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劉紅波

(深圳職業技術學院化生學院，廣東深圳518055)

摘要：以水溶性聚氨酯丙烯酸酯為基礎配制紫外光固化[GuHua]水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]，加入納米氧化鋁，考察了體系黏度、二氧化硅、偶聯劑對納米氧化鋁分散[FenSan]穩定性的影響，測試了其附著力、硬度、光澤度、耐水性[ShuiXing]、耐醇性和耐磨性等性能。結果顯示，該涂料[TuLiao]具有良好的耐水性[ShuiXing]、耐醇性和耐磨性。

關鍵詞：紫外光固化[GuHua];耐磨;木器;涂料[TuLiao]

0引言

隨著人們環保意識的增強，溶劑型木器涂料[TuLiao]有逐步被水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]取代的趨勢，水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]在我國也有10多年的發展歷史，主要有水性[ShuiXing]醇酸、水性[ShuiXing]聚氨酯、丙烯酸乳液等品種，與溶劑型木器涂料[TuLiao]相比，早期的水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]存在一些問題，如硬度低、豐滿度較差、早期抗黏性較差、抗沾污能力差、耐水性[ShuiXing]、光澤等均不理想，且有高溫回黏等問題，而且價格較高，施工也不是很方便，干燥時間長，不適合大型家具企業的規模生產需要，只適合一般的民用涂裝[1-(文章來源環球聚氨酯網)2]。針對這些問題，國內外研究者和相關涂料[TuLiao]企業也在做大量的研究和改進工作[3-6]。將水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]和紫外光固化[GuHua]技術結合起來，可以有效利用光固化[GuHua]技術固化[GuHua]速度快、環保等優點，得到施工方便、各項性能較優的環保型水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]。本文采用水溶性聚氨酯丙烯酸酯為基礎樹脂，加入二氧化硅和納米氧化鋁等無機材料，研制具有較好綜合性能的紫外光固化[GuHua]水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]，考察了無機材料的分散[FenSan]穩定性，測試了涂料[TuLiao]的各項理化性能。

1試驗部分

1.1原料與試劑

水溶性聚氨酯丙烯酸酯，工業品，Sartomer公司;光引發劑Darocur1173、Irgacure184，工業純，長沙新宇化工實業有限公司;納米氧化鋁、二氧化硅，工業純，南京海泰納米材料科技有限公司;硅烷偶聯劑(KH-550，KH-560)，工業品，江蘇金壇華東偶聯劑有限公司;鈦酸酯偶聯劑(JN-A、JN-B)，工業品，常州市吉耐助劑有限公司;消泡劑、分散[FenSan]劑、流平劑等，工業品，Cognis、EFKA公司等。

1.2耐磨紫外光固化[GuHua]水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]的制備

將水溶性聚氨酯丙烯酸酯、納米氧化鋁、二氧化硅、偶聯劑、光引發劑Darocur1173或Irgacure184、消泡劑、分散[FenSan]劑、流平劑等按一定比例分散[FenSan]均勻，涂布于基材上，用紅外燈干燥一定時間后，用紫外光固化[GuHua]劑固化[GuHua]，室溫放置1d后測試性能。

1.3表征方法

黏度的測定：將分散[FenSan]好的涂料[TuLiao]，在25℃的室溫下用涂-4杯黏度計測定黏度(GB/T1723-93)。擺桿硬度的測定：將光固化[GuHua]涂料[TuLiao]涂布在95mm×88mm×5mm的玻璃片上，固化[GuHua]一定時間后用天津儀器公司的QBY型擺桿硬度儀測試其硬度(GB1730-82)。表面光澤度的測定：UV固化[GuHua]膜光澤度用Sheen儀器有限公司Sheen60型光澤儀測定，測試角度為60°，折射率為nD=1.567的玻璃表面光澤度定義為100%(GB1743-79)。耐醇性測試：將涂料[TuLiao]涂布于馬口鐵片上，固化[GuHua]后封邊，浸泡于50%(V/V)乙醇溶液中8h，觀察涂膜是否起泡、起皺或脫落(GB/T9274)。耐水性[ShuiXing]測試：將涂料[TuLiao]涂布于馬口鐵片上，固化[GuHua]后封邊，浸泡于水中72h，觀察涂膜是否起泡、起皺或脫落(GB/T9274)。耐磨性測試：將光固化[GuHua]涂料[TuLiao]涂布在中心有圓孔的玻璃片上，固化[GuHua]后用上海現代環境工程技術有限公司的JM-Ⅳ型磨耗儀測試其耐磨性(GB1768-79)。

2結果與討論

2.1涂料[TuLiao]黏度對納米氧化鋁分散[FenSan]穩定性的影響

調整水溶性聚氨酯丙烯酸酯(W-PUA)、水的比例，加入不同量的二氧化硅，獲得不同的黏度，在不加其他助劑的情況下，加入3%的無機納米氧化鋁，通過高速剪切分散[FenSan]，考察不同黏度下納米氧化鋁的分散[FenSan]穩定性，試驗結果見表1。

表1體系黏度對分散[FenSan]穩定性的影響

該體系采用水作為稀釋劑，有別于普通的光固化[GuHua]木器涂料[TuLiao]，普通的光固化[GuHua]木器涂料[TuLiao]經常需加入較多的低分子質量稀釋劑(如丙烯酸丁酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯等)，這些丙烯酸酯稀釋劑有些對人體有毒害或有刺激性。木器涂裝中，稀釋劑容易擴散到孔隙中而不能固化[GuHua]，而使被涂物長期有異味，用水代替丙烯酸酯稀釋劑，具有以下優點：可通過加水或傳統的增稠劑、流平劑來調節涂料[TuLiao]的黏度和流變性能，降低了體系的毒性和刺激性，不含揮發性有機物，降低了涂料[TuLiao]的易燃性。表1實驗數據顯示：分散[FenSan]體系黏度比較大的時候，納米粒子的分散[FenSan]穩定性較好;當黏度下降時，納米氧化鋁的分散[FenSan]穩定性迅速下降，體系黏度下降到53s時，納米粒子在1個月內完全沉降;當體系中加入二氧化硅后，體系黏度上升，納米氧化鋁的分散[FenSan]穩定性得到提高，但二氧化硅的含量過多時，體系黏度過大，不利于涂料[TuLiao]的涂裝和流平，故該體系選用加入5份二氧化硅比較合適。

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