用古馬隆樹脂制備硝基透明膩?zhàn)?/h1>
2020-03-23 06:19:14
中國建材科技 2020年6期
（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060）
現(xiàn)代人使用實(shí)木家具裝點(diǎn)生活，本意是凸顯木材本身的清新自然花紋。木材以紅木、橡木、櫸木、楠木、柚木等最為名貴，款式以歐、美、韓、中最為流行，風(fēng)格古典與現(xiàn)代相媲美。優(yōu)質(zhì)選材配搭精美造型，盡顯淳樸典雅。
樹木在生長、砍伐、貯存、制作過程中難免產(chǎn)生坑、孔、洞、結(jié)、疤、釘眼、劃痕等瑕疵，即便偶有疤結(jié)，也希望毫無破綻地修復(fù)，如何彌補(bǔ)就成為涂料工作者需要攻克的難題。常規(guī)做法是用膩?zhàn)犹钛a(bǔ)木材中坑洞孔眼，封閉毛細(xì)孔，阻止漆滲透，打磨找平。普通膩?zhàn)硬煌该?，遮蓋花紋，影響美觀，且使疤痕處更明顯，這就需要透明膩?zhàn)觼硗瓿伞?/p>
從是否含有機(jī)溶劑角度，透明膩?zhàn)臃譃樗?、活性、溶劑型。水性透明膩?zhàn)迎h(huán)保，但木質(zhì)家具易吸水變形，產(chǎn)生裂縫，且干后發(fā)白，部分蓋底，影響花紋清晰，因此高檔家具不建議使用?；钚酝该髂?zhàn)邮遣伙柡途埘バ湍佔(zhàn)?，填充性好，一次成膜厚，施工繁瑣，成本高。目前市場上溶劑型透明膩?zhàn)又饕芯郯滨ァ⑾趸该髂佔(zhàn)?，主要用石英粉、硬脂酸鋅、二氧化硅等作為透明填料，這些透明填料遮蓋力小，不能達(dá)到完全通透，漆膜總有一層白霧，影響花紋清晰。此外，聚酯、聚氨酯型透明膩?zhàn)痈稍飼r(shí)間長，每遍涂刷需干燥24小時(shí)以上，影響施工周期，且用多少配多少，現(xiàn)用現(xiàn)配，用不完的漆只能廢棄，造成浪費(fèi)[1-15]。
本試驗(yàn)以硝化纖維素為主要成膜物，創(chuàng)新性選用古馬隆樹脂和季戊四醇松香酯為聚合物型透明填料，可解決上述問題。
1 試驗(yàn)部分
1.1 原料與儀器
表1 原料與儀器
1.2 硝基透明膩?zhàn)又苽?/h3>
1.2.1 各類樹脂制備
專用稀釋劑制備：用丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙醇、正丁醇、甲苯等有機(jī)溶劑，按不同比例配制而成，簡稱X-1。
硝化棉液制備：稱取硝化纖維素（1/2s，30s），用專用稀釋劑溶解，制成30%硝化棉液，簡稱Q-XHM。
古馬隆樹脂液制備：將古馬隆樹脂用甲苯溶解，制成70%古馬隆樹脂液，簡稱RGML。
季戊四醇酯制備：按配方量稱取二甲苯、季戊四醇、順酐和松香裝入三口瓶中，在一定溫度下酯化反應(yīng)，測酸值，當(dāng)酸值≤10mgKOH/g時(shí)得到清澈透明樹脂液，簡稱RJCS。
長油度蓖麻油醇酸樹脂制備：按配方量稱取二甲苯、蓖麻油、甘油、苯酐裝入三口瓶中，攪拌，在一定溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)酸值≤10mgKOH/g、粘度格式管10±2s/25℃、固體分60±2%時(shí)，得到清澈透明粘稠樹脂液，起到增塑作用，簡稱RBMY。
1.2.2 透明膩?zhàn)又苽?/p>
將上述各樹脂按一定比例配齊，攪拌均勻，用專業(yè)稀釋劑調(diào)整粘度、固體分等指標(biāo)，檢測性能合格后過濾，包裝。
1.3 產(chǎn)品主要性能檢測方法
1）涂刮性：將試板放于膩?zhàn)庸瓮科魃?，卡緊，用金屬刮刀將膩?zhàn)泳鶆虻赝抗卧谠嚢迳?，在恒溫恒濕條件下（25±2℃、RH45±2%）干燥。
2）柔韌性：用刮刀將膩?zhàn)庸瓮吭隈R口鐵板上（155*85*0.2mm），厚度0.5mm，在恒溫恒濕條件下干燥24h，用500#水砂紙蘸水打磨到厚度0.4mm，放置1h，按GB/T1748-2006《膩?zhàn)幽と犴g性測定法》進(jìn)行。
3）打磨性：涂層經(jīng)砂紙打磨后產(chǎn)生平滑無光表面的難易程度。在一定負(fù)荷和速度下，用打磨性測定儀打磨一定次數(shù)，以涂膜表面現(xiàn)象（如發(fā)熱、變軟等）來評定。材料有馬口鐵板50*120*0.2mm，水砂紙。具體操作為漆膜實(shí)干后在60±2℃烘1h，取出冷卻至常溫，按GB/T1770-2006《底漆、膩?zhàn)幽ご蚰バ詼y定法》進(jìn)行。
2 結(jié)果與討論
2.1 透明填料選擇
市售透明膩?zhàn)右话銥檎谏w力弱體質(zhì)顏料，常用的有滑石粉、石英粉、石膏粉、硬脂酸鋅、氣相二氧化硅等，不同填料性能不同，在選擇上要兼顧透明性、填充性、打磨性，本試驗(yàn)選用不同填料，用樹脂型填料制備的膩?zhàn)雍喎QQ07-5-GML，用普通透明填料制備的膩?zhàn)雍喎QQ07-5-CN，兩種透明膩?zhàn)舆M(jìn)行性能對比，配方參考表2。
表2 硝基透明膩?zhàn)訁⒖寂浞?/p>
2.2 產(chǎn)品性能測試
產(chǎn)品按GB1727-1992《漆膜一般制備法》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測試板制備，產(chǎn)品性能參照ZB G51057-2006《Q07-5各色硝基膩?zhàn)印愤M(jìn)行檢測，結(jié)果見表3。
表3 硝基透明膩?zhàn)有阅軝z測
雖然石英粉和硬脂酸鋅遮蓋力低，透明度好，但由于本身宏觀狀態(tài)是白色粉末，仍具有一定遮蓋力，所以制備出的透明膩?zhàn)庸迌?nèi)效果是白色糊狀，涂刷在底材上仍有一定白霧，不能達(dá)到完全通透。
古馬隆樹脂和季戊四醇松香酯固態(tài)為玻璃狀透明體，易粉碎，溶于有機(jī)溶劑后就成為透明粘稠液，作為透明填料用于透明膩?zhàn)又苽?，漆膜完全透底，附著力、填充性、打磨性好。結(jié)果表明，用低分子量樹脂作為填料制備透明膩?zhàn)?，在成膜物相同情況下，其流平性、封閉性、透明度、豐滿度等性能指標(biāo)均優(yōu)于普通透明填料制備的膩?zhàn)印?/p>
2.3 專用稀釋劑性能對膩?zhàn)有阅苡绊?/h3>
涂料中溶劑主要用于調(diào)整涂料粘度、固體分、揮發(fā)速度、成膜性、流平性、干燥時(shí)間、貯存穩(wěn)定性等性能，對涂料綜合性能起到至關(guān)重要的作用。在溶劑選擇上，需綜合考慮溶解性、揮發(fā)梯度、成本等因素。對膩?zhàn)觼碚f，要起到封底、填坑、找平、提高界面間結(jié)合力的作用。膩?zhàn)油抗魏穸却?，不易干燥，所以配制時(shí)表干速度不能過快，否則會造成“外干里不干”現(xiàn)象。配制時(shí)要有揮發(fā)梯度，同時(shí)要確保最后揮發(fā)出來的溶劑是真溶劑。
表4 各類有機(jī)溶劑單獨(dú)使用對膩?zhàn)有阅苡绊?/p>
專用稀釋劑：丙酮：乙酯：丁酯：乙醇：丁醇：甲苯=1:1:1:2:1:4。
對硝化棉來講，酮、酯為真溶劑，醇為助溶劑，苯、烴類為非溶劑，對古馬隆樹脂來講，苯烴為真溶劑，難溶于強(qiáng)極性溶劑，若直接用強(qiáng)極性溶劑溶解稀釋會造成古馬隆樹脂析出，因此配制時(shí)一定是混合溶劑。
2.4 古馬隆樹脂熱性能對產(chǎn)品性能影響
將古馬隆樹脂粉碎后填滿DSC測試儀中小坩堝，升溫，測試，結(jié)果見圖1。
圖1 古馬隆樹脂DSC圖
圖中主要有3個(gè)熔化吸熱峰，2個(gè)分解放熱峰。古馬隆樹脂75%在120℃熔化，25%在200～300℃熔化，說明樹脂分子量分布較寬，熱熔溫度范圍大，越大越不易軟化和熔化；380℃開始少量熱分解，470℃達(dá)到最高峰。分子量范圍寬利于提高填充性、打磨性、附著力及與其他樹脂的相容性。
2.5 Q07-5-GML和Q07-5-CN微觀形貌
將Q07-5-GML和Q07-5-CN分別涂刷在載玻片上，實(shí)干后做SEM，觀察微觀形貌，見圖2。
圖2 Q07-5硝基透明膩?zhàn)游⒂^形貌（SEM）
可以看出，用RGML、RJCS作為透明填料的改性膩?zhàn)樱≦07-5-GML）較用常規(guī)透明填料石英粉、硬脂酸鋅制備的膩?zhàn)樱≦07-5-CN），其附著力、流平性和透明性更好。這是因?yàn)闃渲吞盍贤耆芙庥谟袡C(jī)溶劑，而常規(guī)透明填料則不溶，只是遮蓋力小而已，所以漆膜外觀不能達(dá)到完全清澈透明，電鏡圖顯現(xiàn)出細(xì)微的顆粒。
3 結(jié)論
透明膩?zhàn)釉谕该魈盍线x擇上必須兼顧透明性、填充性、打磨性。針對市售透明膩?zhàn)釉趯?shí)木家具涂裝過程中出現(xiàn)漆膜透明性欠佳、木質(zhì)花紋不清晰的問題，試驗(yàn)選用硝化纖維素為主要成膜物，用蓖麻油醇酸樹脂為增塑劑，用古馬隆樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型透明填料，制備出的硝基透明膩?zhàn)虞^普通硝基透明膩?zhàn)泳哂懈猛该餍?，木材中蟲眼、結(jié)疤、劃痕等瑕疵均能無痕修復(fù)，木紋清晰，透明度、豐滿度優(yōu)，易刮涂、易打磨，貯存穩(wěn)定性好，無漆液分層、桶底沉淀、結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象，且多余漆可循環(huán)使用，提高了經(jīng)濟(jì)效益，可應(yīng)用于木器家具涂裝。
（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060）
現(xiàn)代人使用實(shí)木家具裝點(diǎn)生活，本意是凸顯木材本身的清新自然花紋。木材以紅木、橡木、櫸木、楠木、柚木等最為名貴，款式以歐、美、韓、中最為流行，風(fēng)格古典與現(xiàn)代相媲美。優(yōu)質(zhì)選材配搭精美造型，盡顯淳樸典雅。
樹木在生長、砍伐、貯存、制作過程中難免產(chǎn)生坑、孔、洞、結(jié)、疤、釘眼、劃痕等瑕疵，即便偶有疤結(jié)，也希望毫無破綻地修復(fù)，如何彌補(bǔ)就成為涂料工作者需要攻克的難題。常規(guī)做法是用膩?zhàn)犹钛a(bǔ)木材中坑洞孔眼，封閉毛細(xì)孔，阻止漆滲透，打磨找平。普通膩?zhàn)硬煌该?，遮蓋花紋，影響美觀，且使疤痕處更明顯，這就需要透明膩?zhàn)觼硗瓿伞?/p>
從是否含有機(jī)溶劑角度，透明膩?zhàn)臃譃樗?、活性、溶劑型。水性透明膩?zhàn)迎h(huán)保，但木質(zhì)家具易吸水變形，產(chǎn)生裂縫，且干后發(fā)白，部分蓋底，影響花紋清晰，因此高檔家具不建議使用?；钚酝该髂?zhàn)邮遣伙柡途埘バ湍佔(zhàn)?，填充性好，一次成膜厚，施工繁瑣，成本高。目前市場上溶劑型透明膩?zhàn)又饕芯郯滨ァ⑾趸该髂佔(zhàn)?，主要用石英粉、硬脂酸鋅、二氧化硅等作為透明填料，這些透明填料遮蓋力小，不能達(dá)到完全通透，漆膜總有一層白霧，影響花紋清晰。此外，聚酯、聚氨酯型透明膩?zhàn)痈稍飼r(shí)間長，每遍涂刷需干燥24小時(shí)以上，影響施工周期，且用多少配多少，現(xiàn)用現(xiàn)配，用不完的漆只能廢棄，造成浪費(fèi)[1-15]。
本試驗(yàn)以硝化纖維素為主要成膜物，創(chuàng)新性選用古馬隆樹脂和季戊四醇松香酯為聚合物型透明填料，可解決上述問題。
1 試驗(yàn)部分
1.1 原料與儀器
表1 原料與儀器
1.2 硝基透明膩?zhàn)又苽?/h3>
1.2.1 各類樹脂制備
專用稀釋劑制備：用丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙醇、正丁醇、甲苯等有機(jī)溶劑，按不同比例配制而成，簡稱X-1。
硝化棉液制備：稱取硝化纖維素（1/2s，30s），用專用稀釋劑溶解，制成30%硝化棉液，簡稱Q-XHM。
古馬隆樹脂液制備：將古馬隆樹脂用甲苯溶解，制成70%古馬隆樹脂液，簡稱RGML。
季戊四醇酯制備：按配方量稱取二甲苯、季戊四醇、順酐和松香裝入三口瓶中，在一定溫度下酯化反應(yīng)，測酸值，當(dāng)酸值≤10mgKOH/g時(shí)得到清澈透明樹脂液，簡稱RJCS。
長油度蓖麻油醇酸樹脂制備：按配方量稱取二甲苯、蓖麻油、甘油、苯酐裝入三口瓶中，攪拌，在一定溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)酸值≤10mgKOH/g、粘度格式管10±2s/25℃、固體分60±2%時(shí)，得到清澈透明粘稠樹脂液，起到增塑作用，簡稱RBMY。
1.2.2 透明膩?zhàn)又苽?/p>
將上述各樹脂按一定比例配齊，攪拌均勻，用專業(yè)稀釋劑調(diào)整粘度、固體分等指標(biāo)，檢測性能合格后過濾，包裝。
1.3 產(chǎn)品主要性能檢測方法
1）涂刮性：將試板放于膩?zhàn)庸瓮科魃?，卡緊，用金屬刮刀將膩?zhàn)泳鶆虻赝抗卧谠嚢迳?，在恒溫恒濕條件下（25±2℃、RH45±2%）干燥。
2）柔韌性：用刮刀將膩?zhàn)庸瓮吭隈R口鐵板上（155*85*0.2mm），厚度0.5mm，在恒溫恒濕條件下干燥24h，用500#水砂紙蘸水打磨到厚度0.4mm，放置1h，按GB/T1748-2006《膩?zhàn)幽と犴g性測定法》進(jìn)行。
3）打磨性：涂層經(jīng)砂紙打磨后產(chǎn)生平滑無光表面的難易程度。在一定負(fù)荷和速度下，用打磨性測定儀打磨一定次數(shù)，以涂膜表面現(xiàn)象（如發(fā)熱、變軟等）來評定。材料有馬口鐵板50*120*0.2mm，水砂紙。具體操作為漆膜實(shí)干后在60±2℃烘1h，取出冷卻至常溫，按GB/T1770-2006《底漆、膩?zhàn)幽ご蚰バ詼y定法》進(jìn)行。
2 結(jié)果與討論
2.1 透明填料選擇
市售透明膩?zhàn)右话銥檎谏w力弱體質(zhì)顏料，常用的有滑石粉、石英粉、石膏粉、硬脂酸鋅、氣相二氧化硅等，不同填料性能不同，在選擇上要兼顧透明性、填充性、打磨性，本試驗(yàn)選用不同填料，用樹脂型填料制備的膩?zhàn)雍喎QQ07-5-GML，用普通透明填料制備的膩?zhàn)雍喎QQ07-5-CN，兩種透明膩?zhàn)舆M(jìn)行性能對比，配方參考表2。
表2 硝基透明膩?zhàn)訁⒖寂浞?/p>
2.2 產(chǎn)品性能測試
產(chǎn)品按GB1727-1992《漆膜一般制備法》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測試板制備，產(chǎn)品性能參照ZB G51057-2006《Q07-5各色硝基膩?zhàn)印愤M(jìn)行檢測，結(jié)果見表3。
表3 硝基透明膩?zhàn)有阅軝z測
雖然石英粉和硬脂酸鋅遮蓋力低，透明度好，但由于本身宏觀狀態(tài)是白色粉末，仍具有一定遮蓋力，所以制備出的透明膩?zhàn)庸迌?nèi)效果是白色糊狀，涂刷在底材上仍有一定白霧，不能達(dá)到完全通透。
古馬隆樹脂和季戊四醇松香酯固態(tài)為玻璃狀透明體，易粉碎，溶于有機(jī)溶劑后就成為透明粘稠液，作為透明填料用于透明膩?zhàn)又苽?，漆膜完全透底，附著力、填充性、打磨性好。結(jié)果表明，用低分子量樹脂作為填料制備透明膩?zhàn)?，在成膜物相同情況下，其流平性、封閉性、透明度、豐滿度等性能指標(biāo)均優(yōu)于普通透明填料制備的膩?zhàn)印?/p>
2.3 專用稀釋劑性能對膩?zhàn)有阅苡绊?/h3>
涂料中溶劑主要用于調(diào)整涂料粘度、固體分、揮發(fā)速度、成膜性、流平性、干燥時(shí)間、貯存穩(wěn)定性等性能，對涂料綜合性能起到至關(guān)重要的作用。在溶劑選擇上，需綜合考慮溶解性、揮發(fā)梯度、成本等因素。對膩?zhàn)觼碚f，要起到封底、填坑、找平、提高界面間結(jié)合力的作用。膩?zhàn)油抗魏穸却?，不易干燥，所以配制時(shí)表干速度不能過快，否則會造成“外干里不干”現(xiàn)象。配制時(shí)要有揮發(fā)梯度，同時(shí)要確保最后揮發(fā)出來的溶劑是真溶劑。
表4 各類有機(jī)溶劑單獨(dú)使用對膩?zhàn)有阅苡绊?/p>
專用稀釋劑：丙酮：乙酯：丁酯：乙醇：丁醇：甲苯=1:1:1:2:1:4。
對硝化棉來講，酮、酯為真溶劑，醇為助溶劑，苯、烴類為非溶劑，對古馬隆樹脂來講，苯烴為真溶劑，難溶于強(qiáng)極性溶劑，若直接用強(qiáng)極性溶劑溶解稀釋會造成古馬隆樹脂析出，因此配制時(shí)一定是混合溶劑。
2.4 古馬隆樹脂熱性能對產(chǎn)品性能影響
將古馬隆樹脂粉碎后填滿DSC測試儀中小坩堝，升溫，測試，結(jié)果見圖1。
圖1 古馬隆樹脂DSC圖
圖中主要有3個(gè)熔化吸熱峰，2個(gè)分解放熱峰。古馬隆樹脂75%在120℃熔化，25%在200～300℃熔化，說明樹脂分子量分布較寬，熱熔溫度范圍大，越大越不易軟化和熔化；380℃開始少量熱分解，470℃達(dá)到最高峰。分子量范圍寬利于提高填充性、打磨性、附著力及與其他樹脂的相容性。
2.5 Q07-5-GML和Q07-5-CN微觀形貌
將Q07-5-GML和Q07-5-CN分別涂刷在載玻片上，實(shí)干后做SEM，觀察微觀形貌，見圖2。
圖2 Q07-5硝基透明膩?zhàn)游⒂^形貌（SEM）
可以看出，用RGML、RJCS作為透明填料的改性膩?zhàn)樱≦07-5-GML）較用常規(guī)透明填料石英粉、硬脂酸鋅制備的膩?zhàn)樱≦07-5-CN），其附著力、流平性和透明性更好。這是因?yàn)闃渲吞盍贤耆芙庥谟袡C(jī)溶劑，而常規(guī)透明填料則不溶，只是遮蓋力小而已，所以漆膜外觀不能達(dá)到完全清澈透明，電鏡圖顯現(xiàn)出細(xì)微的顆粒。
3 結(jié)論
透明膩?zhàn)釉谕该魈盍线x擇上必須兼顧透明性、填充性、打磨性。針對市售透明膩?zhàn)釉趯?shí)木家具涂裝過程中出現(xiàn)漆膜透明性欠佳、木質(zhì)花紋不清晰的問題，試驗(yàn)選用硝化纖維素為主要成膜物，用蓖麻油醇酸樹脂為增塑劑，用古馬隆樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型透明填料，制備出的硝基透明膩?zhàn)虞^普通硝基透明膩?zhàn)泳哂懈猛该餍?，木材中蟲眼、結(jié)疤、劃痕等瑕疵均能無痕修復(fù)，木紋清晰，透明度、豐滿度優(yōu)，易刮涂、易打磨，貯存穩(wěn)定性好，無漆液分層、桶底沉淀、結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象，且多余漆可循環(huán)使用，提高了經(jīng)濟(jì)效益，可應(yīng)用于木器家具涂裝。
