在它的生命周期中，牌组会受到各种各样的影响，从而导致损坏。紫外线辐射、酸雨、灰尘、化学品泄漏、划痕和行人交通都可以通过以下方式影响木材的外观:
•改变其颜色(变为灰色或因失去单宁而褪色);
•增加对霉菌、真菌、昆虫等的敏感性;
•增加其对水的敏感性;
•造成开裂或分层;而且
•增加污垢吸附性。
在没有任何保护措施的情况下在室外暴露几个月后，木材会褪色，开始失去最初的颜色，随着时间的推移，会出现一些裂缝，并可能受到昆虫或真菌的攻击。在热带国家，暴雨和强烈的阳光特别令人担忧。为了避免这种类型的破坏，并防止需要进行昂贵和复杂的翻新，包括清除表面氧化层，定期维护木材基板是必要的。
具体来说，甲板染色剂的使用将通过形成一层非常薄的薄膜来帮助减缓这些破坏过程，从而保护木材并恢复其原始颜色。找到一种能够同样保护不同木材种类的甲板染色剂是一个挑战，因为不同类型的木材具有不同的单宁浓度、密度和耐久性。此外，木材被认为是一种“活基板”，因为它的尺寸会随着温度和湿度的变化而变化，而且收缩或膨胀的数量也取决于种类。
维护甲板的一种常见方法是使用“柚木油”，这是一种混合了添加剂(杀菌剂、杀菌剂等)的天然油溶液，并用大量溶剂(如白酒)稀释，后者是一种挥发性有机化合物，会导致CO的产生2排放。虽然这些传统的油会穿透木材，但它们不会用保护膜将其密封起来。因为柚木油中的天然油脂不是聚合的，它们在紫外线辐射下降解相对较快。因此，这种解决方案主要提供了一种美学效果，但不提供太多的木材保护。事实上，在紫外线曝晒率高的气候中，通常建议每年两次使用柚木油，以保持良好的颜色，特别是对水平表面。
一种保护涂层用一种油基产品渗透木材内部的囊袋和细胞，产生疏水效果(防水)，防止水攻击任何木质素(木材的主要成分)，因为紫外线辐射暴露可能已经降解为水溶性成分。理想情况下，保护性涂层应该浸透木材。需要涂两层低固体含量的染色剂以使木材饱和。传统的涂料是溶剂型的。
下一代水性粘合剂分散剂
为了减少VOCs，涂料配方师引入了水基体系。然而，这些涂料通常表现出有限的耐久性，不适合单宁丰富的木材。通常，这些水性污渍是通过修改最初用于垂直表面的丙烯酸乳胶配方而产生的。虽然它们会在木材表面留下一层膜来保护木材，但它们不会像油或密封剂那样穿透木材表面，因此不能很好地粘附。为了克服这一问题，人们开发了特殊的粘附机制，但由于乳胶膜没有融入木材结构，涂层的开裂、剥落和剥落经常被观察到。
Cytec公司生产的下一代水性粘合剂分散剂已被专门用于木质装饰和家具，既耐用又易于使用，减少了所需的维护频率。此外，这些新型树脂平衡了膜寿命和失效模式的需求，表现出一种积极的侵蚀模式，表明当需要应用一层新涂层时，而不是开裂和剥落，目前的系统通常需要剥离甲板并重新涂上多层涂层。
新的水性醇酸分散剂含有渗透和填充木材基材所需的天然油脂，以及丙烯酸和/或聚氨酯聚合物骨架，为保护甲板或家具提供一系列必要的特性。图1显示了醇酸与丙烯酸和/或聚氨酯化学物质结合的优点。
由于其非常低的颗粒尺寸(90纳米)，新的改性核壳醇酸树脂很容易渗透到木材纤维。然后聚合物在木材基质中氧化固化，使其成为木材结构的一个组成部分。这种膜的形成有助于克服和加强木材的尺寸不稳定的性质。
有了这些特性，由混合醇酸丙烯酸和/或聚氨酯改性树脂体系制备的新型水性醇酸分散剂允许配方人员和涂抹人员开发和应用新的甲板染色产品:
•适用于所有类型的木材具有统一的方面，包括那些高孔隙率;
•高度耐用，持续近两倍的习惯时间框架(取决于配方)，缓慢侵蚀，而不是破坏性剥落，这允许在需要时容易修复，而不需要砂或剥离所有以前的污渍;
•可以在不同的颜色展开，以匹配木材的原始色调;
•可以快速应用，允许在一个周末甚至一天内根据其大小覆盖整个甲板的可能性，但也有足够好的开放时间，以实现良好的外观，没有重叠标记;
VOC含量低至50 g/L(相较于柚木油400g/L的>);
•用清水和肥皂清洗方便，不需要溶剂，减少VOC排放，延长工具使用寿命;而且
•可渗透至100 μ m的木材，与木材结合。
实验
为了验证这些新型醇酸分散剂的性能，制备了具有代表性的醇酸分散剂，并对其进行了评价。表1显示了所使用的基本公式。每种研究都用不同的醇酸分散剂代替。对于所有的评估，它是决定使用一个简单的公式，以便更好地可视化的好处，新的粘合剂。该系统包括干燥器、消泡剂、流平剂和用于防止红色氧化铁颜料沉降的增稠剂。对于户外测试，我们也包括了蜡乳剂的混合，这是由油漆供应商通常做的，但没有紫外线使用吸收剂/稳定剂，以便明确评估粘合剂的耐久性。因此，选择合适的UV吸收剂包装可以提高试验配方的耐久性。
对无粘时间、残余粘力、抗水点、干燥时间和开启时间等性能进行了评价。耐久性测试也在实验室中使用氙气天气测量仪和在世界各地的四个不同的户外地点进行，并将样本公式与商业上可用的木材污渍进行比较。
在一项关于无粘时间的研究中，我们发现，与传统的核壳醇酸分散剂相比，基于新改性核壳醇酸分散剂的染色剂在多种木材上的无粘时间减少了，包括牛油，ramin, nyatoh和松树，这些木材富含单宁(图2)。这一结果表明，新开发的产品在干燥时间和开放时间之间呈现出独特的平衡。值得注意的是，他们能够改善干燥时间，但保持一个合理的开放时间，允许快速和容易的应用，而不需要担心重叠标记。此外，新的改性核壳醇酸树脂也导致几乎没有剩余粘性和更好的耐水性比传统的核壳醇酸体系应用在第二层8小时后。
考察了助溶剂的加入对干燥时间的影响。研究发现，配方中使用的助溶剂类型和数量对体系的适用性有影响，还可以提高涂料对木材的渗透性，从而减少第二层涂料的干燥时间(图3)。
广泛的耐久性测试表明，新的改性核壳醇酸树脂提供了在各种条件下性能良好的染色配方。在实验室中，样品使用ASTM G155暴露条件和0.35W/m运行2辐照，黑色面板温度63 +3°C，水雾循环1000h或直至失效。薄膜的完整性和保色性是通过视觉来确定的，而防水性能则是通过测量来确定的。
基准醇酸分散树脂表现出强烈的暗色变色，膜的完整性严重不足，导致一些微裂纹和木纹腐蚀，当一滴水加1小时时，可以通过清水敏感性观察到这一点。涂一层后，所有污渍消失，而涂两层后，剩下的膜完全不表现出任何疏水性。
新树脂经历了非常轻的变色，但更重要的是，膜的完整性是完美的，包括保留拒水。此外，即使在50%以上的暴露时间，基于新树脂的染色提供了良好的结果。
此外，基于新一代改性核壳醇酸分散剂的染色配方暴露在一系列自然风化条件下(表2)。新系统在所有气候和所有类型的不同木材中都表现出了统一的优秀水平，超过了之前醇酸分散剂的耐久性基准50%至100%，这取决于它们是由哪种改性制成的。
此外，不同类型的外来木材面板涂上两层不含任何紫外线吸收剂的浅色体系涂层，在澳大利亚的Allunga暴露一年后，在耐久性方面表现出了极大的改善(图4)。与目前的醇酸分散体系和商业水性甲板污渍相比，在保色性和侵蚀性能方面都得到了提高。
使用下一代树脂涂层的面板显示出良好的均匀色度，颜色侵蚀非常有限，而且没有剥落，尽管没有将紫外线保护纳入配方中。在全球其他地点也观察到了这些非常好的结果。
图5显示了美国南部佛罗里达州暴露的太阳能电池板的结果。涂有丙烯酸染色剂的面板明显显示有龟裂和剥落(A)，而涂有醇酸分散剂染色剂的面板显示只有适度的颜色侵蚀，没有损坏木结构。
结论
新一代核壳醇酸树脂技术经丙烯酸和/或聚氨酯改性后，在水性污渍的性能方面取得了重大进展，可用于装饰行业的所有类型的木材。
与上一代醇酸分散剂相比，含有这些新树脂的污渍具有更好的干燥时间、优异的开放时间、耐水性和延长的耐用性(表3)。它们还优于丙烯酸树脂，因为它们会遭受侵蚀而不是分层，这便于维护。此外，通过使用基于这些新树脂的配方，由于其耐久性的提高(通常增加了大约两倍)，重新油漆的需要可以推迟。
最后，新的体系可以在VOC含量水平< 50 g/L的情况下配制，并且比通常使用的醇酸树脂所需的干燥器数量更少，甚至可以根据需要与co -free干燥器配制。
欲了解更多信息，请访问www.cytec.com．
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