1、.水性純丙木器漆增稠劑的增稠效率，噴涂施工性和流平性的考查陳金龍 陳金美（三棵樹涂料股份有限公司 福建莆田 351100）摘要：本文主要考查了堿溶脹增稠劑和聚氨酯締合性增稠劑對水性木器漆用純丙乳液的增稠效率，并對比了不同增稠劑的噴涂施工性和流平性。實驗結果顯示，增稠劑的增稠效率與增稠劑類型并無直接的聯系，但是堿溶脹增稠劑在噴涂施工性和流平性方面略顯不足。聚氨酯締合型增稠劑噴涂施工性好，流平佳，有利于制備高質量漆膜。關鍵字：增稠劑；增稠效率；噴涂施工性；流平性 引言：隨著人們的環保意識的日益增強，對環境污染大，對人體毒性大的溶劑型木器漆受到越來越嚴格的限制。對環境有好，對人體毒性小的水性木器漆正

2、逐步得到消費者的信賴，其中水性純丙木器漆因為價格適中，性能足以滿足基本要求，成為目前使用最廣泛的水性木器漆。在水性木器漆的消費群體，家具廠和玩具廠是最重要的消費者。由于家具廠和玩具廠的生產量大，因此上漆工序基本采用噴涂的方法。與溶劑性涂料的內增稠不同，水性涂料由于使用水做溶劑，體系粘度低。清漆為了獲得足夠的漆膜厚度，色漆要防止粉料沉降和返粗，均需要添加增稠劑。增稠劑除增加涂料粘度外，還是漆膜流平性的主要影響因素。增稠劑的種類主要分為無機物增稠劑，纖維素類增稠劑，堿溶脹型增稠劑和聚氨酯締合型增稠劑。目前水性木器漆常用的增稠劑主要是堿溶脹型增稠劑和聚氨酯締合型。堿溶脹型增稠劑是通過增稠劑大分子鏈上

3、得羧基吸水后電離，大分子鏈帶有大量負電離子，產生同性電荷相斥，使得原來呈卷曲狀態的分子鏈舒展開來并形成網狀結構，從而使彼此之間的位移受到牽制來達到增稠的目的參考文獻 徐寧，張先進，胡志濱。水性木器涂料中助劑的選擇和應用。中國涂料，2004，8：41。聚氨酯締合型增稠劑利用獨特的分子結構達到增稠的效果，增稠劑分子的首末為疏水鏈段，中間為溶于水的親水鏈段。疏水段或聚集形成膠束，或與乳液離子或顏填料發生締合，通過締合作用將膠束連接起來形成的網絡結構，從而使體系的粘度增加 Bieleman J H. 聚氨酯增稠劑在水性涂料中的作用機理及應用。中國涂料，1996，3：27-29。本文選擇了目前市面上主流

4、的9個堿溶脹型增稠劑和聚氨酯締合型增稠劑，考察了這些增稠劑對水性純丙木器漆的增稠效率，并對比了它們對噴涂施工性和流平性的影響。1試驗部分1.1試驗原料1.1.1儀器：分散機，GFJ-0.4型，上海現代環境工程技術有限公司；電子秤，梅特勒-托利多公司；濾網，120目，杭州大衡濾布有限公司；斯托默粘度計，STM-IVB，上海現代環境工程技術有限公司；日本巖田噴槍W-71，臺灣原田氣動工具有限公司1.1.2試劑：純丙乳液，防腐劑，分散劑，流平劑，消泡劑，pH調節劑，助溶劑，滑石粉，成膜助劑（見表1.1）；增稠劑(增稠劑的基本指數見表1.1.2). 表1.1試驗所用原材料原料供應商原料供應商水性木器用

5、純丙乳液三棵樹涂料股份有限公司增稠劑200亞仕蘭增稠劑ASE60Dow消泡劑1293科寧增稠劑CP115Dow防腐劑RS索爾增稠劑125P高帝士溶劑丙二醇DOW增稠劑623N諾普科溶劑DPnBDow增稠劑RH420海明斯流平劑BYK346BYK增稠劑RM8W羅門哈斯PH調節劑AMP-95安格士增稠劑663海川化工1250目滑石粉廣福精細粉體廠增稠劑525亞仕蘭 表1.1.2 增稠劑基本指數原料供應商類型外觀增稠劑ASE60Dow堿溶脹乳白增稠劑CP115Dow堿溶脹乳白增稠劑125P高帝士非離子聚氨酯白色增稠劑623N諾普科非離子聚氨酯半透明增稠劑RH420海明斯堿溶脹乳白增稠劑RM8W羅門哈

6、斯非離子聚氨酯半透明增稠劑663海川化工堿溶脹乳白增稠劑525亞仕蘭聚醚改性聚氨酯半透明增稠劑200亞仕蘭聚醚改性聚氨酯半透明1.2試驗操作1.2.1基本配方 表1.2 試驗配方原料純丙乳液去離子水防腐劑RS滑石粉丙二醇DPnBPH調節劑AMP95消泡劑1293流平劑BYK346配方18472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方28472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方38472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方48472610.50.20.3580.

7、51.0350.10.30.20.40.20.5配方58472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方68472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方78472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方88472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5配方98472610.50.20.3580.51.0350.10.30.20.40.20.5原料增稠劑ASE60增稠劑CP115增稠劑125P增稠劑623N增稠劑RH420增稠劑RM8

8、W增稠劑663增稠劑525增稠劑200配方11.02.0配方21.02.0配方31.02.0配方41.02.0配方51.02.0配方61.02.0配方71.02.0配方81.02.0配方91.02.01.2.2漆液調制: 往分散罐中加入一定量的水去離子水，將分散速率調至300 rpm，再按配方比例依次防霉劑，分散劑，防凍劑，pH調節劑，消泡劑，逐漸加入滑石粉，并隨著滑石粉的加入逐漸調高分散速率，至滑石粉全部加入后，3000rpm分散至細度小于35 m后停止分散備用。將制得滑石粉漿呈細流狀緩緩加入自制純丙乳液中，并依次加入防流掛劑，成膜助劑和流平劑，最后加入所測試的不同增稠劑，120目過濾，得到

9、各個配方的樣漆。1.2.3 性能檢測：用斯托默粘度計測定各個樣漆的粘度。取出350 g樣漆用于儲存穩定性測試，并取30 g左右的樣漆用于噴涂性能考察。噴涂之前用去離子水開稀樣漆至60 KU左右以利于噴涂，底材是噴過兩道透明底漆的板材，噴涂厚度為兩個十字架。2.結果與討論2.1增稠效率及熱儲穩定性表2.1 不同配方施工性能及其它性能配方油漆外觀熱儲穩定性斯托默粘度（KU）流平性噴涂施工性漆膜厚度配方1乳白液體優93.0稍差稍差稍差配方2乳白液體優127.8差差差配方3乳白液體差126.7好好好配方4乳白液體稍差99.8好好好配方5乳白液體優139.9稍差稍差稍差配方6乳白液體稍差93.8優優優配

10、方7乳白液體優116.7差差差配方8乳白液體優139.9優優優配方9乳白液體稍差108.2優優優從表可以看出，堿溶脹增稠劑和聚氨酯增稠劑在增稠效率上并沒有明顯的區別，而同一類增稠劑的增儲效率也有很大差別，最高和最低的增稠效率可以有倍數的差別（表2.1）。由表2.1可以看出，同一類增稠劑，增稠效率越高，漆液的粘度越高，儲存穩定越好。表2.1說明相近增稠效率的堿溶脹增稠劑的儲存穩定性要遠好于聚氨酯增稠劑。儲存穩定的差別主要是因為兩類增稠劑的增稠機理不同。堿溶脹增稠劑通過吸收大量水分子，分子鏈舒展形成較致密的網狀結構，使溶液中的顆粒移動阻力變大，因此滑石粉顆粒在堿溶脹增稠劑中得沉降被延緩。而聚氨酯締

11、合型增稠劑是通過部分疏水段形成膠束和部分疏水段與溶液的顆粒物締合達到增稠的效果。同樣粘度的情況下，聚氨酯締合型增稠劑體系中得網絡結構較堿溶脹增稠劑體系要稀疏。乳液離子因含有疏水基團易與增稠劑的疏水段締合，但是滑石粉顆粒表面是親水的極性表面，增稠劑的疏水段與滑石粉顆粒的締合作用弱。可見在聚氨酯締合型增稠劑增稠的體系中，滑石粉的沉降并沒有得到締合作用的牽制，也沒有受到網絡結構的阻礙，因此在較低粘度下，樣漆的儲存穩定性差。當聚氨酯締合型增稠劑增稠的體系粘度極大時，其網絡結構也變得致密，因此滑石粉的沉降受到阻礙，儲存穩定性得到提高。2.2噴涂施工性將樣漆開稀后用于噴涂，發現聚氨酯締合型增稠劑增稠的體系

12、出油流暢，適當出油量下噴兩個十字架即可得合適的濕膜厚度，而堿溶脹增稠劑增稠的體系出油極為不流暢，需要噴多個十字架才能得到足夠的濕膜厚度。噴涂性能的差別主要是因為兩類增稠劑增稠體系在流動性不同。聚氨酯締合型增稠劑的締合作用是打開和締合的動態作用，對體系的流動性不產生阻礙，而堿溶脹增稠劑的網絡狀結構使體系成為一個相對靜止的整體，降低了體系的流動性。噴涂時需要漆液從漆液杯子流入噴嘴處，此時漆液受到的剪切力低，堿溶脹增稠劑的網絡狀結構沒有被破壞，因此樣漆流進噴嘴的速率慢，出油不流暢，而聚氨酯締合型增稠劑不會阻礙樣漆流進噴嘴，因此出油順暢。2.3流平性漆膜的流平性會影響漆膜的最終質量，而增稠劑對漆膜的流平有極大的影響。通過對比發現，使用聚氨酯締合型增稠劑的樣漆流平性均要好于使用堿溶脹增稠劑的樣漆。其主要原因與兩者在噴涂施工性能方面的差別相近，都是因為堿溶脹增稠劑在低剪切力的情況下會阻礙漆液