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1、基材潤(rùn)濕劑的選擇與確定
水性木器漆在基材表面充分流平的條件為二者之間的接觸角為零,即基材的表面能和水性木器漆的表面能近似相等。對(duì)于水性涂料體系而言,在某些具有低表面能的基材上極有可能出現(xiàn)潤(rùn)濕的問(wèn)題,而木材的表而張力是較低的,大多低于40mN/m。而通過(guò)添加少量的基材潤(rùn)濕劑,便可達(dá)到降低涂料表面張力的目的,使涂料變得易于涂布。一種基材潤(rùn)濕劑的效果取決于在其最小使用量下也能降低體系的表面張力,同時(shí)在其應(yīng)用過(guò)程不會(huì)發(fā)生某些不良副作用(如:涂層間附著力不良,容易起泡,增加體系的水敏感性等)。即基材潤(rùn)濕劑除了能有效降低體系的表面張力,增加對(duì)木材潤(rùn)濕性和滲透性外,還能促進(jìn)消泡劑和體系的相容性,提高層間附著力。
基材潤(rùn)濕劑分子同時(shí)含有疏水和親水兩部分基團(tuán)。這樣的分子結(jié)構(gòu)的加入,必然會(huì)發(fā)生分子定向,使液體表面張力急劇地下降。分子的非極性部分停留在液面向著空氣的方向,極性部分停留在水相中;臐(rùn)濕劑的種類有:陰離子型表面活性劑、非離子表面活性劑、聚醚改性聚硅氧烷類等。
基材潤(rùn)濕劑的種類和用量應(yīng)根據(jù)水性木器漆樹(shù)脂的表面張力(基材潤(rùn)濕、鋪展能力)、基材的界面張力、消泡劑的種類和用量等因素確定。其選擇可通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)來(lái)確定:水性樹(shù)脂(聚氯酯乳液)88%,乙二醇丁醚5%,消泡劑0.2%,添加0.3%的潤(rùn)濕劑,在2 000r/min、60min條件下高速分散后觀察其消泡的效果。并且由于水性木器漆主要采用刷涂施工。這就要求基材潤(rùn)濕劑在高動(dòng)態(tài)施工過(guò)程中也能改善潤(rùn)濕和流動(dòng)性能,迅速地降低表面張力,并可以抑制泡沫,促進(jìn)脫泡。
故對(duì)于以聚氨酯乳液為基料的水性木器漆,選用的基材潤(rùn)濕劑有Wet265(Tego)、Wet500(Tego)、BYK一346(BYK)、H—140(Cognis)等,可達(dá)到降低體系表面張力,促進(jìn)脫泡的效果。值得注意的是基材潤(rùn)濕劑的加入量一定要適中,過(guò)多的基材潤(rùn)濕劑會(huì)形成膠束,使加入的消泡劑有一部分進(jìn)入其中,從而降低了消泡效果;臐(rùn)濕劑的加入量一股以0.1%~0.3%為佳,并且在攪拌的情況下緩慢加入。
2、消泡劑的篩選與確定
2.1 消泡劑的種類
不相溶性、高度的展布能力和低的表面張力是每種消泡劑都需具有的重要性質(zhì)。水性木器漆常用的消泡劑主要是礦物油類和有機(jī)硅化合物兩大類。礦物油類消泡劑的成本較低、消泡能力較弱,主要由約85“/‘的載體油和15%的憎水顆粒所組成,憎水顆粒一般用憎水的氣相二氧化硅,還有硬脂酸金屬鹽和脂肪酸衍生物組成,最新的憎水顆粒還采用聚脲化合物,這類消泡劑易出現(xiàn)漆膜發(fā)黑現(xiàn)象,可用于光澤不高的膩?zhàn)、底漆,其代表品種有德謙公司的082消泡劑;有機(jī)硅樹(shù)脂類消泡劑是現(xiàn)在水性木器漆主要選用的消泡劑,主要為強(qiáng)憎水有機(jī)硅的乳液
如聚二甲基硅氧烷和聚醚改性聚二甲基硅氧烷所組成,它對(duì)光澤和透明性沒(méi)有什么影響,因此,在高光澤、透明面漆中應(yīng)盡量采用這類消泡劑,代表品種有迪高公司的805消泡劑和902消泡劑。
2.2 消泡劑的評(píng)價(jià)和使用
消泡劑在水性木器漆中的作用主要表現(xiàn)在兩方而:一是保證生產(chǎn)能順利進(jìn)行;二是保證施工時(shí)不產(chǎn)牛泡沫,賦予?個(gè)良好的漆膜。消泡劑在涂料中使用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生削作用,除了引起縮孔外,還會(huì)引起漆膜光澤下降,附著力和耐水性降低。所以一定要注意綜合性能的考核,注意消泡劑品種的選擇和控制其添加量。呵以使用以下方法來(lái)選擇消泡劑。實(shí)驗(yàn)條件:水性樹(shù)脂(聚氯酯乳液)88%,乙二醇丁醚5%,潤(rùn)濕劑0.2‰,添加適量的消泡劑,在2 000r/min、60min條件下高速分散;評(píng)價(jià)方法:根據(jù)容器中漆樣產(chǎn)生的泡沫多少,評(píng)價(jià)消泡劑的抑泡能力,并用75μm濕膜制備器在玻璃上制膜,評(píng)價(jià)消泡劑的相容性、漆膜光澤、缺陷等;在木板上涂刷試驗(yàn)評(píng)價(jià)消泡劑的消泡能力。表1為不同消泡劑的性能評(píng)價(jià)比較。故對(duì)于聚氯酯乳液體系的水性木器涂料,選用有機(jī)硅樹(shù)脂類消泡劑可達(dá)到較好的消泡效果。加入最以0.2%為宜。
另外,消泡劑往往容易分層,即使不分層,在使用前也要攪拌均勻,必要時(shí)用水或助溶劑稀釋(因稀釋后的消泡劑貯存穩(wěn)定性差,建議現(xiàn)用現(xiàn)稀釋)。加入時(shí)要在攪拌下緩慢加入,必要時(shí)分步添加,會(huì)得到滿意的效果。例如在研磨時(shí)加入強(qiáng)的消泡劑(如805消泡劑),調(diào)漆時(shí)可以添加消泡能力弱一點(diǎn)的消泡劑(如902消泡劑),這樣能防止水性木器漆在施工時(shí),漆膜產(chǎn)生縮孔、針孔、魚(yú)眼等弊病。攪拌時(shí)的剪切力是用來(lái)保證消泡劑的粒子大小有一個(gè)好的分布,但過(guò)度的剪切力使得消泡劑粒子過(guò)小而減弱消泡效果;不充分乳化的消泡劑也有害處,添加時(shí)相
對(duì)低的剪切力最初產(chǎn)生的效果也許很好,但大多數(shù)情況下,這樣是不夠的;在漆的貯存過(guò)程中,消泡劑粒子會(huì)形成較大的液滴,導(dǎo)致涂料發(fā)泡和表面缺陷的傾向都增加。
目前水性木器漆用水性樹(shù)脂較少,質(zhì)量也參差不齊;配漆用的助劑,其可供選擇的品種也不多。基于以上一些原因,水性木器漆的性能與溶劑型涂料相比尚有一定差距,它在干燥時(shí)間、硬度、豐滿度、耐水性、耐熱性等方而仍遜于同類型的溶劑型木器涂料。這是由水性體系自身特點(diǎn)決定的,也與水性木器漆的生產(chǎn)技術(shù)還不成熟有關(guān)。水性木器漆由于其表面張力小,因此對(duì)木材的潤(rùn)濕差,而且在制造和施工過(guò)程中容易起泡,泡沫也難消除,導(dǎo)致一般的水性木器漆的涂飾效果欠佳。