含-NCO双组分水性木器漆的应用研究

在水性木器漆的发展过程中,单组分水性木器漆由于施工方便等原因得到了人们较多的关注,取得了较快的发展,双组分水性木器漆则由于施工没有单组分方便而发展相对缓慢。特别是含—NCO 的双组分水性木器漆,由于固化剂与水性树脂混合时有一定的增稠,加水混匀过程中需要一定的剪切力和较长时间的搅拌,这样易产生较多的气泡,同时,固化剂还可以与水反应产生CO2,致使! 个组分混合后产生气泡,使施工过程中泡沫的控制变得更加困难,难以得到平整光滑的涂膜。所以,当人们认识到单组分水性木器漆在某些应用领域并不能满足其性能要求而不得不把目光转向双组分水性木器漆时,人们往往“知难而退”,寻找其它交联方式来提高涂膜性能,以避免这些麻烦,如使用氮丙啶、硅烷偶联剂、水性环氧改性树脂等。其中,氮丙啶由于气味大和毒性大而应用较少,硅烷偶联剂和水性环氧改性树脂则受到较大的关注。但通过对以—NCO 交联及上述几种交联方式的试验比较,发现其它几种交联方式虽然在一定程度上改善或避免了施工操作上的困难,但其对涂膜性能的改善却相当有限,尤其是在硬度上升速度、抗划伤等方面,以—NCO交联的双组分水性木器漆明显要好,而这些正好是单组分水性木器漆的“软肋”。尽管目前以—NCO 交联的双组分水性木器漆价格还比较贵,施工方面也还有一些困难,但在没有找到比以—NCO 交联更好的交联方式之前,以—NCO 交联的双组分水性木器漆能有效弥补单组分水性木器漆的不足。本文从实际应用角度对含—NCO 双组分水性木器漆进行了研究。

1. 双组分水性木器漆用树脂
双组分水性木器漆用树脂按聚合物胶体结构可分为两大类:一类是水分散型多元醇,另一类是乳液型多元醇。其反应机理与溶剂型双组分木器漆大致相同,即树脂组分中的-OH 与固化剂组分中的—NCO 反应,生成氨酯键。在水分散型多元醇中,水性聚氨酯分散体和水性羟基丙烯酸分散体两大类应用较多。水性聚氨酯分散体成膜温度低,可不加或只加少量的成膜助剂即可成膜,施工时手工搅拌性比较好,不容易引起气泡,但价格较贵,干燥速率稍慢;水性羟基丙烯酸分散体成膜温度比较高,需要较多的成膜助剂,施工时手工搅拌性稍差,易产生气泡,但价格较便宜,干燥速率较快。水性羟基丙烯酸分散体中,有的还根据生产工艺的不同,分成一级分散体和二级分散体,一级分散体相对分子质量高,-OH 含量低,干燥速率快,成本低;二级分散体相对分子质量较小,-OH 含量高,干燥速率慢,成本高,但透明性较好,对木材的润湿性好,光泽较高,可达到90%(60º)以上。从国内市场来看,水性羟基丙烯酸分散体在价格及性能特征上都有较大的选择范围,更容易为市场所接受。

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