì)，用羽毛、樹枝等進(jìn)行繪畫，以達(dá)到裝飾的目的。隨著人類社會的進(jìn)步，木器漆普遍應(yīng)用于家具、地板、門窗上，起到了裝飾和保護(hù)作用。隨著人民生活提高和環(huán)保理念的盛行，氣味逐漸成為了人們選擇木器漆和家具的首要選擇之一。市面上常見的UV木器涂料主要以環(huán)氧丙烯酸樹脂為主體，輔以聚酯丙烯酸酯和各類單體，因輥涂UV漆不含有機(jī)溶劑，所以相比于其他品種的木器漆，UV漆具有使用時揮發(fā)少，固化迅速的優(yōu)點。但因UV使用的原料酸值較高，使用途中會產(chǎn)生刺激性氣味，嚴(yán)重影響使用效果，故本人首先通過對UV漆使用原料的篩選，選擇刺激性較小的UV樹脂，其中UV樹脂種類主要包含：環(huán)氧丙烯酸酯、改性環(huán)氧丙烯酸酯等，其次選用干燥后無殘留的活性稀釋劑和光引發(fā)劑，另外UV木器涂料固化后剩余光引發(fā)劑等物質(zhì)也會產(chǎn)生氣味。因此，本文研究了超凈味UV木器輥涂透明底漆，在輥涂涂裝條件下，相較于普通UV輥涂透明底漆，由于其使用了低酸值原料，配合低氣味原料和光引發(fā)劑的配方體系，在保證不影響成膜性能的前提下，氣味也得到了大大的改善，能滿足高檔家具、地板、門窗產(chǎn)品的使用，在保證了涂裝效果和低氣味的同時，提高了品質(zhì)。

1 實驗部分

1.1 實驗主要原材料

主樹脂：標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧丙烯酸酯；改性環(huán)氧丙烯酸酯。

單體：二丙二醇二丙烯酸酯DPGDA、二縮三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA.

光引發(fā)劑：二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化磷；2-經(jīng)基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；

4-氯二苯甲酮 （4-Chloro-Benzophenone）；活性胺。

填料：滑石粉，透明粉。

助劑：消泡劑、分散劑、氣相二氧化硅。

1.2 實驗儀器及設(shè)備

實驗室用高速分散機(jī)、恒溫?zé)醿ο洌?nbsp;

電子天平，輥涂機(jī)、刮板細(xì)度儀、粘度計、UV固化機(jī)；

密閉式正方體容器；實驗用板材。

1.3基礎(chǔ)參考配方與工藝（見表1）

表1基礎(chǔ)配方

1.4性能檢測結(jié)果及檢測方法

按照上述表1中的配方配制好樣漆，使用輥涂機(jī)進(jìn)行涂裝，在40cm*60cm的實木板上涂裝2-3遍直至完全填充。依據(jù)國標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表2

表2 涂料相關(guān)性能檢測結(jié)果

涂膜氣味檢測方法：因國標(biāo)對木器漆氣味并沒有檢測標(biāo)準(zhǔn)所以這里使用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。

1，選擇對照樣品-凈味輥涂透明底漆，兩組樣品分別輥涂密閉式正方體容器內(nèi)壁六個面并組裝密封，每隔2小時揭開頂蓋對比聞嗅。

2，選擇對照樣品-凈味輥涂透明底漆，兩組樣品分別輥涂40cm*60cm實木板材各10張，輥涂完成后堆疊存放，隔夜對比聞嗅。

3，選擇對照樣品-凈味輥涂透明底漆，兩組樣品分別輥涂40cm*60cm實木板材各2張，分別使用320目砂紙打磨后對比聞嗅。

2結(jié)果與討論

2.1 樹脂的選擇

選用UV樹脂的性能參數(shù)如表3

表3

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

聚氨酯為脂肪族聚氨酯丙烯酸酯,粘度，硬度，干燥速度，氣味等各項物理性能優(yōu)越但因其價格略高，易消光，通常使用在面漆中，在此配方中暫不考慮使用；

標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧硬度較高，干燥速度最快，柔韌性較差價格適中是UV木器漆中最常使用的樹脂之一，復(fù)配其他樹脂使用；

改性環(huán)氧硬度、價格、表面干燥速度、柔韌性均適中，綜合性能最優(yōu)，復(fù)配其他樹脂使用；

聚酯單價最便宜，但是硬度、表面干燥速度均較差，在此配方中主要氣味最大，屬于底漆中最常用的樹脂之一，但不考慮添加。

通過以上數(shù)據(jù)得知，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧價格適中，物理性能之中，而改性環(huán)氧具有較為均衡的性能，故將其混拼使用來作為主要成膜物質(zhì)。

2.2 單體的選擇

由于超凈味UV木器輥涂透明底漆的對味道要求極高，雖明確了主體樹脂，但單體的選擇也尤為重要。例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），分子量大，且固化快，但是其開稀能力極差，太高的干燥速度和硬度也會影響底漆的打磨性，不做考慮；單官單體甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)雖開稀能力很強(qiáng)，但其干燥速率較慢影響底漆打磨，味道相比于兩官單體較大也不做考慮。故本研究主要篩選兩官能度單體。

根據(jù)前文篩選好的改性環(huán)氧和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧的搭配，按照表1的基礎(chǔ)配方，除單體外，其他原料的種類和添加量保持一致做單體的篩選實驗和測試（見表4）：

表4 不同單體的性能對比

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

實驗所用4款兩官單體分別為不同廠家的TPGDA和DPGDA.

    從以上實驗可以得出，1#和2#分別是某廠家的DPGDA和TPGDA，DPGDA氣味明顯小于其他單體，實驗復(fù)配TPGDA使用，降低價格的同時減小體系的氣味。

2.3 填料選擇

由于此涂料是底漆，需要添加填料來增加油漆的填充性并改善打磨性。UV底漆常用填料為滑石粉和透明粉，但因各種礦藏的不同，填料的物理性能也有變化，故需對滑石粉和透明粉進(jìn)行篩選；

根據(jù)前文篩選好的原料，按照基礎(chǔ)配方，對填料進(jìn)行篩選實驗和測試（見表5和表6）：

表5滑石粉性能對比

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

從以上實驗可以得出，3款1250目滑石粉對比透明性好，吸油量小，細(xì)度等各項物理性能，1號產(chǎn)品相對更好。

表6透明分性能對比

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

從以上實驗可以得出，2款無塵粉對比透明性好，吸油量小，細(xì)度等各項物理性能，1號產(chǎn)品相對更好。

2.4光引發(fā)劑選擇

UV涂料中光引發(fā)劑是必不可少的。常用的引發(fā)劑為自由基光引發(fā)劑。

根據(jù)前文篩選好的原料，按照基礎(chǔ)配方，對常用自由基光引發(fā)劑。

二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化磷；2-經(jīng)基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；

4-氯二苯甲酮 （4-Chloro-Benzophenone）；活性胺等

進(jìn)行篩選實驗和測試（見表7）；

表7不同光引發(fā)劑方案對比

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

從以上實驗可以得出，1號為CBP，有表格得知，氣味最小但需配合活性胺使用。2號為184，各項性能優(yōu)異，比1號CBP的綜合干燥性能更好?？墒贵w系得到良好綜合性能，使體系內(nèi)氣味更小。

3 實驗結(jié)果對比

    實驗選擇對照實驗。

對照組為常用凈味透明底漆，常用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧和聚酯作為主體樹脂，引發(fā)劑多為1173復(fù)配BP。

    干燥速率對比，按照表1的基礎(chǔ)配方，對常用透明底漆實驗和測試（見表8）：

表8 干燥速率對比

氣味對比：實驗采取對照試驗。

分別開桶直接對比氣味，因每個人對氣味的敏感程度不同，味型敏感度不同，擬找五人盲測對比。實驗結(jié)果見表9

表9開桶氣味對比

注：以上評級中1為最差，5為最優(yōu)

從以上實驗可以得出，全員一致認(rèn)為1#油漆濕膜氣味明顯較小。

干膜味道測試進(jìn)行對照測試，以前文提到的實驗方法進(jìn)行篩選實驗和測試（見表10和表11）

表10 封閉空間干膜氣味測試

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

表11 開放空間干膜氣味測試

注：以上評級中D為最差，A為最優(yōu)

從以上實驗可以得出，不管是開放空間還是封閉空間超凈味透明底漆的味道明顯低于普通UV底漆。

4 結(jié)語

UV輥涂底漆本身不含有機(jī)溶劑，揮發(fā)極低，并且干燥極快。本身濕膜和干燥途中幾乎不會揮發(fā)出味道。合理搭配配方的成膜物質(zhì)控制引發(fā)劑的種類和添加量，即可使配方凈味。此配方經(jīng)過實驗選取標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧和改性環(huán)氧作為主體樹脂，選怎TPGDA和DPGDA復(fù)配。光引發(fā)劑選用CBP和184，嚴(yán)格控制光引發(fā)劑的添加量，保證干燥后不殘留。

該配方不僅解決了冬季低溫油漆加熱散發(fā)氣味的問題，還可以使用在高檔實木家具，木門，木窗等材質(zhì)上，干膜味道極低，可供內(nèi)銷，出口。

參考文獻(xiàn)

⑴ 金養(yǎng)智  光固化材料性能劑應(yīng)用手冊          化學(xué)工業(yè)出版社  

⑵ 陳用烈 楊建文 曾兆華 光固化涂料及應(yīng)用    化學(xué)工業(yè)出版社