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木器涂料行业正在经历快速的变化。随着可持续发展的大趋势,涂料生产商越来越多地从溶剂型产品转向水性系统。但是,在可处理性和性能挑战以及新的解决方案方面,不允许妥协。

新的水性涂料配方正在与市场上成熟的溶剂型技术竞争。新的解决方案不仅必须更具可持续性,而且在性能和成本方面具有竞争力。低毒性、低VOC、易于处理(无气味)和符合更严格的法规等特点,只是有助于接受水性技术的一些优势。新开发的用于光稳定、表面改性或防火的添加剂有助于进一步提高性能水平。

易于使用的蜡增强美观,保护和柔软的触感

在过去几年中,科莱恩开发了一系列源自可再生资源的解决方案,并解决了一系列其他环境问题。这些可持续添加剂提供了多种性能优势,甚至可以超越标准蜡(图1)。Ceridust®1060 TP完全基于化学升级的米糠蜡,一种非食品竞争大米生产的副产品。这种高度功能化、微细化的蜡的性质使其非常适合用于水基系统。除了非常有效的擦除,防滑改性和增加的抗刮擦性外,Ceridust 1060 TP产生了令人愉快的光滑和柔软的表面触感。

Ceridust 8090 TP和8091 TP是两种基于可再生聚合物的添加剂。粗糙的Ceridust 8090 TP产生均匀的精细结构表面,这创造了未经处理的天然木材表面的印象。更细的等级Ceridust 8091 TP创造一个柔软和光滑的表面。这两种添加剂在抗划痕性能方面都优于传统的蜡添加剂,适用于高度耐用的水性木器涂料。此外,它们提供有效的保护,防止意外的抛光,从而支持保持哑光完成。

科睿安以可再生原料为基础的系列产品还包括成熟的极性改性合成蜡,如Ceridust 3715, Ceridust 3716和酰胺蜡混合物,如Ceridust 2740,可广泛应用。它们创造了哑光和抗刮擦的表面,并提高了耐化学性。极性改性合成蜡可用于水性体系和溶剂型体系。

科莱恩的Ceridust溶液具有易于分散的特性,可以使用标准混合设备直接掺入木材涂料配方中。粉尘等级是非常细的微粉蜡。它们的颗粒大小在5微米到30微米之间。

概述蜡产品的特点,用于木材涂层的应用
图1:概述蜡产品的特点,用于木材涂层的应用

增加外部木器涂层的耐久性

木器涂层不仅需要保护免受物理冲击,还需要保护免受太阳辐射。在制定应用于木基板的外部涂料时,必须包括光稳定剂以提供所需的紫外线防护,否则此类涂料和/或污渍将迅速开始降解;首先是泛黄和颜色变化,其次是开裂和起泡问题,不可逆地影响涂层表面性能并导致完全分层。为了确保延长耐久性,延长使用寿命,并保持外部应用的木材饰面美观,有必要用足够的光稳定剂溶液保护它们免受紫外线辐射,湿度和气候变化等不利因素的影响。

尽管对水性木器涂料的需求不断增加,但亚洲国家仍然主要使用溶剂型涂料来保护木器外观。在这两种情况下,必须考虑使用光稳定剂添加剂,以便在室外条件下为所应用的涂层带来所需的性能。

标准可用产品,如液体苯并三唑UVA和单体HALS最初是为溶剂剂型设计的。当涉及到水性涂料配方时,它们通常需要额外的混合时间和使用助溶剂,具有配方成本增加和性能降低的潜在风险。

为了克服这些问题,科莱恩开发了一系列高效的光稳定剂添加剂,为广泛的应用提供了最先进的性能。通过使用紫外线吸收剂(Hostavin®3315 DISP)和HALS (Hostavin 3070 DISP)的组合,与传统/标准稳定剂包装相比,评估了这些溶液的光稳定效果。Hostavin 3315 DISP是一种苯并三唑型UVA分散体,具有高吸收率和较长的光持久性。

Hostavin 3070 DISP由聚合HALS配制而成,该聚合物不迁移且具有高抗萃取性。这两种添加剂都不含VOC和标签(无有害物质)。此外,即时可用的协同解决方案AddWorks®LXR™313也被纳入评估。AddWorks LXR 313是三嗪UVA和非取代HALS的1:1混合物。

如图2所示,在水性木器清漆配方中,科莱恩光稳定剂溶液优于通常用于木器涂料紫外线防护的标准产品。

WOM暴露后风化试验
图2:WOM暴露后风化试验

为了获得更高水平的紫外线稳定性能,推荐使用AddWorks LXR 313,其额外的好处是适用于溶剂型和水性木器涂料。最后但并非最不重要的是,对于用自氧化粘合剂(如醇酸)配方的溶剂型木材染色剂和涂料,Hostavin 3055 LIQ是一种非替代HALS,在此类粘合剂体系中具有更广泛的兼容性,是保持外部木材保护涂料的光泽和表面性能的正确选择。

在正常情况下,抗划伤和紫外线稳定的木材涂层足以保护木基板免受日常压力,但在某些情况下,设计师需要进一步考虑防火。作为一种用途非常广泛的材料,木材被用于建造从公寓楼到高层建筑和体育场馆等公共建筑的所有东西。但是,如果没有适当的消防保护,就不能在公共场所使用。有色阻燃木器涂料应用广泛

众所周知,除了防火之外,涂料还需要满足建筑师和建筑业主的愿望:木材的美丽和自然外观。科莱恩开发了Exolit®855来满足这两方面的要求。

用于透明膨胀木器涂料的阻燃剂是一种完全透明,几乎无色的解决方案,为所有类型的木材提供优异的防火和抗划伤性。

该产品是一种基于液体部分磷酸酯的专利混合物。与其他成分结合,它包含所有必要的反应伙伴膨胀反应和反应温度低于大多数传统体系。

膨胀透明涂层可以应用于几乎所有的木质表面,包括实木,中密度纤维板,刨花板,胶合板和所有其他类型的工程木材。

成功的不同应用的防火测试

除了作为建筑材料外,木材还可以用于装饰设计,例如作为各种基材上的木贴面,如“铝复合材料”,用于游轮和游艇内饰,或用于飞机内舱组件等应用的轻质但坚硬的蜂窝结构(图3)。

所有应用领域都必须满足根据建筑、造船或航空航天应用的危险等级而设计的专用防火测试制度。使用相同的透明膨胀配方,基于Exolit 855,进行的所有防火测试都通过了。

飞机内舱部件
图3:飞机内舱部件

规格及性能

膨胀涂层体系由双组分配方组成。第1部分由特定的树脂、几种添加剂和水表示。第2部分包含Exolit 855,硬化剂和其他组件。组合部件的锅寿命约为3小时,可以使用刷子,无气喷枪或滚筒轻松应用。指导配方(由科莱恩根据保密协议提供),显示出优秀的流动和水平性能。

涂层在环境温度下固化,4小时后可干摸,24小时后耐刮擦。通常,额外的溶剂型面漆有利于防止高湿度和直接的水接触。当在圆锥量热计测试(iCone;50千瓦;在实心松木基材(湿400g/m²)上,膨胀涂层具有优异的防火性能,如图4所示。

在600秒测试时间内的总热释放(THR 600)降低了98%,与未涂覆的面板相比,最大平均热释放值降低了67%(如图4所示)。在13mm刨花板上涂覆膨胀透明涂层的sbi测试中,实现了欧洲分类“B-s1, d0”。

对火的反应:无涂层木材vs有膨胀涂层的木材
图4:对火的反应:无涂层木材vs有膨胀涂层的木材

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作者:Jean-Yves Desrats, BL性能添加剂涂料技术营销经理;BL阻燃剂技术服务经理Klaus Bender;Milena Wundlechner,技术部门经理,涂料/油墨,BL高级表面解决方案,科莱恩

网站:www.clariant.com

注意:Exolit 855并非在所有亚洲国家都有售。