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      PE木器底漆常見問題及對策

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      0 前言
      進入21世紀,環保越來越受到世人的關注,目前國內木器涂料大多數是以溶劑型聚氨酯涂料居多,有機揮發物含量較高,對于制造和涂裝人員的身體傷害較大,對環境影響也較嚴重,這樣節能環保產品便有了比較大的發展空間,例如不飽和聚酯(PE)木器涂料、紫外光(UV)固化木器涂料和水性木器涂料。PE木器涂料憑借著高固含、高硬度等優異的性能以及對設備要求不高的產品特性得到了迅猛發展,近年來一直保持在50%以上的增長率。與此同時,很多涂料廠無論是在制造過程中,還是在使用過程中都碰到過許多相同的問題。本文主要是針對所見的一些性能上的缺陷,結合一些試驗結果和筆者的理解,總結了一些經驗與大家分享。
       
      1 常見問題及解決方案
      1.1 冬季打磨性能
      在冬季PE涂料的打磨性能明顯降低,特別是在低于5 ℃的情況下,即使加大引發劑、促進劑的用量也很難提升打磨性能。若要提高產品在冬季的打磨性能,最佳的方案是提升環境待干溫度,其次涂料配方的調整也是必不可少的。根據以往的經驗總結了以下幾點:
      第一,在冬季配方中復配適量的烯丙基醚樹脂,由于烯丙基醚樹脂的價格昂貴,添加比例可以按照氣溫高低進行調節。
      第二,合適填料的選擇。由于PE木器底漆中填料添加的比例較大,填料的選擇在PE木器涂料中尤其重要。不同廠家的碳酸鈣、滑石粉對PE白底的打磨性能的影響是天壤之別,清底漆中的透明粉也是同樣的情況。
      第三,配方中的防沉體系選擇也能較大程度地改善產品的打磨性能,例如有機膨潤土、聚酰胺蠟等。而氣相二氧化硅的效果不是很理想,可能是未選擇到合適的品種,筆者所得到的結果是加入氣相二氧化硅后打磨性能較膨潤土差。
      第四,盡量提升體系的流平性能,筆者認為流平好的涂膜容易打磨平整,比較容易被油漆工和打磨工接受。
      1.2 防沉性能
      為了提高產品的性價比,提升打磨性能,減少不飽和聚酯樹脂聚合后的收縮率,填料的添加必不可少。PE木器涂料中大多使用透明粉和重質碳酸鈣,而且添加量較大,這樣就出現一個比較難以解決的難題,即產品按一定比例調到合適的施工黏度后,靜置24 h便出現了填料易形成硬沉淀的問題。一般情況下氟碳涂料越多、吸油量越小、比重越大就越容易出現防沉問題。無論是利用氣相二氧化硅、聚酰胺蠟的氫鍵結構,還是利用有機膨潤土的層狀結構都很難單一解決問題,除非添加量較大。為了很好解決該問題,就要利用防沉劑的不同特性進行復配使用。有的工程師利用氣相二氧化硅搭配膨潤土,有的利用氣相二氧化硅搭配聚酰胺蠟,此兩個體系都有各自的優缺點,筆者喜歡使用少量二氧化硅搭配膨潤土的方法,再搭配適量的分散劑。既能有效地解決沉淀問題,又能提高消泡性能和打磨性能。近期市場上出現了一些防沉助劑,只需要添加0.2%~0.4%就能帶來很好的效果。
      1.3 消泡性
      PE木器涂料消泡問題一直沒有一個很好的解決辦法,主要體現在3個方面:一是在制漆的分散過程中產生的大量氣泡,如果泡沫多不利于包裝,出廠后開桶外觀差;二是調油加入引發劑后出現的反應泡沫,加引發劑后的反應泡如果較多將給施工帶來很多的困難,若要將泡沫過濾掉,不僅費時費力,還會造成不必要的浪費;三是噴涂后在木材上所產生的氣泡,一旦產生會直接影響到施工周期,無法噴涂面漆,只能返工或用膩子填補。
      以上3種因素產生的泡沫可通過配方的調整、工藝的優化來解決。首先配方中的硬脂酸鋅和氣相二氧化硅經高速分散后,對分散產生的大量泡沫具有較高的穩泡性?梢酝ㄟ^原材料的選擇,通過測試不同廠家的硬脂酸鋅和氣相二氧化硅,自然能夠分辨出所需的產品。其中硬脂酸鋅的選擇和應用最重要,硬脂酸鋅可在制漆的最后一步添加,在中速條件下分散均勻即可,優質的硬脂酸鋅可有效地解決加入白水后的泡沫問題。在制漆工藝方面,將硬脂酸鋅和氣相二氧化硅制成半成品漿后低速添加可較大程度上改善涂料的脫泡性能。選擇不同的消泡劑、分散劑、防沉劑也有明顯的改善,好的消泡劑、分散劑、防沉劑能夠很大程度改善涂料的脫泡性能,但要仔細進行評估,不要貪圖一時的效果而影響產品的后期貯存穩定性。筆者通過試驗了解到有的分散劑能夠很好地達到消泡的作用,聚酰胺蠟防沉劑就有很高的穩泡性。至于施工過程中素材產生的溢出泡通過配方很難解決,即使加入一定量的潤濕劑、防沉劑、慢干溶劑等也不能完全解決,最好的辦法是通過工藝來解決:一方面要在素材表面噴涂頭道底漆;二是采用濕碰濕的工藝噴涂PE底漆,間隔時間視涂料的表干時間決定。
      1.4 填充性
      根據試驗,筆者認為PE木器涂料填充性能的好壞最終還是歸結于樹脂的選擇,不同類型的樹脂對木材的填充性能有比較明顯的區別。烯丙基醚改性類要明顯比雙環改性的樹脂好,同種類型的樹脂各廠家的差異性很大,要謹慎選擇。清底漆中填料的添加也能增加涂料的填充性能,但是在PE木器涂料體系中效果沒有更換樹脂明顯。相反在白底漆中填料的添加有可能降低填充性能(針對密度板材),通過降低白底漆中填料的吸油量可以很好地增加填充性能。通過試驗結果來看不論是清底漆體系還是白底漆體系,增加涂料的觸變性能明顯改善產品的填充性能,比如添加觸變較好的樹脂和氣相二氧化硅都能提升填充性能。一些干性樹脂也可提升PE涂料的填充性能,比如CAB、醛酮樹脂等,但是由于價格昂貴使用者較少。
      1.5 決定抗下陷性因素
      1.5.1 封閉底漆
      PE涂料直接作用于板材上通常會出現附著力和塌陷問題,能夠說服施工者增加一遍封閉底漆是解決PE清底漆抗下陷最簡捷、最節省配方成本的辦法,同時也能提供比較好的附著力,這是涂料工程師最喜歡看到的結果。但是會增加一遍施工、一遍打磨,影響施工周期,這是許許多多小型家具廠都不愿遵守的一項規則。另外現如今務工人員緊張、人工成本昂貴也是家具廠老板所考慮的主要因素。
      1.5.2 樹脂的選擇
      想盡一切辦法把交聯密度做到100%是每個涂料工程師的夢想,但是由于樹脂來源的穩定性、樹脂分子量分布的均衡性,每個樹脂使用者都很難把握。所以在樹脂選擇上盡量選擇比較穩定的、對基材潤濕好的樹脂產品。根據經驗,大分子、收縮小、放熱峰低的樹脂有比較好的填充性能和抗下陷性能。添加少量的、干性好的醇酸樹脂也能得到想不到的效果。另外,在配方中盡量使用一些苯乙烯滿足 交聯需求。
      1.5.3 填料搭配
      較多的涂料工程師把填充性能歸結到樹脂和填料的共同作用,把下陷歸結于樹脂的影響。筆者在試驗過程中發現,不同體質的填料、不同粒徑的填料搭配后抗下陷效果明顯不同。樹脂對不同粉體的潤濕性能不同,導致后期粉體表面張力、介電常數不同。最終對板材的潤濕性能和涂膜的流平性能會有較大的改變。將600目、1 000目滑石粉和透明粉搭配后的抗下陷的效果,明顯好于單一或兩種使用的效果。
      1.5.4 溶劑的選擇
      在PE清底漆中使用的溶劑種類,相信作為PE涂料工程師均牢記于心。對于直接施工與板材上的PE清底漆,不同的溶劑對填充性能和下陷性能均有改善,這里的改善并不是指對涂膜的影響,指的是溶劑對基材的潤濕幫助。少量快干溶劑能夠解決板材的脫泡,并且使膠化時間縮短?焖俚拿撆菽軌驇椭瘟髌,達到較好的流平效果。對填充性能和抗下陷性能提供幫助。
      1.5.5 自干樹脂的介入
      對于自干樹脂的介入一直都存在一定的爭議,有人提倡增加硝基纖維素,有人提議增加醋酸丁酸纖維素或氯醋樹脂。對于上述3種類型的樹脂一直也沒有一個明確的優缺點,使用者也是見仁見智。筆者曾經對上述3種樹脂進行過比較詳細的測試,測試結果雖均出自于家具廠,但不一定能夠具有普遍性。
      (1)硝基纖維素:添加少量后性能極其優越,不論是PE清底漆中還是PE白底漆中均有意想不到的效果。但是筆者不建議大面積添加,是由于膠化問題。這里的膠化問題,實驗室的結果和市場結果相差甚遠,一定要注意。
      (2)醋酸丁酸纖維素:此樹脂雖然成本較高,少量添加后還是有一定的優勢,除了能夠加快干燥還能提升流平性能、抗流掛性能、基材潤濕性、抗針孔性能。所以筆者建議少量添加為好。
      (3)氯醋樹脂:除了能夠延長表干外,沒發現什么優點。添加后注意表干時間和打磨性能。

      2 結語
      市面上銷售的產品所遇到的問題比本文所闡述的要多很多,包括“綠化”、流平、黏度等都是我們所關心的問題。有些問題并不是早期存在,隨著涂料工程師逐步重視與對成本的控制,弊病隨之頻頻出現,比如:早期的PE涂料具有比PU涂料明顯優異的抗下陷效果,但是由于成本的控制,苯乙烯添加量遞減較為明顯,施工固含量相對下降了很多。由于溶劑的揮發,使用時厚度不均勻的地方便出現了收縮不一致的情況,特別是液膜較厚的地方收縮變大,造成涂膜下陷、流平差、填充差等弊病。上述的內容基于筆者試驗及能力范圍所提供的,相信其他的涂料工作者還有更多的優良方案。
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