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刘红波

(深圳职业技术学院化生学院，广东深圳518055)

摘要：以水溶性聚氨酯丙烯酸酯为基础配制紫外光固化[GuHua]水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]，加入纳米氧化铝，考察了体系黏度、二氧化硅、偶联剂对纳米氧化铝分散[FenSan]稳定性的影响，测试了其附着力、硬度、光泽度、耐水性[ShuiXing]、耐醇性和耐磨性等性能。结果显示，该涂料[TuLiao]具有良好的耐水性[ShuiXing]、耐醇性和耐磨性。

关键词：紫外光固化[GuHua];耐磨;木器;涂料[TuLiao]

0引言

随着人们环保意识的增强，溶剂型木器涂料[TuLiao]有逐步被水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]取代的趋势，水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]在我国也有10多年的发展历史，主要有水性[ShuiXing]醇酸、水性[ShuiXing]聚氨酯、丙烯酸乳液等品种，与溶剂型木器涂料[TuLiao]相比，早期的水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]存在一些问题，如硬度低、丰满度较差、早期抗黏性较差、抗沾污能力差、耐水性[ShuiXing]、光泽等均不理想，且有高温回黏等问题，而且价格较高，施工也不是很方便，干燥时间长，不适合大型家具企业的规模生产需要，只适合一般的民用涂装[1-(文章来源环球聚氨酯网)2]。针对这些问题，国内外研究者和相关涂料[TuLiao]企业也在做大量的研究和改进工作[3-6]。将水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]和紫外光固化[GuHua]技术结合起来，可以有效利用光固化[GuHua]技术固化[GuHua]速度快、环保等优点，得到施工方便、各项性能较优的环保型水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]。本文采用水溶性聚氨酯丙烯酸酯为基础树脂，加入二氧化硅和纳米氧化铝等无机材料，研制具有较好综合性能的紫外光固化[GuHua]水性[ShuiXing]木器涂料[TuLiao]，考察了无机材料的分散[FenSan]稳定性，测试了涂料[TuLiao]的各项理化性能。

1试验部分

1.1原料与试剂

水溶性聚氨酯丙烯酸酯，工业品，Sartomer公司;光引发剂Darocur1173、Irgacure184，工业纯，长沙新宇化工实业有限公司;纳米氧化铝、二氧化硅，工业纯，南京海泰纳米材料科技有限公司;硅烷偶联剂(KH-550，KH-560)，工业品，江苏金坛华东偶联剂有限公司;钛酸酯偶联剂(JN-A、JN-B)，工业品，常州市吉耐助剂有限公司;消泡剂、分散[FenSan]剂、流平剂等，工业品，Cognis、EFKA公司等。

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

将水溶性聚氨酯丙烯酸酯、纳米氧化铝、二氧化硅、偶联剂、光引发剂Darocur1173或Irgacure184、消泡剂、分散[FenSan]剂、流平剂等按一定比例分散[FenSan]均匀，涂布于基材上，用红外灯干燥一定时间后，用紫外光固化[GuHua]剂固化[GuHua]，室温放置1d后测试性能。

1.3表征方法

黏度的测定：将分散[FenSan]好的涂料[TuLiao]，在25℃的室温下用涂-4杯黏度计测定黏度(GB/T1723-93)。摆杆硬度的测定：将光固化[GuHua]涂料[TuLiao]涂布在95mm×88mm×5mm的玻璃片上，固化[GuHua]一定时间后用天津仪器公司的QBY型摆杆硬度仪测试其硬度(GB1730-82)。表面光泽度的测定：UV固化[GuHua]膜光泽度用Sheen仪器有限公司Sheen60型光泽仪测定，测试角度为60°，折射率为nD=1.567的玻璃表面光泽度定义为100%(GB1743-79)。耐醇性测试：将涂料[TuLiao]涂布于马口铁片上，固化[GuHua]后封边，浸泡于50%(V/V)乙醇溶液中8h，观察涂膜是否起泡、起皱或脱落(GB/T9274)。耐水性[ShuiXing]测试：将涂料[TuLiao]涂布于马口铁片上，固化[GuHua]后封边，浸泡于水中72h，观察涂膜是否起泡、起皱或脱落(GB/T9274)。耐磨性测试：将光固化[GuHua]涂料[TuLiao]涂布在中心有圆孔的玻璃片上，固化[GuHua]后用上海现代环境工程技术有限公司的JM-Ⅳ型磨耗仪测试其耐磨性(GB1768-79)。

2结果与讨论

2.1涂料[TuLiao]黏度对纳米氧化铝分散[FenSan]稳定性的影响

调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，获得不同的黏度，在不加其他助剂的情况下，加入3%的无机纳米氧化铝，通过高速剪切分散[FenSan]，考察不同黏度下纳米氧化铝的分散[FenSan]稳定性，试验结果见表1。

表1体系黏度对分散[FenSan]稳定性的影响

该体系采用水作为稀释剂，有别于普通的光固化[GuHua]木器涂料[TuLiao]，普通的光固化[GuHua]木器涂料[TuLiao]经常需加入较多的低分子质量稀释剂(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)，这些丙烯酸酯稀释剂有些对人体有毒害或有刺激性。木器涂装中，稀释剂容易扩散到孔隙中而不能固化[GuHua]，而使被涂物长期有异味，用水代替丙烯酸酯稀释剂，具有以下优点：可通过加水或传统的增稠剂、流平剂来调节涂料[TuLiao]的黏度和流变性能，降低了体系的毒性和刺激性，不含挥发性有机物，降低了涂料[TuLiao]的易燃性。表1实验数据显示：分散[FenSan]体系黏度比较大的时候，纳米粒子的分散[FenSan]稳定性较好;当黏度下降时，纳米氧化铝的分散[FenSan]稳定性迅速下降，体系黏度下降到53s时，纳米粒子在1个月内完全沉降;当体系中加入二氧化硅后，体系黏度上升，纳米氧化铝的分散[FenSan]稳定性得到提高，但二氧化硅的含量过多时，体系黏度过大，不利于涂料[TuLiao]的涂装和流平，故该体系选用加入5份二氧化硅比较合适。

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