高耐污/耐日用化学品酸固化木器清漆的制备

    摘要:为了能研制出良好耐污、耐日用化学品性的酸固化木器清漆,参考基础配方对醇酸树脂、氨基树脂和酸催化剂进行筛选优化,最终确定了以蓖麻油改性短油度醇酸树脂搭配丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂的配方体系,酸催化剂采用C5501,漆膜耐污、耐日用化学品性能优异。使用最终配方涂装的橱柜产品达到了KCMA在涂装方面的要求。同时还探讨了耐污、耐日用化学品测试的基本方法和测试要点。

    关键词:酸固化;木器漆;耐污性;氨基树脂;醇酸树脂;酸催化剂

    0引言

    作为KCMA(美国橱柜制作商协会)推荐产品之一的酸固化(AC)木器漆在国内的应用始于20世纪90年代。AC漆以其优异的干燥速度和良好的装饰性(与硝基漆相当),丰满的漆膜外观(施工固含和聚氨酯漆相当),经济的价格,优异的保光、保色、耐水、耐醇、耐化学品性能被广泛用于橱柜的涂装。酸固化木器漆的基本成膜机理为:氨基组分中的甲氧基、羟甲基、亚氨基等官能团在酸的催化下发生自缩聚或和树脂组分中的羟基、羧基等官能团交联成膜。从反应机理来看,酸是起催化作用的,但行业内习惯将其称为酸固化剂,所以本文也使用了这种说法。早期的AC木器漆中残留大量的游离甲醛,在成膜过程中也会生成少量的甲醛,因而未能被更广泛地应用。随着科学技术的不断发展,氨基树脂中的游离甲醛含量已得到很好的控制,有的产品中含量仅为0.1%,可以达到FDA(美国食品和药物管理局)标准。另外随着国内家具厂施工、干燥设备的进一步完善,添置自动喷涂、烘烤、甲醛焚烧等设备,可以保证游离甲醛在家具厂施工阶段就基本挥发完全。加之近几年石油价格的上涨导致涂料原材料如溶剂、固化剂等价格也不断攀升,因此可以预料,AC木器漆将以其较大的成本优势和性能优势而拥有更大的发展空间和应用前景。现在,市场上使用AC漆的多是出口欧美的橱柜产品。由于橱柜产品表面处于易被食物原料、日用化学品污染的特殊使用环境下,因此,橱柜表面涂层必须满足KCMA(橱柜制作商协会)、ASTM(美国材料试验学会)等相关标准,才能保证橱柜的污染耐受性和使用安全性。而国内尚无酸固化木器清漆的行业标准和性能检测标准,本文参考了KCMA和ASTM等相关标准和检测方法,对漆膜的耐食物原料、日用化学品污染性能进行了检测。为能有效提高AC木器清漆耐污染性能,适应国外标准,本文在选择氨基树脂、醇酸树脂、酸催化剂等优化配方体系方面和耐污测试的方法、步骤等方面进行了一些探讨。

    1实验部分

    1.1主要原料

    树脂:正丁基醚化三聚氰胺甲醛树脂;异丁基醚化脲醛树脂;脂肪酸改性醇酸树脂JD15-70、蓖麻油改性醇酸树脂JD16-70、椰子油改性醇酸树脂JD12-70:上海富臣化工有限公司。酸固化剂:C5501、C5502、C5503:工业级。其他:有机溶剂;防沉剂;消泡剂;流平剂;游离甲醛吸收剂。

    1.2主要仪器和设备

    SFJ-400多功能搅拌机;VWRScientific1370FM烘箱;WD401F温度试验箱;W-71-31G(Φ1.5mm)重力式喷枪;岩田2#杯;WGG60-E4光泽度计;漆膜划格器。

    1.3样板制作和检测方法

    1.3.1样板制作工艺(30cm×40cm×0.8cm白榉木帖皮板材,25～35℃)

    白身砂磨→喷涂油漆(岩田2#杯14s)→常温干燥4h后砂磨→喷涂油漆[岩田2#杯(14±1)s]→常温干燥4h后砂磨→喷涂油漆[岩田2#杯(12±1)s]→常温干燥72h后测试性能。

    1.3.2耐食物原料、日用化学品测试方法

    (1)流动态污染物测试方法

    流动态污染物如水、醋、柠檬汁、橙汁、葡萄汁、咖啡、橄榄油、酒精、酱油等,由于易流动或易挥发,可控性不好,所以使用点滴法,具体操作如下:

    将直径2.5cm的圆形滤纸平铺在待测漆膜上,用吸管吸取污染物逐渐滴在滤纸上,让滤纸均匀吸收至饱和,但不要外溢。然后用直径3cm的表面皿将滤纸完全罩住,间隔规定时间后取开表面皿和滤纸,把污染物祛除擦拭干净。水溶性污染物用水冲洗干净,油溶性污染物可用乙醚擦拭干净。清洁干净后立刻观察板面变化,然后在室温下放置1h后再次观察并记录结果,1h后不应有变色、白化、起泡、开裂、脱落等情况发生。