高档亚光树脂及可重涂镜面木器亚光清漆的研制
李相权1,2
（1.柳州市天都装饰工程有限公司，广西柳州545001；2.浙江南方涂料工业有限公司，浙江东阳322100）
摘要：严格控制工艺条件和树脂的分子结构并使树脂的相对分子质量分布尽可能窄，活性基团的分布尽量均匀，从而制备性能优异的醇酸树脂。以该树脂为基料配制亚光清漆并与其它同类产品进行了性能对比，讨论了影响亚光清漆性能的各种因素。
关键词：醇酸树脂；亚光清漆；木器涂料
1引言
随着人们物质文化生活水平的提高，消费者对家具的涂装效果要求亦越来越高，从而带动了国内木器涂料的快速增长。家具表面的涂装效果将直接影响消费者对家具的选择，这对木器涂料提出了更高的要求。木器亚光涂料手感柔和细腻，给人一种优雅舒适的感觉，适应现代的美学观，很受大家的青睐，在家具涂料市场上占据大部分市场份额。在生产亚光涂料时需要使用消光粉，其在涂料中的防沉及均匀排列成为影响涂装质量的关键因素，在喷涂时常常出现发花、流平不佳等弊病。针对这种情况，开发了一种流平性及润湿性优异的亚光涂料用醇酸树脂，用其制备PU亚光清漆可有效解决上述问题。
2试验部分
2.1原材料
油酸、苯酐、顺酐、新戊二醇、 、BYK公司助剂、ED-2、 、醋酸丁酯、DBE、PMA、防沉剂，均为工业品。
2.2醇酸树脂的合成
将油酸、苯酐、顺酐、新戊二醇和 加入到反应釜中，通入N2并升温，待有回流时保温1h，然后以10℃/h的速率升温到200℃，保温酯化，合格后降温对稀。合成的醇酸树脂的技术指标见表1。
表1醇酸树脂的技术指标
2.3镜面亚光清漆的制备
镜面亚光清漆的配方见表2。
将制备的亚光清漆和市场上流行的某公司的产品进行比较，结果见表3。
3结果与讨论
3.1醇酸树脂的合成 醇酸树脂的相对分子质量及其分布是影响涂料性能的重要因素。树脂的相对分子质量及其分布不同，极（活）性基团的大小和分布的差异都会影响到对消光粉的润湿能力，影响涂膜的性能。为获得较好的涂膜，树脂的相对分子质量分布应尽可能窄，这样使树脂的黏度适中，涂装时对底材湿润好，渗透能力强，流平性及丰满度佳，不易产生缩孔等缺陷。否则相对分子质量分布过宽，黏度也明显增加，在固化过程中，不能与涂料的其它组分很好地相容，涂层的表面张力不易达到平衡，涂膜易出现缩孔、橘皮等弊病。醇酸树脂的相对分子质量太小，树脂黏度低，虽然流平性好，但干燥慢，溶剂释放差，不易消光；同时树脂的极性大，吸附力强，对消光粉的吸附层薄，分散稳定性差，易出现絮凝，造成涂膜发花，在施工时易流挂，涂膜机械性能较差。相对分子质量太大，黏度高，干燥快，易消光，不过很难制备高固体分涂料，在配漆或施工时要加入大量溶剂，严重影响涂膜的丰满度，流平性不好，并且消光粉在体系中的湿润能力差，很难均匀地分散在高分子树脂骨架结构中，会使涂料在贮存过程中发生絮凝，造成涂膜发花。适当的相对分子质量范围，树脂不仅流平性好，湿润能力强，赋予涂料较好的施工性能，而且涂膜性能超群。由于醇酸树脂分子结构的复杂性，处于不同位置的羟基活性有较大的差别，如较长的脂肪酸支链可导致相邻的羟基在固化反应中受到空间位阻的影响而降低反应活性，部分羟基活性低不能参与交联反应，从而影响涂膜的交联密度。通过合理设计树脂的分子结构及羟基的分布，在树脂分子中引入较多的活性基团，并将活性基团更多地设计在支链上，使之成为有效的交联点。此设计可提高树脂的活性，避免主链上过多的活性基团因支链的屏蔽作用无法实现交联而残留在涂膜中降低性能，同时适当降低树脂的相对分子质量及黏度，使基团固化成膜时与NCO交联成网状结构，提高涂膜性能。 分子中有4个羟基，反应活性大，使树脂轻度交联，成为网状结构，提高交联密度，具有较高的干性与硬度，易消光，但官能度太高，反应不易控制。用新戊二醇调整官能度，使反应平稳进行，其支链结构有利于降低树脂的极性，提高树脂在烃类溶剂中的溶解性，促进了溶剂化倾向，即在相对分子质量高的情况下黏度低。两者合理搭配，在酯化反应后树脂中留下的羟基都是伯羟基，空间位阻小，反应活性高，同时合成的树脂玻璃化温度高，利于溶剂释放，从而加快涂膜内部溶剂的对流和表层黏度的增加，造成消光粉更多地滞留，消光性变好。制备的树脂黏度低，流平性好，易湿润消光粉，释放溶剂快，可减少消光粉用量，提高涂膜的透明度，丰满度亦好。在树脂合成中升温速率对树脂结构及性能有很大的影响。多元醇中不同位置的羟基与一元酸、多元酸的反应活性不同，而且随着温度的不同存在差异，因此温度控制关系到树脂分子结构和相对分子质量的分布。升温过快会导致低沸点物料来不及反应就流失了，影响原始投料配方的准确性，使生成的树脂相对分子质量分布太宽，相对分子质量高，黏度大，而且反应不平稳，难以控制。升温太慢有利于低相对分子质量的产物的产生，树脂反应程度低，但导致树脂的黏度过低，不利于消光，涂膜性能也差。只有严格控制工艺条件及合理的升温速率，才能有利于反应平稳进行。控制树脂的分子结构及相对分子质量分布，使树脂相对分子质量分布尽可能窄，活性基团的分布尽量均匀，从而制备性能优异的醇酸树脂。
3.2消光粉的选择
消光粉在亚光清漆中的作用最为关键，直接影响到涂膜的消光作用。目前常用的消光粉主要是二氧化硅和有机蜡粉，其中二氧化硅的消光作用最为明显，其性能主要由空隙率、粒径大小、表面处理方法等决定。试验证明：在同等条件下二氧化硅的粒径越大、空隙率越大消光作用越好；无蜡处理比有蜡处理消光好；加入量越多消光作用越好。不过经蜡处理的二氧化硅及蜡粉虽可提高涂膜的表面性能，如提高涂膜的抗划伤性，增强滑爽性，但影响涂膜的透明度与重涂性，本试验不选用。选用ED-2消光粉，其粒径小，粒径分布均匀，无表面处理，空隙率大，折光系数和树脂相近，消光效率高，涂膜透明度好，易于分散，悬浮性良好，黏度增加非常小，手感细腻，适于制备可重涂的镜面亚光清漆。
3.3助剂的影响
要想获得丰满如镜面般的亚光效果，就要选择合适的助剂使消光粉均匀地分散在漆液中不发生沉淀，成膜时又能展布于涂膜表面，达到流平与防流挂和防沉淀的平衡。选择的助剂要尽量不影响涂膜的透明度与重涂性。
3.3.1分散剂
消光粉的分散效果越好，越容易接近原始粒径，涂膜的透明性越好，同时消光粉均匀分散于涂膜中而成膜时又能展布于涂膜表面，避免消光粉聚集及层叠增多而导致不透明的现象出现，分散剂选择十分重要。选择改性嵌段结构的共聚物分散剂，其具有独特的双基团结构，分子一端的锚定基和消光粉形成结构吸引，在消光粉分散过程中，锚定基优先吸附于消光粉粒子的表面并牢牢地固定在上面，形成一种只有树脂介质才能够出入的吸附层，使消光粉粒子被树脂充分润湿，从而起到固定、稳定、分散消光粉的作用。另一端缔合基通过和树脂分子上的羟基、...等形成一定的缔合结构，形成更大形式的大分子整体结构及长链空间位阻使锚定的消光粉稳定，均匀地分布在涂料体系中，实现消光粉粒子的稳定分散，分布均匀，使其处于稳定状态，从而防止消光粉沉降、团聚等不良现象的发生，使亚光涂料的光泽更加均匀。
3.3.2消泡剂
木器亚光清漆由于含有相当多的表面活性剂，容易产生气泡，在生产及施工过程中也会产生气泡，需要加入适宜的消泡剂。选择一种改性聚硅氧烷型消泡剂，可有效消除气泡又不会产生表面雾化及缩孔现象，而且对本体系的流平和光滑度有一定的帮助。
