新型環(huán)保木蠟油合成工藝研究

李士兵，柳 娜，康金雙，付 聯(lián)，田麗娜

（中原石油勘探局 石油化工總廠， 河南 濮陽 457165）

木蠟油是植物油蠟涂料國內(nèi)的俗稱，是一種類似油漆而又區(qū)別于油漆的天然木器涂料，它和目前那種基于石化類合成樹脂所生產(chǎn)的油漆完全不同，原料主要以精練亞麻油、棕櫚蠟等天然植物油與植物蠟并配合其它一些天然成分融合而成[1]，連調(diào)色所用的顏料也達(dá)到了食品級(jí)。因此它不含三苯、甲醛以及重金屬等有毒成分，沒有刺鼻的氣味，可替代油漆用于家庭裝修以及室外花園木器。

木蠟油具有滲透力強(qiáng)，防潮，防腐，防蟲，阻燃，抗紫外線，不產(chǎn)生任何有害氣味等諸多優(yōu)點(diǎn)[2，3]。經(jīng)過木蠟油涂飾處理過的木質(zhì)產(chǎn)品外觀紋理清晰自然，手感好，表面不結(jié)膜，減少收縮與膨脹，不爆裂，不起翹，不脫落，操作簡單方便[4，6]。木蠟油適應(yīng)干燥，潮濕，高溫，低溫等各種氣候條件，是室內(nèi)外裝飾裝修的理想產(chǎn)品。

在家居木器裝修用漆方面，現(xiàn)今多數(shù)為溶劑型硝基漆、聚酯漆、聚氨酯漆。這些溶劑型產(chǎn)品VOC相應(yīng)高，在施工過程中或施工以后，揮發(fā)出大量的苯類有毒有害氣體和游離 TDI，直接危害人們的身體健康[7]。所以，大力開發(fā)環(huán)保型的水性木器漆，是與時(shí)俱進(jìn)，符合時(shí)代發(fā)展要求的木器用漆。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器

桐油（工業(yè)級(jí)），蜂蠟（研域化學(xué)試劑有限公司），巴西棕櫚蠟（研域化學(xué)試劑有限公司），聚合亞麻油(AR)，達(dá)瑪樹脂（AR），柑橘油（AR），稀土催干劑。涂-4黏度杯(上海精暉儀器設(shè)備有限公司)；QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度儀(天津建科試驗(yàn)儀器廠)；JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器(常州國華電氣有限公司)；W-O恒溫油水浴鍋(上海申順科技有限公司)。

1.2 桐油預(yù)聚

先將桐油、亞麻油、達(dá)瑪樹脂按比例混合均勻，其中桐油、亞麻油和達(dá)瑪樹脂的質(zhì)量比為：15︰18︰20，在燒杯中加熱至120~130 ℃，除去其中的水分。

1.3 木蠟油的成膜性能測(cè)試

先將預(yù)聚產(chǎn)物加熱至90~120 ℃，再分別將巴西棕櫚蠟、蜂蠟和橘油混合并加入至預(yù)聚產(chǎn)物中，保持90~120 ℃并攪拌均勻，待混合物充分混合均勻后，進(jìn)行熱過濾，除去其中的不溶物，過濾后澄清液體冷卻至室溫，再將催干劑加入混合物中，再次攪拌均勻，涂布于15 cm×15 cm的橡木上，每隔一定時(shí)間觀察涂膜干燥固化情況，利用吹棉花測(cè)定并記錄涂膜表干時(shí)間，待實(shí)干后，按國家涂料標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法分別測(cè)定其穩(wěn)定性、硬度和黏度等性能。

1.4 木蠟油涂膜的測(cè)試指標(biāo)

分別用國標(biāo) GB/T9755-2001、GB/T9274-1988等檢測(cè)木蠟油實(shí)干后的容器中狀態(tài)、耐水性、耐酸性、耐堿性和耐洗刷性等性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成預(yù)聚物反應(yīng)溫度的選擇

由于在制備木蠟油的過程中，達(dá)瑪樹脂的熔點(diǎn)較高，常溫常壓下120 ℃以上才開始溶解，逐漸升高溫度，當(dāng)溫度超過150 ℃后，預(yù)聚物色澤逐漸變暗，液體的粘稠度增加。分別取反應(yīng)溫度為 110，120，130，140，150 ℃，檢測(cè)預(yù)聚物的表觀色澤，粘度等性能參數(shù)，得出最佳反應(yīng)溫度為130 ℃。

2.2 達(dá)瑪樹脂對(duì)木蠟油的外觀色澤和粘度的影響

達(dá)瑪樹脂影響著樣品涂刷后時(shí)的外觀色澤和粘度。所以當(dāng)我們固定蠟，亞麻油和桐油的量后我們選擇變換達(dá)瑪樹脂的量來觀察出料后，樣品的外觀色澤和粘度之間的關(guān)系(表1)。

表1 達(dá)瑪樹脂的用量對(duì)外觀色澤和粘度的影響Table 1 The effect of ratio of damar resin on the appearance and viscosity

2.3 蠟的加入量對(duì)木蠟油硬度和抗酸堿性的影響

本實(shí)驗(yàn)使用動(dòng)物蠟蜂蠟和植物蠟巴西棕櫚蠟按不同的配比加入該反應(yīng)體系中，考察預(yù)聚物的抗酸堿性和鉛筆硬度，從而得出兩種蠟的最佳配比（表2）。

表2 蜂蠟和巴西棕櫚蠟不同配比對(duì)硬度的影響Table 2 The effect of different proportion of beeswax and carnauba wax on the hardness

2.4 木蠟油稀釋溶劑的選擇

本實(shí)驗(yàn)的稀釋劑選用橘油，無水乙醇，松節(jié)油，通過對(duì)合成木蠟油的穩(wěn)定性對(duì)比，選出最佳的稀釋劑（表3）。

表3 稀釋溶劑的種類對(duì)穩(wěn)定性的影響Table 3 The effect of kinds of solvent on the stabilization

2.5 催干劑加入量對(duì)木蠟油表干時(shí)間的影響

催干劑加入量的不同影響著產(chǎn)品表干時(shí)間長短，其具體關(guān)系如表4所示。

表4 稀土催干劑用量對(duì)表干時(shí)間的影響Table 4 The effect of ratio of rare earth drier on the surface drying time

2.6 配方木蠟油涂膜的耐化學(xué)介質(zhì)性能

在室溫下將最佳配方木蠟油涂膜樣品分別于水中、5% NaOH溶液、5% NaCl溶液和5% H2SO4溶液中浸泡，考察涂膜的耐化學(xué)介質(zhì)性能（表5）。

3 結(jié) 論

（1）制備的木蠟油粘稠度適中，可以很好的滲透到木材中，在完全干燥后在木材表面形成一層淡黃色，亞光的漆膜，可使木材具有耐酸堿，氧化等性能。

表5 稀土催干劑用量對(duì)表干時(shí)間的影響Table 5 The effect of ratio of rare earth drier on the surface drying time

（2）在加入0.4 g稀土催干劑后，表干時(shí)間可達(dá)到2 h，同時(shí)也可以選擇鈷，鈣和鋅等催干劑進(jìn)行復(fù)配，可實(shí)現(xiàn)木蠟油更好的底干和實(shí)干效果。

（3）木蠟油可以根據(jù)加入達(dá)瑪樹脂的量調(diào)節(jié)木蠟油的光澤度和粘度。

（4）本實(shí)驗(yàn)中采用動(dòng)物蠟蜂蠟和植物蠟棕櫚蠟復(fù)配，蜂蠟可以很好的調(diào)節(jié)表面的柔軟度，棕櫚蠟可以調(diào)節(jié)木蠟油漆膜的硬度，兩者復(fù)配可以使漆膜表面硬度適中，給人的手感舒適，并擁有一定的耐酸堿等化學(xué)介質(zhì)的能力，適應(yīng)外界不同的環(huán)境。

［1］ 蔡碧瓊, 林瑞余, 蔡向陽. 亞麻油改性不飽和聚酯樹脂合成工藝研究[J]. 熱固性樹脂, 2004, 19(4):5-7.

［2］ 唐楷, 彭濤, 顏杰, 李旭明, 顏俊. 木蠟油的開發(fā)研究綜述[J]. 涂料綜述, 2009(01):15-17.

［3］ 張成濤, 劉宗林, 邸永瑞. FT—O1 重防腐蝕涂料的研制與應(yīng)用[J].涂料業(yè),1999(1):11-13.

［4］ 董學(xué)明. 木蠟油及其制備工藝:CN,200810219321.5[P]. 2008-11-21.

［5］ Martini S, Afi6n M C．Determination of Wax Concentrationin SunflowerSeed oil[J]. 1bid, 2000, 77: 1087-1092.

［6］ Hen'era M L.Crystallization Behavior of HydrogenatedSunflow-er SeedOil: Kinetics and Polymorphism[J]. J.Am_Oil Chem Soc, 1994, 71:1255-1260．

［7］ 何廣英 華捷. 國外水性木器涂料的發(fā)展[J]. 涂料與應(yīng)用,1992,251-251（4）：37-4.