超级抗划伤自干涂料设计技巧

0 前言
目前，家具涂料发展迅速，但普遍存在抗划伤差的缺点，尤其办公家具。通常人们设计配方时为了增加硬度，常常采用甲乙双组分[1]。甲组分为含异氰酸酯的固化剂，乙组分为含羟基组分的醇酸树脂。由于甲组分含有异氰酸酯，涂膜干燥后仍有部分游离的TDI存在，容易给人造成极大的伤害；同时，如果过量地添加固化剂，虽然硬度很高，有时可以达到3H,耐磨性提高了，但柔韧性不好，很容易被划伤。PE不饱和聚酯涂料虽然硬度高[2]，但涂膜气味大，面漆要抛光，工艺成本较高，仍达不到使用者的要求。本设计的目的是要彻底解决木器涂料抗划伤问题，提供一个环保、与所有基材附着良好、柔韧性与基材匹配的超级抗划伤自挥发固化涂料。

1 试验部分
1.1 试验配方
试验用PU清漆、PE清漆、NC清漆和超级抗划伤自干清漆配方分别见表1～表4。

1.2 制备方法
1.2.1 PU涂料制备方法
先把树脂与溶剂混合，用800～1 000 r/min的转速搅拌5～8 min，然后加入消泡剂，用800～1 000 r/min转速搅拌8～10 min；其次，加入流平剂，用1 300～1 500 r/min转速分散10～15 min，静置30 min可以使用。
1.2.2 PE涂料制备方法
先把PE树脂与SM和PMA溶剂混合，用800～1 000 r/min的转速搅拌5～8 min，然后加入消泡剂和XYL，用800～1 000 r/min转速搅拌8～10 min；其次，加入流平剂，用800～1 000 r/min转速分散10～15min，静置10 min可以使用，不能放置太久。
1.2.3 NC涂料制备方法
先投入硝化棉，加入溶剂，在800～1 000 r/min转速分散30～40 min，使其全部溶解；然后加入醇酸树脂和消泡剂，在500～800 r/min转速分散5～8 min；最后加入其余原料，800～1 000 r/min转速分散10～15min，静置30 min可以使用。
1.2.4 超级耐划伤涂料制备方法
先用30%～ 50%的溶剂可分解硝化纤维素及20%～30%的改性高聚物，加入适量的纳米材料流平剂、消泡剂，600 r/min搅拌均匀；然后在1 500 r/min高速搅拌下慢慢加入含羧基的硬树脂，使其细度≤15μm，最后加入余下的低聚物单体。

1.3 实验工艺(25 ℃，湿度70%)
1.3.1 PU漆施工工艺
素材修整-PU白底喷涂2次(待干48 h)打磨清理干净灰尘→PU清漆(待干7 d即168 h)进行观察
1.3.2 PE漆施工工艺
素材修整-PE白底喷涂2次(待干48 h)打磨清理灰尘→PE清漆(待干7 d即168 h)进行
1.3.3 NC漆施工工艺
素材修整PU白底喷涂2次(待干48 h)打磨清理干净灰尘→NC清漆(待干7 d即168 h)
1.3.4 超级抗划伤施工工艺
素材修整-PU白底喷涂2次(待干48 h)打磨清理干净灰尘→超划伤清漆(待干7 d即168 h)
1.4 分析检测[3]
1.4.1 涂膜硬度测试
BG/T1768-2006 色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度(ISO15184:1998，IDT)。
1.4.2 涂膜韧性测试
GB/T1731-93 漆膜柔韧性测定方法。
1.4.3 涂膜耐磨测试
GB/T1768-2006 色漆和清漆耐磨性的测定，旋转橡胶砂轮法(ISO7784-2:1997，IDT)。
1.4.4 涂膜抗划伤测试
目测。

2 结果与讨论
2.1 配方设计理念
产品的硬度越高，耐磨性越好；产品韧性好，耐划伤性能越好。
2.2 试验测试结果(见表5)

注：+表示耐划伤可见程度。-表示耐划伤不可见。
从表5可知，涂膜的性能：
(1)硬度：PE＞PU＞抗划伤涂料＞NCPE涂膜硬度最高，PU涂料次之，抗划伤涂料一般，NC涂料涂膜硬度最差。
(2)耐磨：PE＞PU＞抗划伤涂料＞NCPE涂膜耐磨性最好，PU涂料次之，抗划伤涂料一般，NC涂料最差。
(3)柔韧性：抗划伤涂料＞PU＞ NC＞PE抗划伤涂料涂膜柔润性最好，PU涂膜次之，NC涂料一般，PE涂料最差。
(4)抗划伤：抗划伤涂料＞PE＞PU＞NC抗划伤涂料涂膜抗划伤最好，PE涂料次之，PU涂料一般，NC涂料最差。
2.3 涂膜的耐磨性和抗划伤性
涂膜的耐磨性和抗划伤性是两个不同的概念，耐磨性显示涂膜的刚性和硬度；而涂膜的耐划伤性是显示涂膜的可塑性和再恢复性。含羧基的硬树脂一方面提高涂膜的干性，另一方面羧基与硝化棉亲溶性，赋予涂膜更加紧密的结合。而纳米助剂的使用[4]，使得涂膜更加具有滑爽的特质，这些特殊的性能，使得涂膜更加具有抗划伤性。经过设计，使用这种涂膜结构的办公家具，无论接触到钥匙、钢笔、茶杯和抹布等，一般都不会有划伤痕迹。