周 巍，周琼辉，刘志刚(展辰新材料集团股份有限公司，上海 201707)

摘 要：介绍了关于优异入孔性的高透明底漆的研发背景和研制思路，重点讨论了乳液的选择、流变助剂搭配及润湿剂筛选对底漆入孔润湿性、湿、干膜通透性的影响，并针对具有优异入孔性的高透明底漆的开发给出了实际可行的解决方案。

关键词：高透明底漆；入孔性；润湿剂

中图分类号：TQ637 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2017)05-0037-05 

Formula Design of High Transparency Primer with Excellent Pore-filling Property

ZHOU Wei, ZHOU Qiong-hui, LIU Zhi-gang

(Zhanchen New Materials Group Co., Ltd., Shanghai 201707, China)

Abstract: The essay introduced the development background and preparation method of high transparency primer with excellent pore-filling property, mainly discussed the effect of emulsion selection, rheological agent mating and wetting agent choosing on pore-filling wettability of primer and permeability of wet and dry fi lms and also proposed a practical solution for development of high transparency primer with excellent pore-f illing property.Key words: high transparency primer, pore-filling property, wetting agent 

前言

近年来，随着国家环保政策的强制执行和消费者健康意识的普遍提升，水性涂料得到了产业链上各个环节的高度关注，此极大地推动了水性涂料的快速发展。同时，水性涂料的实际应用问题也被逐渐引发，各界出现了百家争鸣式的声音——积极践行者有之，谨慎观望者有之。水性涂料的推广使用，在媒体与行业的强烈呼声中，同时面临着实际应用层面的技术难题困扰，形成了纷乱而繁杂的局面。

随着社会发展和生活水平的提高，人们在关注家具加工和使用过程中的安全性的同时，对家具的外观也越来越关注。家具厂以往多关注干膜的透明性，相对溶剂型涂料湿膜通透性来说，水性涂料湿膜的乳白色就相对显得很不美观。更重要的是，水性涂料在推广过程中仍然存在着瓶颈，深木纹基材做水性涂装时入孔性目前和溶剂型涂料相比还存在重大差距。能否成功开发出一款具有优异入孔性的高透明底漆于该类产品的实际应用而言就显得尤为关键。这就需要我们从大量的原料中筛选出清透的乳液来确保湿膜和干膜通透性，筛选出合适的润湿剂来提高体系的入孔铺展性，同时需要调节体系的流变性能，使涂膜在木孔处有更好的渗透性。本文尝试从分析乳液的选择、流变助剂搭配及润湿剂筛选对底漆入孔润湿性、湿、干膜通透性的影响，探索能满足实际施工应用的具有优异入孔性的高透明底漆。

1、实验部分

1.1 乳液的筛选

水性木器涂料的主体原材料是乳液，乳液的透明性决定了水性涂料成膜的透明性，包括湿膜透明性和干膜透明性。通常来说，乳液粒径决定乳液外观和干膜的透明性。本文选择采用透明性好的乳液作为主体乳液，复配高MFT的PUA乳液或易打磨、快干的聚氨酯提高打磨性，并对比不同乳液复配的润湿性，筛选出较为理想的乳液进行搭配。乳液的选择：本实验选用的5种乳液均有非常通透的乳液外观和干膜外观，其中乳液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为高透明丙烯酸乳液，乳液1为丙烯酸改性聚氨酯乳液，乳液2为聚氨酯乳液，具体参数见表1。

表 1 实验乳液参数

Table 1 Parameters of Test Emulsion

透明底漆实验配方如表2所示。

检测方法：采用A～F 6个调漆方案均调整到施工黏度(60±5)s。基材选用黑胡桃贴木皮板，分别重涂5遍测试，每遍涂布量120g/m2 ，观察每遍打磨性和最终的透明性，实验结果如表3所示。

由表3可知，配方F符合设计要求，具有优异的重涂透明性，作为底漆具有很好的砂磨性。选择F作为基础配方，进一步对流变助剂和润湿剂进行筛选。

1.2　流变助剂的选择

流变助剂在涂料中是影响施工宽容性、长期贮存稳定性至关重要的标尺。流变助剂的使用不当，涂料在应用过程中容易存在很多弊端，会直接影响到涂料的表面涂装效果及稳定性，如涂膜的流平性与流挂性、稀释防沉性等施工应用技术参数以及涂料本身的防沉性。特别是高填料、高透明水性木器底漆的配方体系，由于水性树脂分散体的特殊性，及在底漆应用上本身的黏度不是很高，这样增加了水性木器底漆有良好防沉性的难度，往往要使用两种或两种以上的流变助剂才能达到良好的防沉效果。水性聚氨酯型流变助剂的耐水性好，涂膜的致密性佳，是首选。一般以提供中低剪切黏度的流变助剂和触变型流变助剂搭配，从而具有良好的施工效果。当然，不同的体系及应用范围会存在很大的差异性思路：满足防流挂好的情况下具有很好的流平性才是最终解决办法 ^[1] 。

目前市场上可选用的增稠剂品种很多，主要有无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂4类。

流变助剂1：具有有效的低剪黏度，赋予高灌装黏度和可重现的触变流动特性。展现稳定的黏度不会有后增稠现象；

流变助剂2：提供低剪黏度，优异的抗流挂性能；

流变助剂3：缔合型聚氨酯增稠剂，提供中高剪切黏度，赋予涂料有极佳的流动性能，使得产品在成膜过程中成膜性、涂刷性、表观性能得到提升；

流变助剂4：为聚醚多元醇缔合型聚氨酯增稠剂，提供高剪黏度、极佳的流动及流平性能。

流变剂筛选实验配方见表4，黏度测试结果见表5、图1，不同流变助剂搭配流变结果见图2。

表4　流变剂筛选实验配方

Table 4 Test Formulation for Selection of Rheological Agent

表 5 Brookf i eld 黏度数据 (5 # CP)

Table 5 Brookf i eld Viscosity Data

本实验通过流变助剂的筛选，最终采用假塑型聚氨酯增稠剂和牛顿型聚氨酯增稠剂的搭配方式，能够满足生产和施工时整个体系的流变特性。

1.3 润湿剂的选择

水性涂料需要润湿剂来降低表面张力，以达到对底材、颜填料的润湿，因而润湿剂是水基涂性、基材的润湿性以及施工流平性就不能达到配方设计最基本的技术参数要求。一般润湿剂的耐水性很差，最好的选择是有机硅类型的润湿剂。混拼，能够兼顾光泽、硬度、干速、表面效果，具有实际的工业化生产意义 ^[2] 。

图1、Brookfield黏度曲线

图2、同流变助剂搭配流变曲线

Fig. 2 Rheological Curve with Mating of Different Rheological Agents 

本文通过在水中和乳液中添加0.3%润湿剂对比润湿铺展能力，配方见表6、表7。

表6、润湿剂筛选配方1

Table 6 Selected Formula 1 for Wetting 

图3、0.3% 润湿剂在水中的润湿铺展能力

Fig. 3 Wetting and Spreading Capacity of 0.3% Wetting Agent in Water 

图4、0.3% 润湿剂在乳液中的润湿铺展能力

Fig. 4 Wetting and Spreading Capacity of 0.3% Wetting Agent in Emulsion 

注：从左至右：空白样→润湿剂A→润湿剂B→润湿剂C→润湿剂D。

从图3、图4可以看出润湿剂B在水中的润湿铺展能力要强于润湿剂A；而润湿剂A在乳液中的润湿铺展能力稍强于润湿剂B。润湿剂C、润湿剂D润湿能力则较差。因此选择润湿剂A、润湿剂B两个配方进行喷涂施工确认测试。实验配方见表8，涂装效果见图5～图7。

表8、润湿剂对比喷板配方

Table 8 Comparison of Wetting Agent and Spray Formula

图5、喷涂第一遍板面表面湿膜效果

Fig. 5 Wet Film Effect of First Spray Coat on Plate Surface

图6、喷涂第二遍板面表面湿膜效果

Fig. 6 Wet Film Effect of Second Spray Coat on Plate Surface

图7、喷涂板面第二遍表面平整度及消泡效果

Fig. 7 Evenness and Defoaming Effect of Second Spray Coat on Plate Surfaces

从喷板结果分析：润湿剂B喷涂效果要优于润湿剂A，能快速润湿基材并去除木纹孔隙里的气泡。最终采用润湿剂B作为本配方最终润湿剂。

2、配方确定

通过上述实验筛选选定高透明乳液Ⅲ搭配聚氨酯2作为主体配方乳液，通过流变助剂1、流变助剂3和4合理搭配，再搭配润湿B，制得的水性高透明底漆具有优异的喷涂入孔性。最终配方如表9所示。

表9、最终定型配方

Table 9 Final Formula

3、结语

水性木器涂料在市场上出现的透明度差(相对溶剂型高透明涂料)、入孔润湿不好等问题，制约了水性木器涂料的广泛应用及推广。因此，高固含量、入孔性好的水性木器底漆是当今市场亟待开发的产本文通过介绍关于优异入孔性的高透明底漆的研发背景和研制思路，重点分析了乳液的选择、流变助剂搭配及润湿剂筛选对底漆入孔润湿性、湿干膜通透性的影响，并针对具有优异入孔性的高透明底漆的开发给出了实际可行的解决方案。

参考文献：

[1] 宫献银，周巍，高性能单组分水性木器清漆的制备[J].上海涂料,2013,51(6)54-56

[2] 徐芬,周巍,周琼辉.高性能户外水性木器清漆配方浅析[J].中国涂料,2015,24(5):49-53