RAFT改性水性木器漆用自交联型丙烯酸酯乳液的制备及应用研究文献综述

 2022-03-04 11:03

文献综述

  1. 木器漆涂料简介

人们称涂料为“工业的外衣”,其不仅优化了我们周围的生存环境,而且还改善了人们的生活质量;与此同时,涂料在民用工业和国防工业中也有广泛的应用,对于我国经济的发展有着不可或缺的重要作用[1]。木器漆,又称护木漆,是一种用于木器材料表面的树脂漆,是保护和涂饰木器材料的一类涂料,有醇酸树脂漆、聚丙烯酸酯漆、聚氨酯漆等,这些合成树脂漆可分为水性和油性[2]。木器漆已经成为现代人们的必需品,随着全世界的经济发展,人们的生活观念在发生着改变,潜意识里的环保概念也在提升,因此,木器漆的市场和需求也在快速的发展[3]

目前,油性木器漆依然是我们目前使用量最大的涂料,究其原因,就是因为油性木器漆对于木质制品的附着效果很好,其涂抹在木器制品的表面上,与木器材料表面的结合不难,在完全结合后难以从其表面上刮下来;另外,油性木器漆的填充效果显著;另外,油性木器漆在涂膜干燥之后,其机械硬度也是达到了很高的。但是,随着人们对环保的理念和健康的要求不断地提高,国内外的环保法规也在不断地完善与加强,研究者和生产厂家都意识到油性木器漆涂料中含有有机挥发物(VOC),是人类生活环境的杀手,涂料中的VOC排放严重的危害着我们自身的生命安全。在这一背景下,水性木器漆涂料越来越受到大家的重视[4-5]。水性木器漆是以水为分散介质的,具有无毒,不污染环境,对人们的身体健康没有害处等优点,其逐渐的取代油性的木器漆也是未来木器漆发展的必然趋势[6]。目前水性木器漆用涂料的主要种类有醇酸树脂类、环氧树脂类、丙烯酸类,聚氨酯类、聚氨酯—丙烯酸酯类等水性木器漆用涂料[7-8]

水性木器漆涂料在现在的发展以及所占的市场份额正在逐年的扩大,这是已经既定的事实,很多人都看到了其发展潜力,因其在环保性能上的绝对优势而纷纷投资开发,但现在还是油性的木器漆占市场的主流,这是因为水性木器漆的产品在施工上的难度很高,且其耐水性很差,容易接皮,机械硬度差,丰满度也是不足,并且手感欠佳,此外,水分的挥发以及漆膜中的水分与大气中的水分的平衡影响其涂膜的性能等缺陷,因此只有当它的施工性能和物理性能的不足得已改正,并且能够达到那些油性木器漆涂料,才会更加被市场以及消费者所看到[9]

  1. 木器漆概述

2.1醇酸树酯类水性木器漆涂料

水性醇酸树脂在上个世纪就已经开始研发了,其是由多元酸、脂肪酸和多元醇等为主要的原材料,这些单体之间通过酯化反应合成聚酯,这种聚酯以水为溶剂,而不是那些有机溶剂,这就大大地降低了挥发性有机物(VOC)的产生与排放,因而可以减少对环境的污染以及对人体的迫害,是一种绿色、环保的好材料[10]。并且,它干燥速度很快,光泽度高,机械硬度强,其他的性能也是优良[11],且其用的原料都十分常见,来源异常广泛,价格低廉,品种繁多,最重要的是化学改性方便[12]。用水性醇酸树脂制成的乳液可以直接用来当作水性木器漆,合成的机理有外乳化法和内乳化法,涂膜的交联固化机理与溶剂型醇酸树脂基本一致,不饱和的化学键在氧气的作用下进行氧化,然后固化成膜。

黄雀宏[13]以亚麻酸油、邻苯二甲酸酐和三羟甲基丙烷醇等为原料计算了不同配方下的水性醇酸树脂的配方,并合成水性醇酸树脂,解决了水性醇酸树脂水溶性差、漆膜干燥速率慢等问题,但用的助溶剂为乙二醇单丁醚,其为有毒单体,对人体有一定的危害,故可继续探索尝试更好的助溶剂代替。

SHUI等[14]用HAM(非离子型N-羟甲基丙烯酰胺)改性醇酸树脂,在不用表面活性剂参与的情况下,合成了水性醇酸树脂木器漆用乳液。其结果显示,由它所制作出来的涂膜各项的指标均非常优良,且在HAM的使用量为总质量的4.9%的时候,所得的乳液的粒径最小。

费贵强等[15]以KH570(gamma;-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)对丙烯酸酯-醇酸树脂复合乳液进行改性,成功的合成了性能很好的水性醇酸树脂木器漆用涂料,结果显示,由以上单体为原料而制成的乳液具有良好的分散性能,且防腐蚀性能相当优异,有利于后期的乳化。

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