陳升旭

（山東仕全興新材料有限公司，泰安）

摘要：針對淨味UV輥塗透明底漆，從UV樹脂、單體和光引發劑選擇和工藝選擇等方面進行探討，通過實驗論證以及輥塗設備的應用測試，驗證了其在家具廠大批量應用的可行性。

關鍵詞：淨味；UV；木器漆；底漆。

前言

木器漆是指用于木制品上的一類樹脂漆，有聚酯、聚氨酯漆等，可分爲水性和油性。其中UV漆就属于油性木器漆。人类生产和使用油漆的历史可以上溯到石器时代。从已发现的大量考古资料证实，在距今7000年前的原始社会，人类就已使用野兽的油脂、树汁与天然颜料等配制原始的涂饰物质，用羽毛、树枝等进行绘画，以达到装饰的目的。随着人类社会的进步，木器漆普遍应用于家具、地板、门窗上，起到了装饰和保护作用。随着人民生活提高和环保理念的盛行，气味逐渐成为了人们选择木器漆和家具的首要选择之一。市面上常见的UV木器塗料主要以环氧丙烯酸樹脂爲主體，輔以聚酯丙烯酸酯和各类单体，因辊涂UV漆不含有机溶剂，所以相比于其他品种的木器漆，UV漆具有使用时挥发少，固化迅速的优点。但因UV使用的原料酸值较高，使用途中会产生刺激性气味，严重影响使用效果，故本人首先通过对UV漆使用原料的筛选，选择刺激性较小的UV樹脂，其中UV樹脂种类主要包含：环氧丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯等，其次选用干燥后无残留的活性稀释剂和光引发剂，另外UV木器塗料固化后剩余光引发剂等物质也会产生气味。因此，本文研究了超净味UV木器辊涂透明底漆，在辊涂涂装条件下，相较于普通UV辊涂透明底漆，由于其使用了低酸值原料，配合低气味原料和光引发剂的配方体系，在保证不影响成膜性能的前提下，气味也得到了大大的改善，能满足高档家具、地板、门窗産品的使用，在保证了涂装效果和低气味的同时，提高了品质。

1 实验部分

1.1 實驗主要原材料

主樹脂：標准環氧丙烯酸酯；改性環氧丙烯酸酯。

單體：二丙二醇二丙烯酸酯DPGDA、二縮三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA.

光引發劑：二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化磷；2-经基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；

4-氯二苯甲酮 （4-Chloro-Benzophenone）；活性胺。

填料：滑石粉，透明粉。

助劑：消泡劑、分散劑、氣相二氧化矽。

1.2 实验仪器及设备

實驗室用高速分散機、恒溫熱儲箱； 

電子天平，輥塗機、刮板細度儀、粘度計、UV固化機；

密閉式正方體容器；實驗用板材。

1.3基礎參考配方與工藝（見表1）

表1基礎配方

1.4性能檢測結果及檢測方法

按照上述表1中的配方配制好樣漆，使用輥塗機進行塗裝，在40cm*60cm的實木板上塗裝2-3遍直至完全填充。依據國標相關標准進行檢測，結果如表2

表2 塗料相关性能检测结果

塗膜氣味檢測方法：因國標對木器漆氣味並沒有檢測標准所以這裏使用企業標准進行檢測。

1，選擇對照樣品-淨味輥塗透明底漆，兩組樣品分別輥塗密閉式正方體容器內壁六個面並組裝密封，每隔2小時揭開頂蓋對比聞嗅。

2，選擇對照樣品-淨味輥塗透明底漆，兩組樣品分別輥塗40cm*60cm實木板材各10張，輥塗完成後堆疊存放，隔夜對比聞嗅。

3，選擇對照樣品-淨味輥塗透明底漆，兩組樣品分別輥塗40cm*60cm實木板材各2張，分別使用320目砂紙打磨後對比聞嗅。

2結果與討論

2.1 樹脂的選擇

选用UV樹脂的性能参数如表3

表3

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

聚氨酯爲脂肪族聚氨酯丙烯酸酯,粘度，硬度，幹燥速度，氣味等各項物理性能優越但因其價格略高，易消光，通常使用在面漆中，在此配方中暫不考慮使用；

標准環氧硬度較高，幹燥速度最快，柔韌性較差價格適中是UV木器漆中最常使用的樹脂之一，複配其他樹脂使用；

改性環氧硬度、價格、表面幹燥速度、柔韌性均適中，綜合性能最優，複配其他樹脂使用；

聚酯單價最便宜，但是硬度、表面幹燥速度均較差，在此配方中主要氣味最大，屬于底漆中最常用的樹脂之一，但不考慮添加。

通過以上數據得知，標准環氧價格適中，物理性能之中，而改性環氧具有較爲均衡的性能，故將其混拼使用來作爲主要成膜物質。

2.2 單體的選擇

由于超淨味UV木器輥塗透明底漆的對味道要求極高，雖明確了主體樹脂，但單體的選擇也尤爲重要。例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），分子量大，且固化快，但是其開稀能力極差，太高的幹燥速度和硬度也會影響底漆的打磨性，不做考慮；單官單體甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)雖開稀能力很強，但其幹燥速率較慢影響底漆打磨，味道相比于兩官單體較大也不做考慮。故本研究主要篩選兩官能度單體。

根據前文篩選好的改性環氧和標准環氧的搭配，按照表1的基礎配方，除單體外，其他原料的種類和添加量保持一致做單體的篩選實驗和測試（見表4）：

表4 不同单体的性能对比

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

實驗所用4款兩官單體分別爲不同廠家的TPGDA和DPGDA.

    從以上實驗可以得出，1#和2#分別是某廠家的DPGDA和TPGDA，DPGDA氣味明顯小于其他單體，實驗複配TPGDA使用，降低價格的同時減小體系的氣味。

2.3 填料選擇

由于此塗料是底漆，需要添加填料来增加油漆的填充性并改善打磨性。UV底漆常用填料爲滑石粉和透明粉，但因各種礦藏的不同，填料的物理性能也有變化，故需對滑石粉和透明粉進行篩選；

根據前文篩選好的原料，按照基礎配方，對填料進行篩選實驗和測試（見表5和表6）：

表5滑石粉性能對比

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

从以上实验可以得出，3款1250目滑石粉对比透明性好，吸油量小，细度等各项物理性能，1号産品相对更好。

表6透明分性能對比

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

从以上实验可以得出，2款无尘粉对比透明性好，吸油量小，细度等各项物理性能，1号産品相对更好。

2.4光引發劑選擇

UV塗料中光引发剂是必不可少的。常用的引发剂为自由基光引发剂。

根據前文篩選好的原料，按照基礎配方，對常用自由基光引發劑。

二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化磷；2-经基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；

4-氯二苯甲酮 （4-Chloro-Benzophenone）；活性胺等

進行篩選實驗和測試（見表7）；

表7不同光引發劑方案對比

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

從以上實驗可以得出，1號爲CBP，有表格得知，氣味最小但需配合活性胺使用。2號爲184，各項性能優異，比1號CBP的綜合幹燥性能更好。可使體系得到良好綜合性能，使體系內氣味更小。

3 實驗結果對比

    實驗選擇對照實驗。

對照組爲常用淨味透明底漆，常用標准環氧和聚酯作爲主體樹脂，引發劑多爲1173複配BP。

    幹燥速率對比，按照表1的基礎配方，對常用透明底漆實驗和測試（見表8）：

表8 幹燥速率對比

氣味對比：實驗采取對照試驗。

分別開桶直接對比氣味，因每個人對氣味的敏感程度不同，味型敏感度不同，擬找五人盲測對比。實驗結果見表9

表9開桶氣味對比

注：以上評級中1爲最差，5爲最優

從以上實驗可以得出，全員一致認爲1#油漆濕膜氣味明顯較小。

幹膜味道測試進行對照測試，以前文提到的實驗方法進行篩選實驗和測試（見表10和表11）

表10 封闭空间干膜气味测试

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

表11 开放空间干膜气味测试

注：以上評級中D爲最差，A爲最優

從以上實驗可以得出，不管是開放空間還是封閉空間超淨味透明底漆的味道明顯低于普通UV底漆。

4 結語

UV輥塗底漆本身不含有機溶劑，揮發極低，並且幹燥極快。本身濕膜和幹燥途中幾乎不會揮發出味道。合理搭配配方的成膜物質控制引發劑的種類和添加量，即可使配方淨味。此配方經過實驗選取標准環氧和改性環氧作爲主體樹脂，選怎TPGDA和DPGDA複配。光引發劑選用CBP和184，嚴格控制光引發劑的添加量，保證幹燥後不殘留。

該配方不僅解決了冬季低溫油漆加熱散發氣味的問題，還可以使用在高檔實木家具，木門，木窗等材質上，幹膜味道極低，可供內銷，出口。

參考文獻

⑴ 金养智  光固化材料性能剂应用手册          化学工业出版社  

⑵ 陈用烈 杨建文 曾兆华 光固化塗料及应用    化学工业出版社