呂維華,楊 智,趙立祥,夏德強(qiáng),張歆婕
(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州 730060)
實(shí)木家具主要是指用胡桃木,紅木(紫檀、花梨、雞翅木)、水曲柳、橡木、柚木、櫸木等名貴木材制作的柜、桌、椅、凳、門、床、沙發(fā)、屏風(fēng)、裝飾架等家居用品,有中式、歐式、美式、法式、英式、韓式、地中海、東南亞等地域風(fēng)格之分,現(xiàn)代與古典風(fēng)格幾乎平分秋色。制作和使用實(shí)木家具,追求的就是木材自然真實(shí)紋理,優(yōu)質(zhì)材料,配搭精美造型和清新自然花紋,盡顯淳樸、典雅、大氣,襯托出家居雍容華貴,是財富與成就的象征。
樹木在生長、砍伐、貯存、制作過程中難免會產(chǎn)生坑、孔、洞、結(jié)、疤、釘眼、劃痕等瑕疵,要想顯露木紋,就需用透明膩?zhàn)犹羁佣露?、封閉毛孔、阻止?jié)B漆、打磨找平,即便偶有疤痕,也希望毫無破綻地被修復(fù)。如果用普通膩?zhàn)樱瑒e說花紋會被掩蓋,結(jié)疤瑕疵會更加明顯。
常用透明底漆有水性和溶劑型兩種。前者雖然環(huán)保,但木質(zhì)家具容易吸水變形、裂縫,而且發(fā)白、不透底,影響美觀,因此高檔家具一般不建議使用。溶劑型主要有聚酯(PE)、聚氨酯(PU)和硝基透明膩?zhàn)樱鼈兯褂玫耐该魈盍洗蠖际钦谏w力小的普通填料,漆膜達(dá)不到完全通透,總有一層白霧罩在表面,花紋不清晰;另外,PE、PU 型干燥時間長,每涂刷一遍都需干燥24 h 以上,影響施工周期,且用多少配多少,現(xiàn)用現(xiàn)配,用不完的漆只能廢棄,造成浪費(fèi)[1-15]。為此,本實(shí)驗(yàn)選用硝化纖維素為成膜物,創(chuàng)新性地選用石油樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型填料制漆,以解決市售透明膩?zhàn)油该餍暂^差問題。
表1 主要原料儀器Tab.1 Main raw materials and instruments
1.2.1 各類樹脂制備 專用稀釋劑制備:用丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙醇、正丁醇、甲苯等有機(jī)溶劑,按不同比例配制而成。
硝化棉液制備:選用硝化纖維素(N %~12 %、1/2 s+30 s)用專用稀釋劑溶解,制成30 %清澈透明硝化棉液,作為硝基膩?zhàn)映赡の铩?/p>
石油樹脂液制備:將C9石油樹脂用甲苯溶解,制成70 %石油樹脂液,簡稱SY。
季戊四醇松香酯制備:稱取二甲苯、季戊四醇、順酐和松香裝入三口瓶,在一定溫度下進(jìn)行酯化和熱交聯(lián)反應(yīng),測酸值≤10 mgKOH/g 時,降溫,得到清澈透明樹脂液,簡稱JR。
蓖麻油醇酸樹脂制備:按配方量稱取二甲苯、蓖麻油、甘油、苯酐裝入三口瓶中,攪拌,在一定溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng),當(dāng)酸值≤10 mgKOH/g、黏度格式管10±2s(25 ℃)、固體分60 %±2 %時,降溫,得到清澈透明黏稠樹脂液。
1.2.2 透明膩?zhàn)又苽?將上述各種樹脂按一定比例配齊,攪拌均勻,用專用稀釋劑調(diào)整黏度、固體分等,檢測,合格后過濾,包裝。
(1)涂刮性:將試板放于膩?zhàn)庸瓮科魃?,卡緊,用刮刀均勻涂刮,在在恒溫恒濕條件下(25 ℃±2 ℃、RH45±2 %)干燥。
(2)柔韌性:將膩?zhàn)庸瓮吭隈R口鐵板上(155×85×0.2 mm),漆膜厚度0.5 mm,在恒溫恒濕下干燥24 h,用500#水砂紙蘸水打磨到厚度0.4 mm,放置1 h,按GB/T 1748-2006《膩?zhàn)幽と犴g性測定法》進(jìn)行。
(3)打磨性:在馬口鐵板上制樣(50×120×0.2 mm),實(shí)干后在60 ℃±2 ℃烘1 h,取出,冷卻至常溫,300#水砂紙打磨,按GB/T 1770-2006《底漆、膩?zhàn)幽ご蚰バ詼y定法》進(jìn)行評定。
普通透明填料一般為遮蓋力不強(qiáng)的體質(zhì)顏料,如碳酸鈣、方解石粉、重晶石粉、石膏粉、滑石粉、石英粉、白碳黑、云母粉、硅灰石、硅酸鋁等,除降成本外,還有填充、增稠、防銹、抗?jié)?、耐磨等作用。填料粒子形狀、粒徑、吸油量、pH 值對涂料透明性、遮蓋力等指標(biāo)有影響。選擇透明膩?zhàn)犹盍蠒r需兼顧透明性、填充性、打磨性。
本實(shí)驗(yàn)分別用樹脂型填料和普通透明填料制備膩?zhàn)樱喎QQ07-5-SN 和Q07-5-CN,進(jìn)行性能對比,參考配方(見表2)。
產(chǎn)品按GB 1727《漆膜一般制備法》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測試板制備,檢測參照ZB G 51057-2006《Q07-5 各色硝基膩?zhàn)印罚ㄒ姳?)。
雖然石英粉和硬脂酸鋅遮蓋力低,透明度好,但由于本身宏觀狀態(tài)是白色粉末,具有一定遮蓋力,所以制備出的透明膩?zhàn)庸迌?nèi)效果白色糊狀,涂刷在底材上仍有一定遮蓋力,像是籠罩著一層白霧,不能達(dá)到完全通透。石油樹脂和季戊四醇松香酯固態(tài)為玻璃狀透明體,溶于有機(jī)溶劑后就成為透明黏稠液。相對分子質(zhì)量?。∕n1 000~3 000),具有良好填充性,可作為透明填料用于透明底漆膩?zhàn)又苽洹F崮ね耆傅?,附著力好,易打磨?/p>
結(jié)果表明用低相對分子質(zhì)量樹脂作為填料制備的透明膩?zhàn)?,在成膜物相同情況下,其流平性、封閉性、透明度、豐滿度等性能指標(biāo)均好于普通填料的透明膩?zhàn)印?/p>
表2 硝基透明膩?zhàn)訁⒖寂浞絋ab.2 Main ingredients in nitrocellulose transparent plasters
表3 硝基透明膩?zhàn)有阅軝z測Tab.3 Performance test of nitrocellulose transparent plasters
表4 各類有機(jī)溶劑單獨(dú)使用對膩?zhàn)有阅苡绊慣ab.4 Effects of different organic solvents on the properties of plaster
對膩?zhàn)觼碚f,溶劑起到調(diào)整黏度、固體分、揮發(fā)速度、成膜性、流平性、干燥時間、貯存穩(wěn)定性等作用,對封底、填坑、找平、提高底材與膩?zhàn)娱g結(jié)合力等全項性能提高起到至關(guān)重要作用。在選擇上需綜合考慮溶解性、揮發(fā)梯度、成本等因素。膩?zhàn)油抗魏穸却?,不易干燥,所以配制時表干速度一定不能太快,否則會造成“外干里不干”現(xiàn)象。配制時要有揮發(fā)梯度,同時要確保最后揮發(fā)出來的是真溶劑(見表4)。
對硝基漆來講,酮、酯為真溶劑,醇為助溶劑,苯、烴類為非溶劑,對石油樹脂而言正好相反。若直接用強(qiáng)極性溶劑溶解,石油樹脂會析出,用苯類溶解,硝化棉會析出,所以配制時一定是混合溶劑。
將石油樹脂粉碎后填滿熱重儀中的小坩堝,升溫,測DSC 熱性能(見圖1)。
圖1 石油樹脂DSC 圖Fig.1 DSC diagram of petroleum resin
圖中顯示有4 個熔化吸熱峰(a~d),3 個分解放熱峰(e~g),70 %的石油樹脂110 ℃熔化,其余分別在b=240 ℃、c=300 ℃、d=380 ℃完全熔化;從370 ℃開始產(chǎn)生放熱峰e 和f,有少量熱分解,直至460 ℃(g 點(diǎn))完全分解,相對分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高。這種現(xiàn)象也說明石油樹脂相對分子質(zhì)量范圍寬,這有利于提高填充性、打磨性、附著力和與其他樹脂的相容性。
Q07-5-SN 和Q07-5-CN 分別涂刷在載玻片上,實(shí)干后做SEM 電鏡,看微觀形貌(見圖2)。
圖2 Q07-5 硝基透明膩?zhàn)游⒂^形貌(SEM)Fig.2 SEM images of Q07-5 plasters
可以看出用樹脂型透明填料的Q07-5-SN 較常規(guī)透明填料的Q07-5-CN 流平性和透明性更好。這是因?yàn)闃渲吞盍贤耆芙庥谟袡C(jī)溶劑,而常規(guī)透明填料則不溶,只是遮蓋力小而已,所以漆膜外觀不能達(dá)到完全清澈透明,電鏡圖(b)也顯現(xiàn)出細(xì)微顆粒。
透明膩?zhàn)訌?qiáng)調(diào)透明性,同時還需兼顧填充性,打磨性。針對市售透明膩?zhàn)硬惶该鲉栴},實(shí)驗(yàn)選用硝化纖維素為主要成膜物,蓖麻油醇酸樹脂為增塑樹脂,低相對分子質(zhì)量石油樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型透明填料,制備出的硝基透明膩?zhàn)虞^普通硝基透明膩?zhàn)泳哂懈玫耐该餍院拓S滿度,易刮涂、易打磨,貯存穩(wěn)定性好,不會出現(xiàn)漆液分層、桶底沉淀、結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象。多余漆可循環(huán)使用,提高了經(jīng)濟(jì)效益,有望應(yīng)用于木器家具涂裝。