涂料主要分為水性涂料、溶劑型涂料、粉末涂料和高固體分涂料這四類,其中水性涂料是用水作溶劑或者作分散介質的涂料,這類涂料的優點包括節省大量資源、降低了對大氣污染、改善了作業環境條件、水性涂層附著力強、耐腐蝕性強、防護性好等特點,隨著綠色環保理念的持續深入,監管政策的日益嚴格,水性涂料未來發展可期可待。因此,湖北匯富納米材料股份有限公司持續加碼氣相納米材料在水性涂料中的探索和研究,分別就氣相二氧化硅在水性木器漆在丙烯酸體系、醇酸體系中的增稠觸變性、漆膜光澤度變化、漆膜硬度變化等進行實驗驗證和探索。
在丙烯酸體系木器漆中,匯富納米技術人員在漆料中分別添加了0.5%、1%、2%的親水型氣相二氧化硅HL-260,在高速分散機中以2500r/min分散30分鐘,使用旋轉流變儀對不同添加量下木器漆的粘度和觸變值進行測量(圖1),研究人員發現,氣相二氧化硅的加入可以顯著提升木器漆的粘度和觸變值,并隨著氣相二氧化硅添加量增加,丙烯酸體系木器漆粘度不斷提升,觸變值不斷升高,當添加量達到一定量后,將會從流體狀態變成膏體狀態。 圖1 那么氣相二氧化硅HL-260對木器漆的光澤是否也會產生影響呢?匯富納米技術人員將均勻分散后的木器漆涂抹到木板上對其光澤度進行測試(圖2),隨著氣相二氧化硅添加量增加,丙烯酸木器漆光澤度不斷降低。當添加量達2%后,將會嚴重影響漆面光度,可作為消光劑使用,若想減小消光影響,HL-260添加量應控制在0.5%以內。 圖2 在鉛筆硬度測試中(圖3)匯富納米研究人員發現氣相二氧化硅的添加會增強漆膜的鉛筆硬度,隨著氣相二氧化硅的添加量增加,丙烯酸木器漆漆膜硬度不斷提升。當添加量達2%后,漆膜硬度已經是未添加前的2.5倍。 圖3 同樣,在醇酸體系木器漆體系中加入HL-260,隨著氣相二氧化硅的加入和添加量的變化,木器漆的稠度明顯增加,觸變性則表現為先下降后上升趨勢,當添加量達到一定量后,將會從流體狀態變成膏體狀態(圖4)。相比較丙烯酸體系,醇酸體系增稠觸變效果不如丙烯酸體系。在不同的樹脂體系中,氣相二氧化硅的增稠觸變效果表現不一致,在實際應用中,應視情況做出相應調整。 圖4 同樣是對漆膜的光澤度變化進行探究(圖5),在醇酸體系中,隨著氣相二氧化硅的添加量增加,醇酸體系木器漆光澤度不斷降低, 但相較于丙烯酸體系,氣相二氧化硅的消光性有所下降。 圖5 隨后再對醇酸體系木器漆漆膜的鉛筆硬度進行測試(圖6),與丙烯酸體系表現不同,隨著氣相二氧化硅的添加量增加,醇酸木器漆漆膜硬度呈先上升,后降低的趨勢,而根據實驗數據,氣相二氧化硅最佳添加量在1%左右。 圖6 根據丙烯酸體系和醇酸體系水性木器漆的實驗可知,在不同體系下親水型氣相二氧化硅在涂料中的表現會產生一定差異和變化,最佳添加量和實際應用所需添加量不盡相同,因此,在各類水性木器漆中選擇合適的氣相二氧化硅產品時需提前進行產品性質測試,最終根據企業自身需求選定適合的產品類型和添加比例,最大限度提升水性木器漆性能,改善施工品質和效率。
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