超淨味UV輥塗透明底漆的研究與應用

陳升旭

（山東(dong) 仕全興(xing) 新材料有限公司，泰安）

摘要：針對淨味UV輥塗透明底漆，從(cong) 、單體(ti) 和光引發劑選擇和工藝選擇等方麵進行探討，通過實驗論證以及輥塗設備的應用測試，驗證了其在家具廠大批量應用的可行性。

關(guan) 鍵詞：淨味；UV；木器漆；底漆。

前言

木器漆是指用於(yu) 木製品上的一類樹脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分為(wei) 水性和油性。其中就屬於(yu) 油性木器漆。人類生產(chan) 和使用油漆的曆史可以上溯到石器時代。從(cong) 已發現的大量考古資料證實，在距今7000年前的原始社會(hui) ，人類就已使用野獸(shou) 的油脂、樹汁與(yu) 天然顏料等配製原始的塗飾物質，用羽毛、樹枝等進行繪畫，以達到裝飾的目的。隨著人類社會(hui) 的進步，木器漆普遍應用於(yu) 家具、地板、門窗上，起到了裝飾和保護作用。隨著人民生活提高和環保理念的盛行，氣味逐漸成為(wei) 了人們(men) 選擇木器漆和家具的首要選擇之一。市麵上常見的UV木器塗料主要以環氧為(wei) 主體(ti) ，輔以聚酯和各類單體(ti) ，因輥塗UV漆不含有機溶劑，所以相比於(yu) 其他品種的木器漆，UV漆具有使用時揮發少，固化迅速的優(you) 點。但因UV使用的原料酸值較高，使用途中會(hui) 產(chan) 生刺激性氣味，嚴(yan) 重影響使用效果，故本人首先通過對UV漆使用原料的篩選，選擇刺激性較小的UV樹脂，其中UV樹脂種類主要包含：環氧丙烯酸酯、改性環氧丙烯酸酯等，其次選用幹燥後無殘留的活性稀釋劑和光引發劑，另外UV木器塗料固化後剩餘(yu) 光引發劑等物質也會(hui) 產(chan) 生氣味。因此，本文研究了超淨味UV木器輥塗透明底漆，在輥塗塗裝條件下，相較於(yu) 普通UV輥塗透明底漆，由於(yu) 其使用了低酸值原料，配合低氣味原料和光引發劑的配方體(ti) 係，在保證不影響成膜性能的前提下，氣味也得到了大大的改善，能滿足高檔家具、地板、門窗產(chan) 品的使用，在保證了塗裝效果和低氣味的同時，提高了品質。

1 實驗部分

1.1 實驗主要原材料

主樹脂：標準環氧丙烯酸酯；改性環氧丙烯酸酯。

單體(ti) ：二二丙烯酸酯DPGDA、二縮三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA.

光引發劑：二基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化磷；2-經基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；

4-氯二苯甲酮 （4-Chloro-Benzophenone）；活性胺。

填料：滑石粉，透明粉。

助劑：消泡劑、分散劑、氣相二氧化矽。

1.2 實驗儀(yi) 器及設備

實驗室用高速分散機、恒溫熱儲(chu) 箱； 

電子天平，輥塗機、刮板細度儀(yi) 、粘度計、UV固化機；

密閉式正方體(ti) 容器；實驗用板材。

1.3基礎參考配方與(yu) 工藝（見表1）

表1基礎配方

1.4性能檢測結果及檢測方法

按照上述表1中的配方配製好樣漆，使用輥塗機進行塗裝，在40cm*60cm的實木板上塗裝2-3遍直至完全填充。依據國標相關(guan) 標準進行檢測，結果如表2

表2 塗料相關(guan) 性能檢測結果

塗膜氣味檢測方法：因國標對木器漆氣味並沒有檢測標準所以這裏使用企業(ye) 標準進行檢測。

1，選擇對照樣品-淨味輥塗透明底漆，兩(liang) 組樣品分別輥塗密閉式正方體(ti) 容器內(nei) 壁六個(ge) 麵並組裝密封，每隔2小時揭開頂蓋對比聞嗅。

2，選擇對照樣品-淨味輥塗透明底漆，兩(liang) 組樣品分別輥塗40cm*60cm實木板材各10張，輥塗完成後堆疊存放，隔夜對比聞嗅。

3，選擇對照樣品-淨味輥塗透明底漆，兩(liang) 組樣品分別輥塗40cm*60cm實木板材各2張，分別使用320目砂紙打磨後對比聞嗅。

2結果與(yu) 討論

2.1 樹脂的選擇

選用UV樹脂的性能參數如表3

表3

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

聚氨酯為(wei) 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯,粘度，硬度，幹燥速度，氣味等各項物理性能優(you) 越但因其價(jia) 格略高，易消光，通常使用在麵漆中，在此配方中暫不考慮使用；

標準環氧硬度較高，幹燥速度最快，柔韌性較差價(jia) 格適中是UV木器漆中最常使用的樹脂之一，複配其他樹脂使用；

改性環氧硬度、價(jia) 格、表麵幹燥速度、柔韌性均適中，綜合性能最優(you) ，複配其他樹脂使用；

聚酯單價(jia) 最便宜，但是硬度、表麵幹燥速度均較差，在此配方中主要氣味最大，屬於(yu) 底漆中最常用的樹脂之一，但不考慮添加。

通過以上數據得知，標準環氧價(jia) 格適中，物理性能之中，而改性環氧具有較為(wei) 均衡的性能，故將其混拚使用來作為(wei) 主要成膜物質。

2.2 單體(ti) 的選擇

由於(yu) 超淨味UV木器輥塗透明底漆的對味道要求極高，雖明確了主體(ti) 樹脂，但單體(ti) 的選擇也尤為(wei) 重要。例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），分子量大，且固化快，但是其開稀能力極差，太高的幹燥速度和硬度也會(hui) 影響底漆的打磨性，不做考慮；單官單體(ti) 甲基(HEMA)雖開稀能力很強，但其幹燥速率較慢影響底漆打磨，味道相比於(yu) 兩(liang) 官單體(ti) 較大也不做考慮。故本研究主要篩選兩(liang) 官能度單體(ti) 。

根據前文篩選好的改性環氧和標準環氧的搭配，按照表1的基礎配方，除單體(ti) 外，其他原料的種類和添加量保持一致做單體(ti) 的篩選實驗和測試（見表4）：

表4 不同單體(ti) 的性能對比

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

實驗所用4款兩(liang) 官單體(ti) 分別為(wei) 不同廠家的TPGDA和DPGDA.

    從(cong) 以上實驗可以得出，1#和2#分別是某廠家的DPGDA和TPGDA，DPGDA氣味明顯小於(yu) 其他單體(ti) ，實驗複配TPGDA使用，降低價(jia) 格的同時減小體(ti) 係的氣味。

2.3 填料選擇

由於(yu) 此塗料是底漆，需要添加填料來增加油漆的填充性並改善打磨性。常用填料為(wei) 滑石粉和透明粉，但因各種礦藏的不同，填料的物理性能也有變化，故需對滑石粉和透明粉進行篩選；

根據前文篩選好的原料，按照基礎配方，對填料進行篩選實驗和測試（見表5和表6）：

表5滑石粉性能對比

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

從(cong) 以上實驗可以得出，3款1250目滑石粉對比透明性好，吸油量小，細度等各項物理性能，1號產(chan) 品相對更好。

表6透明分性能對比

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

從(cong) 以上實驗可以得出，2款無塵粉對比透明性好，吸油量小，細度等各項物理性能，1號產(chan) 品相對更好。

2.4光引發劑選擇

UV塗料中光引發劑是必不可少的。常用的引發劑為(wei) 自由基光引發劑。

根據前文篩選好的原料，按照基礎配方，對常用自由基光引發劑。

二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化磷；2-經基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；

4-氯二苯甲酮 （4-Chloro-Benzophenone）；活性胺等

進行篩選實驗和測試（見表7）；

表7不同光引發劑方案對比

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

從(cong) 以上實驗可以得出，1號為(wei) CBP，有表格得知，氣味最小但需配合活性胺使用。2號為(wei) 184，各項性能優(you) 異，比1號CBP的綜合幹燥性能更好。可使體(ti) 係得到良好綜合性能，使體(ti) 係內(nei) 氣味更小。

3 實驗結果對比

    實驗選擇對照實驗。

對照組為(wei) 常用淨味透明底漆，常用標準環氧和聚酯作為(wei) 主體(ti) 樹脂，引發劑多為(wei) 1173複配BP。

    幹燥速率對比，按照表1的基礎配方，對常用透明底漆實驗和測試（見表8）：

表8 幹燥速率對比

氣味對比：實驗采取對照試驗。

分別開桶直接對比氣味，因每個(ge) 人對氣味的敏感程度不同，味型敏感度不同，擬找五人盲測對比。實驗結果見表9

表9開桶氣味對比

注：以上評級中1為(wei) 最差，5為(wei) 最優(you)

從(cong) 以上實驗可以得出，全員一致認為(wei) 1#油漆濕膜氣味明顯較小。

幹膜味道測試進行對照測試，以前文提到的實驗方法進行篩選實驗和測試（見表10和表11）

表10 封閉空間幹膜氣味測試

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

表11 開放空間幹膜氣味測試

注：以上評級中D為(wei) 最差，A為(wei) 最優(you)

從(cong) 以上實驗可以得出，不管是開放空間還是封閉空間超淨味透明底漆的味道明顯低於(yu) 普通UV底漆。

4 結語

UV輥塗底漆本身不含有機溶劑，揮發極低，並且幹燥極快。本身濕膜和幹燥途中幾乎不會(hui) 揮發出味道。合理搭配配方的成膜物質控製引發劑的種類和添加量，即可使配方淨味。此配方經過實驗選取標準環氧和改性環氧作為(wei) 主體(ti) 樹脂，選怎TPGDA和DPGDA複配。光引發劑選用CBP和184，嚴(yan) 格控製光引發劑的添加量，保證幹燥後不殘留。

該配方不僅(jin) 解決(jue) 了冬季低溫油漆加熱散發氣味的問題，還可以使用在高檔實木家具，木門，木窗等材質上，幹膜味道極低，可供內(nei) 銷，出口。

參考文獻

⑴ 金養(yang) 智  光固化材料性能劑應用手冊(ce)           化學工業(ye) 出版社  

⑵ 陳用烈 楊建文 曾兆華 光固化塗料及應用    化學工業(ye) 出版社