硅丙水性涂料在柳编制品中的研究应用

   日期:2022-02-23     浏览:168    
核心提示:硅丙水性涂料在柳编制品中的研究应用王廷勋,颜小洋,李京龙,孙悦(山东临沂君屹精细化工有限公司,山东临沂 276024)0 前言南藤
硅丙水性涂料在柳编制品中的研究应用
王廷勋,颜小洋,李京龙,孙悦
(山东临沂君屹精细化工有限公司,山东临沂 276024)

0 前言
“南藤北柳”历来是我国民族手工业的精粹,始于春秋时代,已有数千年的历史。所谓“南藤”,是指南方地区的藤(竹)编,至于“北柳”,则是北方地区的柳(草)编。藤、柳编制品遍及我们生活的各个空间,大至各类家具,小到生活用品。柳编的后一道工序是上漆。根据工艺要求,分为底漆、清漆面漆和实色面漆(实色面漆又分为白瓷面漆和彩色面漆),习惯上通称为柳编漆。由于人们对环保的认识越来越高,特别是市场上对环保的要求越来越严格,这对以出口为主的柳编制品提出了新的要求,传统的溶剂型涂料已逐步被淘汰,退出了柳编市场,代之以水性涂料。

1 基本要求
无论何种类型的柳编制品用涂料,首先要求绿色环保,不能对环境造成污染和对人体造成危害,尤其是盛装食(物)品的装具。同时,柳编制品用涂料还必须满足以下几个方面的性能要求:
(1)干燥快。涂漆工艺无论是喷涂还是浸泡,都要求涂膜在1~2 h达到表干。
(2)附着力高。涂膜的附着力要好,必须牢固地附着在编制品上,且具有渗透性,不能脱落、开裂和炸纹。
(3)不回黏。涂膜形成后,表面不能出现回黏,即使在温度较高的环境中,亦不应有回黏现象。
(4)硬度适中。无论何种造型的柳编制品,其本身都比较松散,易变形,劈篾的编制品尤甚。具有一定硬度和厚度的涂膜可以有效地提高编制品的强度,在一般性的挤压下不出现变形。
(5)耐水性好。涂膜要有很好的耐水性,因多数柳编盛具是盛装潮湿或带水的果、蔬类物品,即使放在水中浸泡,涂膜也不应发生变化。
(6)光泽度好。柳编制品不管是作生活用品还是作装饰摆件,其光泽度都非常重要,它给人们的感观就是看着舒服,是一件有品位上档次的工艺品,有欣赏价值,不能外表粗糙。
(7)涂膜丰满。涂膜要有一定的厚度,起到装饰保护作用。有些装饰摆件或盛具,除编制工艺造型设计外,其彩色涂料的搭配是工艺造型的一个重要补充,它可以使产品更具质感。

2 试验部分
多年来,柳编制品用涂料一直无相关标准,2010年8月1日中国涂料工业协会公布了CNCIA-HG/T 0002-2009《柳编制品用水性涂料》行标送审稿,并于同年12月1日正式实施。而在此之前的实际使用中,是用两种以上涂料作对比性涂刷,根据涂刷后的样品效果来确定使用哪种涂料,靠经验和对比来判断涂料质量的优劣。由于没有严格科学的检测依据和方法,质量很难控制和保证。本试验选用JRJ-3025和JRJ-6026两种硅丙乳液作为基料进行配制。由于该两种乳液性能指标各有特点,JRJ-3025的玻璃化温度为36 ℃,JRJ-6026的二氧化硅含量达10%,故配制的涂料各项指标均可满足使用要求。
2.1 基本原料
制备柳编制品用涂料主要原料为硅丙乳液JRJ-3025和JRJ-6026,其性能指标如表1所示。

2.2 仪器设备
2.2.1 试验设备
砂磨机、分散机、天平。
2.2.2 检测仪器
黏度计、刮板细度计、鼓风恒温烘箱、干燥试验器、电热鼓风机、摆杆式涂膜阻尼试验仪、光电光泽计、回黏性测定器。
2.3 涂料制备
2.3.1 清漆
清漆的基本目的就是保持柳编制品的原有颜色,不管是原条、白条还是熏条,其本色不能改变。为了更好地保持原有本色,要求清漆的透明度、光泽度要好,这可使编制品的本色更质朴,更具自然色。清漆面漆配方见表2。

2.3.2 实色面漆
实色面漆是使编制品涂漆后质感更强烈,特别是有花样造型的编制品。彩色涂料可以使设计造型的创意得到更充分的补充和完善,立体感、形象感有效地体现出来,而合理的色彩搭配可以体现出动感的效果,使编制品真正成为一件艺术品。实色面漆配方见表3。

按表3配方制备的涂料为白瓷漆,洁白细腻,光泽度好,质感强烈。如需彩色涂料,按需要增加颜料既可。
说明:
(1)由于在实际使用时,一般不进行底漆涂刷,故未对底漆涂料的配制进行应用研究;
(2)如此制备的涂料,固含量较高,也就是说较黏稠,实际使用时再根据要求另行加水稀释(我们在使用时加水量在20%~80%不等,基本上由使用要求确定)。
3 结果与讨论
3.1 检测结果
按照CNCIA-HG/T0002-2009《柳编制品用水性涂料标准》分别对“环保性能”和“物化性能”进行检测并与标准对照,结果如下。
3.1.1 环保性能(见表4)

3.1.2 物化性能(见表5)

3.1.3 其他性能
除行标规定的指标外,我们又对回黏性、硬度和附着力几项指标进行了检测。
(1)将制备的涂膜分别放在75 ℃的恒温箱内48 h和在沸水中煮沸3 h,取出后两种试样均无回黏现象。
(2)其硬度根据两种乳液添加量的配合比例,可以在2B~2H(铅笔硬度)之间进行调节。既可以防止硬度过低造成涂膜擦伤划痕,又可以防止硬度过高造成涂膜开裂炸纹。实际使用时认为掌握在B~H比较适宜。
(3)根据试样用乳液的配方不同,附着力在1~2级。
3.2 特性与讨论
3.2.1 特性
硅丙乳液是由纳米二氧化硅与丙烯酸酯通过钛螯合交联共聚而成的既含有机材料又含无机材料的复合乳液,它相对于其他纯有机类乳液有明显的不同。
首先,硅丙乳液是水性乳液,不含任何溶剂,这就决定了它的环保性。它不但不含任何可溶性重金属,而且其他化学类有害物质含量极低,远优于国家同类产品的标准,达到了绿色环保的要求。
其次,由于硅丙乳液是有机和无机材料复合的乳液,有机的纳米二氧化硅键合在分子链上,成网状结构,故其性能得到全面提升,改变了有机聚合物高温变软回黏,低温变硬发脆的缺陷,物理力学性能得到有效提高,这为制备高品质的涂料创造了有利条件。
硅丙乳液的主要特点,笔者曾在《硅丙乳液弹性涂料的研究及在保温墙体上的应用》一文中作过介绍,本文不再赘述。有一点还需要说明,就是JRJ-6026乳液不但抗紫外线能力强、耐老化,而且透气性非常好,适合配制不结露涂料(也就是通常所说的“会呼吸的涂料”)。在用该类乳液制备柳编制品用涂料时,较突出的表现有以下几点:
(1)由于JRJ-3025乳液的玻璃化温度较高,可以很方便地调整涂膜的硬度,根据工艺要求的不同硬度来调整乳液配合比,以满足各种不同柳编制品的硬度要求。
(2)涂膜具有透气性,特别适用于柳编制品,尤其是“原条”编制品。带皮的柳条含有一定的水分,由于涂膜具有透气性,残留水分以水汽分子的形态从涂膜层逸出,防止编制品变色发霉。
(3)涂膜在具有一定硬度的同时,其光泽也明显地表现出来,实色涂料的涂膜丰满,色度、光度、亮度都非常好,清漆涂料透明有光泽,可以给精美的柳编制品平添不少秋色。
3.2.2 讨论
(1)由于柳编制品是区域性产品,涂料应用范围有一定的局限性,多年来一直未形成规模化生产,制约了柳编制品的发展。期待中涂协发布的《柳编制品用水性涂料标准》在实践中进一步完善,以加强对柳编制品用水性涂料的宏观指导。
(2)用硅丙乳液制备柳编制品用涂料,采用了两种乳液作为基料,不同于传统的单一苯丙或纯丙乳液,其配合比要严格掌握。在制备时进一步完善工艺,调整好两种乳液的配合比,掌握好光泽度和硬度,可以制备出高品质的柳编制品用水性涂料。
4 应用
本试验制备的柳编制品用水性涂料,经过在柳编厂实际使用,初步显现出比较理想的效果。主要表现在附着力强、干燥快、硬度适中,尤其是光泽度特别好,给柳编制品一种全新的、光亮照人的视觉效果(见图1、图2)。

5 结语
通过对硅丙乳液制备的柳编制品用水性涂料的检测及在柳编厂的实际应用,证明硅丙乳液性能优势明显。用该乳液制备的柳编制品用涂料各项指标先进,各项物化指标可通过配合比进行调整,能满足各类柳编制品的使用要求,对提高柳编制品的整体质量无疑将起到积极的推动作用。
 









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