近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和人們生活水平的 提高，人們對環(huán)保意識的加強(qiáng)和對自身的健康重視， 環(huán)保產(chǎn)品越來越受到人們的歡迎[ 1 ] 。乳液型水性木器涂料是一種新型的環(huán)保涂料產(chǎn)品，以水為稀釋劑， 具有氣味低、安全、環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)，但其漆膜性能 跟傳統(tǒng)溶劑型的木器涂料還有一定的差距，尤其是應(yīng) 用在木器封閉底涂上 。原因是木材遇到水會導(dǎo)致漲 筋、發(fā)白等現(xiàn)象，并且提高了木材的含水率，放置時間 長會出現(xiàn)漆膜脫層、木材變形等問題。而水溶性丙烯 酸木器封閉底漆，是以醇醚類溶劑作為稀釋劑(不含 水，但溶于水)，具有氣味低、防漲筋好、滲透性好、打磨性好等優(yōu)點(diǎn)。與乳液型水性木器封閉底漆相比，水溶性丙烯酸木器封閉底漆的滲透性、封閉性、防漲筋、 通透性更好，干性更快，打磨效率更高；與傳統(tǒng)溶劑型 木器封閉底漆相比，水溶性丙烯酸封閉底漆具有氣味 低、毒性小，更加環(huán)保和健康的優(yōu)點(diǎn)。因此，研制一種 高性能雙組分水溶性丙烯酸木器封閉底漆，更貼合市場的性能和環(huán)保需求。

本選取廣東科鼎功能材料有限公司的水溶性丙烯酸樹脂 MR1783、MR1784W、 MR1782W,AD7521等為基體樹脂，搭配異氰酸酯固化劑和封 閉助劑，制備一種雙組分水溶性丙烯酸木器封閉底 漆，并涂裝于木材上，對其配方和性能特點(diǎn)進(jìn)行分析和研究。

 測試項(xiàng)目及制板工藝

測試底材為紅橡木和巴西松木，原因是紅橡木富含單寧酸，巴西松木富含松節(jié)油，而且兩者均容易出現(xiàn)漲筋現(xiàn)象，性能數(shù)據(jù)更加直觀。其測試項(xiàng)目及制板工藝如下(實(shí)驗(yàn)條件為：恒溫 25 ℃ ，相對濕度 60%)：

( 1) 打磨性：取 1 塊未經(jīng)打磨處理的紅橡木，經(jīng)過 仔細(xì)打磨后噴涂調(diào)配好的雙組分水溶性丙烯酸木器 封閉底漆，室溫干燥 1 h、2 h 和 4 h，每個時間點(diǎn)都用 400 目砂紙打磨封閉底漆，分別觀察打磨時的出粉、 粘砂紙情況和打磨手感。

( 2) 耐變色性：各取 1 塊未經(jīng)打磨處理的紅橡木 和巴西松木，經(jīng)過仔細(xì)打磨后噴涂調(diào)配好的雙組分水 溶性丙烯酸木器封閉底漆，室溫干燥 2 h 后，用 400 目 砂紙打磨封閉底漆，表面噴涂水性白色面漆，室溫干 燥 24 h，把 2 塊板放入 50 ℃烘箱中存放 1 d、7 d、14 d， 分別用色差儀測色差，標(biāo)準(zhǔn)板為噴涂同一白漆的馬口 鐵板。

( 3) 防漲筋性：各取 2 塊未經(jīng)打磨處理的紅橡木和巴西松木，經(jīng)過仔細(xì)打磨后噴涂調(diào)配好的雙組分水溶性丙烯酸木器封閉底漆，室溫干燥 2 h 后觀察木材導(dǎo)管的漲筋情況。觀察并記錄數(shù)據(jù)后，用 400 目砂紙打磨封閉底漆，表面噴涂水性白色面漆，室溫干燥24 h后觀察木材的漲筋情況。

(4) 耐水性：取 1 塊未經(jīng)打磨處理的紅橡木，經(jīng)過仔細(xì)打磨后噴涂調(diào)配好的雙組分水溶性丙烯酸木器封閉底漆，室溫干燥 24 h 后，滴水在封閉底表面并蓋上一次性塑料杯，觀察 24 h后的漆膜變化。

( 5) 通透性：取 2 塊未經(jīng)打磨處理的紅橡木，經(jīng)過仔細(xì)打磨后修色，把木材顏色噴涂至深紅色，然后將調(diào)配好的雙組分水溶性丙烯酸木器封閉底漆噴涂在深色紅橡木，室溫干燥 2 h 后再重涂一遍，肉眼觀察其透明度。

( 6) 附著力測試按GB/T 1720—2020標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行；

(7) 硬 度 測 試 底 材 為 玻 璃 板 ，其 余 按 GB/T6739—2006 標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。

2.2 封閉助劑

木材上的色素具有親水性，例如單寧酸，其分子 結(jié)構(gòu)(見圖 1)中含有大量的羥基，因而能溶于水中， 也能溶于乙醇等醇類或醇醚類溶劑，卻不溶于苯、乙 醚、石油醚等溶劑，所以單寧酸在水溶性丙烯酸木器 封閉底漆體系中影響較大，因?yàn)榇碱惾軇┌褑螌幩崛?/span> 解并使其滲上漆面，而在傳統(tǒng)的溶劑型木器封閉底漆。體系中幾乎沒有影響。

封閉助劑可以配合水溶性丙烯酸樹脂提高封閉 能力，加強(qiáng)封閉作用，阻隔水性色素滲出，使封閉底可 以應(yīng)用于各種類型的木材[ 4 ] 。常用的封閉助劑主要 有隔離劑、漂白助劑、離子交換劑、基材預(yù)處理劑和金 屬螯合劑。本研究采取的封閉助劑是金屬螯合劑，封閉原理為利用螯合劑的金屬陽離子與單寧酸的陰離 子發(fā)生螯合，在單寧酸上形成酚環(huán)，使單寧酸的醇溶性(水溶性)減弱。

2.3 稀釋劑

對于水溶性丙烯酸木器封閉底漆而言，選擇合適 的稀釋劑至關(guān)重要，因?yàn)橄♂寗┑倪x擇影響著封閉底漆的氣味、干性、防漲筋性等性能 。水溶性丙烯酸木 器封閉底漆的稀釋劑選擇以氣味低、干性快、不含有 毒物質(zhì)(苯、酮等)為基本原則，如無水乙醇。無水乙 醇是一種氣味低、無毒、性價比高的溶劑，但其分子中 的羥基可以形成氫鍵，具有潮解性，能很快從空氣中 吸收水份，并且無水乙醇在揮發(fā)的時候會吸熱降溫， 會形成水霧，容易使木材漲筋 。另一方面，無水乙醇 上的-OH 能與異氰酸酯固化劑的-NCO 發(fā)生反應(yīng)，重 排為氨基甲酸酯，使固化劑失效，嚴(yán)重影響木器封閉 底漆的施工時限。在雙組分水溶性木器漆體系中，由 于-NCO 與多種官能團(tuán)反應(yīng)，有些反應(yīng)并不會使涂料 的黏度產(chǎn)生明顯的升高，所以不能以黏度為依據(jù)來判 斷施工時限，要以漆膜性能上的變化為依據(jù)來判斷施 工時限(見圖 2 和表 6)。 因此，當(dāng)醇類溶劑作為稀釋 劑應(yīng)用在水溶性木器封閉底漆時，需注意其添加量。 綜合各種影響因素，本研究的雙組分水溶性木器漆稀 釋劑中無水乙醇的添加量應(yīng)在 10% ~ 20%。

DMC (碳酸二甲酯)是一種快干、氣味低、毒性小 的酯類溶劑，可以作為稀釋劑代替一部分的乙醇，但如 果稀釋劑只使用快干溶劑，會出現(xiàn)發(fā)白、流平不好等漆膜弊病，所以在水溶性木器封閉底漆中還添加了一部分的 PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)。 PMA 是一種干性偏慢、氣味低、溶解力強(qiáng)、毒性小、滲透性好的溶劑，廣泛應(yīng)用在油性和水性涂料。因此，本研究選擇了無水乙醇、DMC、PMA作為稀釋劑，制成一種快干、氣味低、毒性小和防漲筋好的水溶性丙烯酸木器封閉底漆。

2.4 異氰酸酯固化劑

2.4.1 異氰酸酯固化劑對漆膜性能的影響

雙組分木器涂料常用的異氰酸酯固化劑有六亞 甲基二異氰酸酯( HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯( IPDI) 類型的脂肪族聚異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯(TDI)類 型的芳香族異氰酸酯，其中按結(jié)構(gòu)上可分成三聚體和加成物 。由于多異氰酸酯三聚體環(huán)的強(qiáng)烈吸電子效 應(yīng)，使得分子中-NCO 基團(tuán)的 N、C 電位差增加，反應(yīng) 性成倍增加，所以，多異氰酸酯三聚體作為固化劑可 配成快干涂料 。對于雙組分水溶性丙烯酸木器封閉 底而言，干性是重點(diǎn)考慮的性能，因此選擇多異氰酸 酯三聚體作為固化劑 。由表 7 可見，佳孚誠 2655-80 干性比較快、打磨性能比較好，因此選擇佳孚誠 2655-80 作為固化劑。

2.4.2 異氰酸酯固化劑的施工配比

一般而言，-NCO 與-OH 之比的理論值為 1，但在 雙組分水溶性木器漆體系中，-NCO 的反應(yīng)比較復(fù)雜， 其主要的反應(yīng)除了與樹脂中的-OH 反應(yīng)，還與醇醚類 溶劑反應(yīng)[ 5] ，甚至跟胺反應(yīng)(中和劑)。 因此，在設(shè)計- NCO 與-OH 的配比時，不得不添加過量固化劑以保證 有足夠的-NCO 與樹脂的-OH 反應(yīng)。一般的雙組分水 溶性木器漆體系中，n(-NCO)︰ n(-OH)在 1.5 ~ 2之間。

3 性能對比

由表8可知，本實(shí)驗(yàn)研究的雙組分水溶性木器封閉底漆的綜合性能較好，其中打磨性、硬度、耐水性防漲筋性、防單寧酸、活化期等性能均比市面上常規(guī) 的雙組分水溶性木器封閉底漆好，而乳液型的木器封閉底漆綜合性能均比水溶性體系的差。

4 總結(jié)

本技術(shù)選取廣東科鼎功能材料有限公司的水溶性丙烯酸樹脂為基體樹脂，搭配異氰酸酯固化劑和封閉助劑，制備一種雙組分水溶性丙烯酸木器封閉底漆，并對其配方的組成進(jìn)行了篩選和研究，主要結(jié)論如下：

( 1)該雙組分水溶性木器封閉底漆是水性體系， 安全環(huán)保，施工結(jié)束后可用自來水清潔噴涂設(shè)備。

( 2)漆膜性能優(yōu)異。與市面上常規(guī)的雙組分水性 木器封閉底漆對比，性能優(yōu)勢明顯 。其中封閉性能 (防漲筋性、防變色性)特別優(yōu)異，消除了某些客戶因 封閉底漆封閉性不夠而容易出現(xiàn)各種問題的顧慮。

( 3)可施工時間長?；罨冢? h，顯著提高了客戶施工的靈活性。

(4)干性快，生產(chǎn)效率高 。該封閉底漆可打磨時間為 1 ~ 2 h，縮短了漆膜的干燥時間，而且打磨性優(yōu)異，提高了客戶的生產(chǎn)效率。

技術(shù)論文實(shí)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)來自KDD技術(shù)部：李俊鵬 工程師             整理編輯：KDD小鐘