工业木材涂料涵盖多个市场领域，包括家具、厨柜、建筑产品和装饰涂料。对这些市场的要求很大程度上取决于应用领域。外观性能主要集中在高耐久性和防潮性能，而内部涂料则需要诸如划伤、化学和耐磨等性能。
室内市场最大的行业之一是家具行业。一些树脂技术，包括溶剂型(SB)，水性(WB)， UV聚氨酯分散体(PUDs)和自交联丙烯酸，在这个市场上被使用。在决定使用哪种技术时，重要的是要考虑几个标准，包括加工、性能、美观、挥发性有机化合物和成本。图1比较了每种技术的优点和缺点。
北美使用的主要技术是溶剂性的，包括硝化纤维(NC)和酸固化转换清漆。这些涂料有许多好处，包括快速干燥时间，非常高的光泽和增强木材外观。它们也是非常经济的，可以很容易地通过喷涂、卷制、窗帘涂层和浸渍来使用。然而，使用这些材料的一个显著缺点是挥发性有机化合物和有害空气污染物(HAPs)水平高，以及清漆罐寿命有188金宝搏bet官网限。由于越来越多的法规要求降低VOC和甲醛的排放，现在对环保涂料的需求很大。1这一转变为水性技术打开了大门，包括UV PUDs和自交联丙烯酸酯。
UV pud越来越多地被接受作为溶剂性树脂的替代品，因为它们的排放量非常低。他们提供高端性能和最小的过程问题。由于UV PUDs是高分子量的聚合物，与100%固体体系相比，固化网络的交联密度更低，固化后限制了收缩，并对大多数基质具有优良的粘附性。它们天生具有良好的机械性能，因为它们具有坚硬的聚氨酯和尿素结构域，可以进行氢键，再加上较软的结构域，这些结构域来自于原材料的选择，如多元醇。使用WB UV的一些挑战与加工有关。在固化之前，必须完全释放水分，并考虑湿度等因素，以最大限度地减少由于不完全干燥而产生的缺陷部件。此外，该技术的成本比合成橡胶高。
WB树脂技术还包括自交联丙烯酸分散剂。总之，它们具有良好的耐久性，由于聚合物颗粒中的相分离形态，可以配制成高性能涂料，对聚结剂的需求较低。根据所采用的聚合策略，可以实现几种类型的形态，这也会影响薄膜性能，如阻块性(图2)。这些材料还可以与WB UV树脂混合，以提供更经济的配方，同时保持优异的性能。188金宝搏bet官网关注的领域包括表面活性剂的存在，这是聚合物颗粒的胶体稳定所必需的。这些成分可以迁移到膜表面，使水敏感性进入膜，或可能导致泡沫问题在配方。关于美学，亚克力也不是特别注意，以提高木材基板的外观，通常缺乏湿清晰度。虽然WB丙烯酸比SB/NC漆固体含量更高，但它们通常不会产生光滑的触感。
本文介绍了一种新型自交联丙烯酸树脂-Alberdingk®介绍了AC 3630，并对其用于KCMA和家具涂料的性能进行了综述，并与传统的自交联丙烯酸和SB饰面，特别是一种商业转换清漆进行了比较。AC 3630的特点包括卓越的湿性透明度，良好的木材色调，高耐污性，干燥时间快，低颗粒提高和优良的膜建立在多孔基材。与传统乳剂相比，该产品表面活性剂含量低，发泡配方低，耐水性好。
实验
表1总结了本研究涉及的丙烯酸乳液的性能。该评估包括单相和多相产品，MFFT范围从大约不等。20-45°C。根据厨房橱柜制造商协会(KCMA)的规定，树脂是为工业木材应用而配制的。2个别家具制造商的规格为VOCs <200 g/L。所有配方都经过调整，使固体含量相等，并加入了标准添加剂，如消泡剂、蜡助剂、流平剂和流变改性剂。本研究还对一种商业转换清漆进行了评价。总VOC含量为550克/升减去免溶剂。
涂层木板的制备遵循以下四个步骤:
- 在樱桃木贴面板上喷涂约4-5密的湿涂料。
- 风干15分钟。
- 在50°C下强制干燥15分钟，并允许冷却15分钟。
- 面板用320硬脂和超细砂磨海绵进行砂磨，并重复此过程进行第二次涂层。
选择KCMA和家具测试方法
耐化学物质/污渍:在测试面板上涂抹足够的化学物质/污渍，形成直径0.25- 0.5英寸的斑点。用手表玻璃覆盖。等待16-20小时，去除化学物质/污渍，用水清洗面板表面。将每种化学物质/污渍按0到5的等级进行评分，0表示完全破坏胶片，5表示对胶片没有影响。使用的化学品有:醋、柠檬汁、橙汁、葡萄汁、番茄酱、咖啡、橄榄油、1%的洗涤剂溶液、芥末、水。
抗洗涤剂和水(边缘浸泡):准备0.5%的洗涤剂溶液(黎明)，浸泡8号纤维素海绵。将涂有涂层的面板放在海绵上24小时，并注意任何膜故障。合格的等级显示不起泡、白化或明显的变色。
刮附:从每块测试板上切下4x7英寸的片。用BYK平衡梁刮附和Mar测试仪测试粘附力，用5000克重，使用环笔。评分范围为0到5,0表示完全去除薄膜，5表示对薄膜没有影响。
圆珠笔压痕:从每个测试板上切割4x7英寸的部分。测试圆珠笔的压痕，用BYK平衡梁刮擦附着力和Mar测试仪，300克重量，使用小笔#5785。等待1小时后再对面板进行评估。通过/不通过的比率。任何能从24英寸的距离看到的压痕都被认为是故障。
耐沸水:在测试面板上使用10ml沸水。将一个装满开水的陶瓷咖啡杯放在10ml的水上。等待1小时，取下杯子，用纸巾擦拭。等待24小时，进行美白评估。
抗刮擦:在3B-H Leneta卡上进行3密耳的刮擦。风干10分钟，然后在50°C下强制干燥10分钟。等待14天再进行测试。记录涂层的光泽度(60º)。用一块2英寸见方的绿色苏格兰布磨砂垫。在垫子上放一个200克的重物。将垫片在涂层表面来回滑动10次。取下垫并记录光泽度。报告光泽丢失。
Koënig钟摆硬度:使150微米下拉玻璃面板。风干10分钟，然后在50°C下强制干燥10分钟。7天后测量Koënig硬度。
结果与讨论
如前所述，用于工业木材应用的溶剂型涂料的主要选择之一是转换清漆。转化清漆是油基醇酸、脲醛和三聚氰胺的混合物。它们使用一种强酸性催化剂，如对甲苯磺酸，导致罐寿命为24至48小时。转换清漆在工业木材上表现出非常好的性能，但它们有很高的VOCs，甲醛被列为致癌物。将传统的转化清漆与水性自交联丙烯酸乳液进行了比较。喷有转换清漆的面板表现出极佳的湿清度、快速干燥时间、良好的木材色调和表面润湿性。在丙烯酸树脂中，只有ac3630具有类似的清晰度，赋予良好的木材色调，并显示出优秀的坚持和建立在基板上。事实上，AC 3630的罐内清晰度比其他丙烯酸树脂要好得多，这可以从纯乳液的较低浑浊度得到证明(图3)。与其他丙烯酸树脂相比，它在木材表面也观察到最小的颗粒隆起。所有涂层均表现出良好的抗指甲损伤性能。7天后用Koënig硬度计测量表面硬度。所有的亚克力都比转换清漆软得多(<100秒)，但AC 3630是这组中最硬的(图4)。尽管有这种差异，亚克力涂层的部件将满足工业环境中的阻塞性能要求。
根据KCMA标准进行耐化学性测试(图5)。除AC-03涂层性能较好外，其余涂层均优于葡萄汁、咖啡和乙醇(50%)。对边缘浸泡试验进行了评价，除AC-01涂层外，其余涂层均通过了边缘浸泡试验，结果良好。这个测试模拟的是将浸过清洁剂的洗碗布铺在垂直的柜门上。必须仔细选择丙烯酸，因为表面活性剂可以使膜具有水敏感性。因此，使用含有少量表面活性剂的材料是一个很大的好处。188金宝搏bet官网
进行了几项测试来评估家具应用的性能。各种需求被定义为这个市场，并细分为机构和住宅应用。图6展示了涂层的抗划伤数据。在摩擦前后记录光泽度，计算光泽度损失率%。数字越低，性能越好。mfft较低的亚克力表现类似于转换清漆，其光泽度降低了25%。通过将pud与丙烯酸酯混合，可以进一步改善耐磨性能。刮痕附着力也进行了测试，与转换清漆相比，所有的亚克力都产生了良好的结果，显示了部分分层和美白。图7给出了沸水阻力的结果。改性清漆的性能一般，其他丙烯酸涂料的性能要好得多。
结论
水性自交联丙烯酸乳液是工业木器涂料中SB漆的理想替代品。它们可以在较低的挥发性有机化合物中配制，不存在罐寿命问题，并具有生产高性能涂料的良好特性。介绍了一种表面活性剂含量较低的新型丙烯酸酯。此外，这种新开发还提供了改进的应用特性，包括优良的雾化和木材润湿性，可媲美SB系统的良好光学清晰度，木材的温暖性和低颗粒提高。关于色素配方和与pud的混合组合的进一步研究正在进行中。n
参考文献
1Howard, C. et al, From Evolution to Innovation。PCI杂志，2014年5月。
2ANS/KCMA A161.1-2012，厨房和梳洗柜性能和结构标准，2012。
特里·卡森博士，技术服务和质量控制主任;高级应用化学家Laurie Morris;以及北卡罗来纳州格林斯伯勒Alberdingk Boley公司高级应用化学家Jim Bohannon
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