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硅烷偶聯劑和有機硅樹脂協同改性對水性涂料性能的影響
猴圣化工 | 來源:猴圣化工 瀏覽次數:4278 發布時間:2018年4月23日
摘要:

水性木器漆具有綠色環保、搞安全、不黃變等優點,并在許多行業中被廣泛應用。

  硅業在線贏硅網4月23日訊  水性木器漆具有綠色環保、搞安全、不黃變等優點,并在許多行業中被廣泛應用。但它也存在著豐滿度差、耐污 性差等問題。硅烷偶聯劑(KH560)是一類有機硅化合物, 將其加入涂料在可以增加物質之間的粘接強度,提高涂料的耐水、耐氣候等性能。有機硅樹脂是一類聚有機硅氧烷,它具有獨特的網狀結構的以及卓越的耐潮、防水和防銹等性能,但耐溶劑的性能較差。本文通過添加助劑KH560和有機硅樹脂協同改性水性涂料進行優化實驗,力圖改善水性涂料涂層的力學性能和光學性能。

  1實驗部分

  1.1實驗材料

  在當前實驗中所有試劑都是沒有加工過的分析純。改性劑是KH560和有機硅樹脂,基材規格是(100mm*100mm*5mm),表面已涂上底漆。

  1.2涂層制備

  首先用砂紙處理打磨基材涂上底漆。KH560和有機硅樹脂的加入量根據預先設計好的加入到水性木器涂料中, 用玻璃棒攪拌均勻,然后將攪拌好的涂料均勻涂抹在事先經底漆處理平整的木質基板(100mm*l00mm*5mm)上,涂層厚度大約60pm。然后放入烘箱內,干燥箱溫度設定為 40°C,干燥時間設定為15-30min。

  1.3測試與表征

  根據GB/T1720-89附著力用涂膜附著力測試儀進行測量。根據GB6739-86測量硬度。光澤度是按照BGD512- 60型光澤度儀測試。

  2結果與討論

  2.1正交實驗分析

  在本實驗中,影響水性木器涂料改性的主要因素是 KH560的含量、有機硅樹脂的含量和干燥時間。通過正交試驗改善涂料的力學性能。在這個正交實驗中,三個組分的量在以下范圍內進行實驗:KH560的含量(A):2.0%- 5.0%,有機硅樹脂的含量(B) :2.0%-5.0%,干燥時間(C ): 15-30min。在每個因素中選兩個水平。因素A的第一個水平是KH560含量2.0%,第二個水平是5.0%。因素B的第 —個水平是有機硅樹脂的含量2.0%,第二個水平是5.0%。 因素C的第一個水平是干燥時間20min,第二個水平時間 是 40min。

  上面這三個因素對水性木器漆的力學性能都有一定的影響,相比之下,對附著力的影響更為明顯。在實驗中分析了改性條件對附著力的影響。表1顯示了三個因素對水 性木器漆附著力的影響。通過比較三個因素的極差R和方差的值,可以發現有機硅樹脂的含量對附著力的影響最明顯,干燥時間的影響次之,KH560對涂層的附著力沒有影響。此外,從表1還能看出樣品1#的水性木器涂層比樣品 2#-4#具有較好的附著力。在獨立試驗中我們將KH560的含量固定為2.0%,干燥時間固定為15 min。

  

  表1正交實驗結果

  2.2有機硅樹脂對水性木器涂層力學性能的影響

  為了研究有機硅樹脂的關鍵作用,在正交實驗的基礎 上,進行了下面一系列實驗:把KH560的含量固定為 2.0%,干燥時間固定為15min,改變有機硅樹脂的含量分別 為0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%。發現有機硅樹脂含量對水性木器涂層的硬度具有一定作用。圖1顯示了有機硅樹脂的含量對水性涂層硬度性能的影響。有機硅樹脂含量 從0增加到1%的時候,水性木器涂層的硬度始終保持在H。繼續增加有機硅樹脂含量至5%時,涂層硬度不斷下降, 達到4B,此時漆膜的硬度已經很低。這是因為有機硅樹脂 含量過高,水性涂料結合力下降嚴重,導致漆膜變軟。

  

  圖1 有機硅樹脂的含量與水性木器涂層硬度之間的關系

  

  圖2有機硅樹脂的含量與水性木器涂層附著力之間的關系

  由圖2可知,隨著有機硅樹脂的含量的增加,附著力基本呈現下降趨勢。在有機硅樹脂的含量低于2%時,附著力表現較好。原因是有機硅樹脂與水性涂料反應,但尚未對附著力產生重要影響,此時主要是依賴KH560改性的水性涂層的附著力。繼續增加有機硅樹脂的含量,會引起水性涂料內部各化學成分比例的變化,這種比例的變化會降低涂層附著力。因此隨著有機硅樹脂的含量增多附著力會變差。

  2.3 有機硅樹脂對水性木器涂層光澤度的影響

  

  圖3有機娃樹脂的含量與水性木器涂層光澤度之間的關系

  有機硅樹脂涂料含量對光澤度的影響如圖3所示。從圖3可以看出,水性木器涂層的光澤度隨著有機硅樹脂含量的增加數值變化很小,但相較于空板樣,其光澤度略有下降。這是因為水性漆本身具有高光,有機硅樹脂含量增加,在涂膜過程中體積濃度增加,形成微粗糙表面,從而降低了水性木器漆的光澤度。

  3結束語

  正交試驗結果表明,硅樹脂含量決定了水性木有機器漆的力學性能。實驗說明:在40°C烘箱中干燥20min, KH560的含量固定2%,有機硅樹脂含量從0增加到1% 時,水性木器涂層的硬度為H,附著力變化不大,都是1 級。繼續增加有機硅樹脂含量至5%時,涂層硬度下降至 4B,附著力下降到4級。光澤度表明:有機硅樹脂含量對水 性木器涂層光澤度的改變沒有較大作用,光澤度整體數值 在80%~85%之間。

 

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