李士兵,柳 娜,康金雙,付 聯(lián),田麗娜
(中原石油勘探局 石油化工總廠, 河南 濮陽(yáng) 457165)
木蠟油是植物油蠟涂料國(guó)內(nèi)的俗稱(chēng),是一種類(lèi)似油漆而又區(qū)別于油漆的天然木器涂料,它和目前那種基于石化類(lèi)合成樹(shù)脂所生產(chǎn)的油漆完全不同,原料主要以精練亞麻油、棕櫚蠟等天然植物油與植物蠟并配合其它一些天然成分融合而成[1],連調(diào)色所用的顏料也達(dá)到了食品級(jí)。因此它不含三苯、甲醛以及重金屬等有毒成分,沒(méi)有刺鼻的氣味,可替代油漆用于家庭裝修以及室外花園木器。
木蠟油具有滲透力強(qiáng),防潮,防腐,防蟲(chóng),阻燃,抗紫外線(xiàn),不產(chǎn)生任何有害氣味等諸多優(yōu)點(diǎn)[2,3]。經(jīng)過(guò)木蠟油涂飾處理過(guò)的木質(zhì)產(chǎn)品外觀紋理清晰自然,手感好,表面不結(jié)膜,減少收縮與膨脹,不爆裂,不起翹,不脫落,操作簡(jiǎn)單方便[4,6]。木蠟油適應(yīng)干燥,潮濕,高溫,低溫等各種氣候條件,是室內(nèi)外裝飾裝修的理想產(chǎn)品。
在家居木器裝修用漆方面,現(xiàn)今多數(shù)為溶劑型硝基漆、聚酯漆、聚氨酯漆。這些溶劑型產(chǎn)品VOC相應(yīng)高,在施工過(guò)程中或施工以后,揮發(fā)出大量的苯類(lèi)有毒有害氣體和游離 TDI,直接危害人們的身體健康[7]。所以,大力開(kāi)發(fā)環(huán)保型的水性木器漆,是與時(shí)俱進(jìn),符合時(shí)代發(fā)展要求的木器用漆。
桐油(工業(yè)級(jí)),蜂蠟(研域化學(xué)試劑有限公司),巴西棕櫚蠟(研域化學(xué)試劑有限公司),聚合亞麻油(AR),達(dá)瑪樹(shù)脂(AR),柑橘油(AR),稀土催干劑。涂-4黏度杯(上海精暉儀器設(shè)備有限公司);QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度儀(天津建科試驗(yàn)儀器廠);JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器(常州國(guó)華電氣有限公司);W-O恒溫油水浴鍋(上海申順科技有限公司)。
先將桐油、亞麻油、達(dá)瑪樹(shù)脂按比例混合均勻,其中桐油、亞麻油和達(dá)瑪樹(shù)脂的質(zhì)量比為:15︰18︰20,在燒杯中加熱至120~130 ℃,除去其中的水分。
先將預(yù)聚產(chǎn)物加熱至90~120 ℃,再分別將巴西棕櫚蠟、蜂蠟和橘油混合并加入至預(yù)聚產(chǎn)物中,保持90~120 ℃并攪拌均勻,待混合物充分混合均勻后,進(jìn)行熱過(guò)濾,除去其中的不溶物,過(guò)濾后澄清液體冷卻至室溫,再將催干劑加入混合物中,再次攪拌均勻,涂布于15 cm×15 cm的橡木上,每隔一定時(shí)間觀察涂膜干燥固化情況,利用吹棉花測(cè)定并記錄涂膜表干時(shí)間,待實(shí)干后,按國(guó)家涂料標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法分別測(cè)定其穩(wěn)定性、硬度和黏度等性能。
分別用國(guó)標(biāo) GB/T9755-2001、GB/T9274-1988等檢測(cè)木蠟油實(shí)干后的容器中狀態(tài)、耐水性、耐酸性、耐堿性和耐洗刷性等性能。
由于在制備木蠟油的過(guò)程中,達(dá)瑪樹(shù)脂的熔點(diǎn)較高,常溫常壓下120 ℃以上才開(kāi)始溶解,逐漸升高溫度,當(dāng)溫度超過(guò)150 ℃后,預(yù)聚物色澤逐漸變暗,液體的粘稠度增加。分別取反應(yīng)溫度為 110,120,130,140,150 ℃,檢測(cè)預(yù)聚物的表觀色澤,粘度等性能參數(shù),得出最佳反應(yīng)溫度為130 ℃。
達(dá)瑪樹(shù)脂影響著樣品涂刷后時(shí)的外觀色澤和粘度。所以當(dāng)我們固定蠟,亞麻油和桐油的量后我們選擇變換達(dá)瑪樹(shù)脂的量來(lái)觀察出料后,樣品的外觀色澤和粘度之間的關(guān)系(表1)。
表1 達(dá)瑪樹(shù)脂的用量對(duì)外觀色澤和粘度的影響Table 1 The effect of ratio of damar resin on the appearance and viscosity
本實(shí)驗(yàn)使用動(dòng)物蠟蜂蠟和植物蠟巴西棕櫚蠟按不同的配比加入該反應(yīng)體系中,考察預(yù)聚物的抗酸堿性和鉛筆硬度,從而得出兩種蠟的最佳配比(表2)。
表2 蜂蠟和巴西棕櫚蠟不同配比對(duì)硬度的影響Table 2 The effect of different proportion of beeswax and carnauba wax on the hardness
本實(shí)驗(yàn)的稀釋劑選用橘油,無(wú)水乙醇,松節(jié)油,通過(guò)對(duì)合成木蠟油的穩(wěn)定性對(duì)比,選出最佳的稀釋劑(表3)。
表3 稀釋溶劑的種類(lèi)對(duì)穩(wěn)定性的影響Table 3 The effect of kinds of solvent on the stabilization
催干劑加入量的不同影響著產(chǎn)品表干時(shí)間長(zhǎng)短,其具體關(guān)系如表4所示。
表4 稀土催干劑用量對(duì)表干時(shí)間的影響Table 4 The effect of ratio of rare earth drier on the surface drying time
在室溫下將最佳配方木蠟油涂膜樣品分別于水中、5% NaOH溶液、5% NaCl溶液和5% H2SO4溶液中浸泡,考察涂膜的耐化學(xué)介質(zhì)性能(表5)。
(1)制備的木蠟油粘稠度適中,可以很好的滲透到木材中,在完全干燥后在木材表面形成一層淡黃色,亞光的漆膜,可使木材具有耐酸堿,氧化等性能。
表5 稀土催干劑用量對(duì)表干時(shí)間的影響Table 5 The effect of ratio of rare earth drier on the surface drying time
(2)在加入0.4 g稀土催干劑后,表干時(shí)間可達(dá)到2 h,同時(shí)也可以選擇鈷,鈣和鋅等催干劑進(jìn)行復(fù)配,可實(shí)現(xiàn)木蠟油更好的底干和實(shí)干效果。
(3)木蠟油可以根據(jù)加入達(dá)瑪樹(shù)脂的量調(diào)節(jié)木蠟油的光澤度和粘度。
(4)本實(shí)驗(yàn)中采用動(dòng)物蠟蜂蠟和植物蠟棕櫚蠟復(fù)配,蜂蠟可以很好的調(diào)節(jié)表面的柔軟度,棕櫚蠟可以調(diào)節(jié)木蠟油漆膜的硬度,兩者復(fù)配可以使漆膜表面硬度適中,給人的手感舒適,并擁有一定的耐酸堿等化學(xué)介質(zhì)的能力,適應(yīng)外界不同的環(huán)境。
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