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水性涂料

探讨研究水性木器封闭底漆的配方与实验

时间:2011-08-09 11:52:11 来源: 作者:小辉 点击:
2.4变色原因探讨

除去其他原因,就木材和涂料本身而言,快速变色可能与以下因素有关:

(1)木材的特性之一是吸水膨胀,失水收缩,也就是说木材本身是亲水性的,因而其中的有色成分也具有亲水性,能溶于水中。例如单宁酸,提纯后的是淡黄色至浅棕色固体,暴露于空气中能变黑。溶于水、乙醇、丙酮,却几乎不溶于苯、氯仿、乙醚及石油醚。从它的分子结构(见图1)也有体现,由于分子结构中含有大量的羟基,因而与水的相容性较好。而这些有色成分难溶于溶剂型涂料的常用溶剂中,故对溶剂型涂料几乎没有影响。因此,木材中有色成分的亲水性是水性涂料变色的根本原因。
 
图1单宁酸的分子结构

图1单宁酸的分子结构
 
(2)水是水性涂料的主要组成物之一,涂料的一半质量甚至更多都是水。当涂料施工于木材表面时,木材中的有色成分会迅速溶解到涂料的连续相——水中,就像在涂料中又添加了颜色,从而改变了涂料的色相。因此,水性涂料中的水为木材中有色成分的溶解提供了基础条件。

(3)水性木器涂料的成膜物目前大多是水分散型的,成膜过程与传统的溶剂型涂料不同,成膜过程比较示意见图2。
 
图2水性涂料与溶剂型涂料成膜过程示意图

图2水性涂料与溶剂型涂料成膜过程示意图
 
从图2可以看出,在水性涂料中,聚合物以球形颗粒分散于水中,每个颗粒由不同数量的高分子聚合物所组成。它是一个非均相体系,当水蒸发后球形颗粒经过了一系列物理化学过程,大致可分为颗粒的堆积、颗粒的融结及聚合物链端的扩散等才能形成一个连续的薄膜。溶剂型涂料在溶剂挥发后,直接形成了连续的薄膜,如硝基涂料、丙烯酸涂料等。或经过一定的交联,形成更坚固的膜,如聚氨酯涂料、醇酸涂料等。因此,水性涂料的成膜初期涂膜不致密,而木材吸收了涂料中的水分后,在水分挥发干燥的过程中,有将木材中有色成分带往表面的趋势。总之,水性木器涂料的变色是由于木材中的有色成分溶解到涂料的水中所致,物理过程多于化学过程,是木材与涂料双重作用的结果,涂料实干后马上就能看到。而溶剂型涂料的变色是由于涂料中成膜物的分子结构进行了重排产生的,化学过程多于物理过程,与木材的关联性小,一段时间后才能观察到。两者的原因不同,需要采取不同的解决方法。

3.结论

(1)水性成膜物是决定水性封闭底漆封闭性能的关键成分,必须选用经特别设计产品,如MowilithDN6565等产品。(2)助溶剂既要能保证水性成膜物能正常成膜及提供其他相应的性能,又不能增加木材中色素在水中的溶解度,DPnB这一类型,即沸点高、在水中溶解度小、溶解力弱的助溶剂是较好的选择。(3)由于木材中的有色成分具有亲水性,水性封闭底漆配方中其他原料的选用也是以不增加木材中有色成分在水中的溶解度为原则。


 
关键词: 探讨研究水性
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