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木器漆对于木料及木基材料而言是必不可少的. 它可以赋予木器材料诸如颜色、光泽等所需的美学特性，更重要的是，它可以使木器抵御因潮湿、辐射、生物降解、化学损伤而造成的破坏[1]. 溶剂型木器漆含有挥发性有机物，对环境和人体造成了一定的威胁，水性涂料应运而生，成为众多科研单位和企业追逐的热点[2~5]. 但是目前水性木器漆性能尚不及溶剂型，亟待解决的问题有丰满度、硬度、耐介质性、耐磨性、初期强度、初期抗粘性和最终强度时间长等[6]. 本文通过对水性木器漆的原料、配方等问题的讨论，最终得到了性能良好的产品.
1 实验部分
1.1 实验原料
水性聚氨酯木器底漆所用原材料及规格如表1 所示.
1.2 工艺流程
将聚氨酯乳液放入高速分散机，逐步加入助溶剂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、水等进行分散混合，具体操作流程如图1 所示.
图1 水性木器底漆工艺流程
1.3 检测方法
1）粘度测试：GB/T 1723—93 中涂-4 粘度计测定涂料粘度，用时间表征粘度；
2）铅笔硬度测试：GB/T 6739—1996 中手动法测定漆膜的硬度；
3）附着力测试：GB/T 9286—1998 漆膜的划格试验测定漆膜的附着力性能；
4）耐水性测试：GB 5209—85 甲法测定漆膜的耐水性能；
5）干燥时间测试：GB 1728—79（89）测定漆膜的干燥时间；
6）漆膜光泽度测试：GB/T15614—1995 测定漆膜的光泽度；
7）漆膜硬度测定法摆杆阻尼测试：GB/T 1730—93 中B 法测定漆膜的摆杆硬度.
2 结果与讨论
2.1 乳液及助剂的筛选
2.1.1 乳液的选用实验
对乳液的粘度、成膜硬度、成膜耐水性、成膜干燥时间和成膜光泽度进行了性能对比. 如表2所示，Nature-81 的铅笔硬度和光泽度比其他3 种要好，而粘度、耐水性和表干几乎没有差别，故确定Nature-81 为选用乳液.
2.1.2 消泡剂性能对比实验
消泡剂的性能试验主要考察消泡剂的抑泡性、消泡性、脱泡性. 由表3 可知，FoamStar®A34 具有很好的抑泡和脱泡功能，还具有较为明显的润湿、流平作用；Dehydran 1293具有良好的消泡、破泡功能，在木板上涂刷无气泡.
由表4 配合应用实验可知，Dehydran 1293 和FoamStar®A34 配合使用，同时起到抑泡、消泡和润湿作用，取到满意的消泡效果，故采用Dehydran 1293 和FoamStar®A34 配合使用.
2.1.3 润湿剂性能对比实验
固定 Nature-81 80％，乙二醇丁醚5％，Dehydran 1293/FoamStar®A34 为0.6/0.6，分别加入H − 140、H − 875、H − 110、H − 130 做润湿剂，用量为0.9%，在800 r/min 下高速分散30 min 后慢速消泡，在木板上涂刷，评价润湿性、抗缩孔和抗起泡性，实验结论：
润湿性：H − 140、H − 875 > H − 110 > H − 130；
抗缩孔：H − 140 > H − 875 > H − 110 > H − 130；
抗起泡：H − 130 > H − 110 > H − 140 > H − 875.
根据实验结果可知，H − 140 在润湿性和抗缩孔都比其他3 种要好，表现出很好的相容性和流动性. 故选用Hydropalat 140.
2.1.4 增稠剂性能对比实验
水性树脂的粘度比较低，在贮存中消光粉容易发生沉降，形成硬沉淀，影响使用；另外，在立面上施工时，还会发生流挂现象. 因此配制涂料时有必要增稠，以增加一次施工膜厚，提高丰满度，改进刷涂施工性.
由图2 可知，增稠剂同等用量时，DSX®2000 更能提高高剪切速度下的粘度用时更长，从而获得高剪切粘度的平衡. 并且DSX®2000 是非离子聚醚类牛顿型流变改性剂，具有流平性好，展色性、辊涂性和抗飞溅性好等优点， 能改善木器漆长期贮存分层现象. 故选用DSX®2000.
2.2 正交试验及其结果
经过上述的筛选实验，确定了配方中所使用的助剂分别为消泡剂A34，消泡剂D − 1293，润湿剂H − 140，增稠剂DSX®2000，现建立4 因素3 水平的正交试验（见表5），并对产品性能测试的结果进行数据分析（见表6）
由 L934 的正交试验数据分析可知，影响光泽度最大的因素是消泡剂D-1293 的用量；影响摆杆硬度的最大因素是润湿剂的用量；影响附着力的最大因素是润湿剂的用量. 确定优化方案是A2B1C1D3，此结果比较接近4 号试验，重复这2 个试验方案，取效果最佳的方案，得到最佳配方，如表7 所示.
2.3 产品性能对比测试
将本实验产品与市面上出售的同类型产品进行性能测试并比较，本实验产品在综合性能上略胜一筹，具体见表8.
3 结论
通过实验对市面上一些乳液进行了研究和筛选，得出最适合作为水性木器底漆的乳液，结果表明Nature-81 乳液在实用性能上比其他乳液具有优越性. 以Nature-81 乳液为基础对助剂进行选择，得出最适合的助剂. 通过正交试验得到水性木器底漆的最佳配方. 应用结果表明，研制产品漆膜的耐水性丰满度、光泽度、附着力，铅笔硬度和摆杆硬度都有所提高.
