石油樹脂在硝基透明膩?zhàn)又械膽?yīng)用研究

呂維華，楊 智，趙立祥，夏德強(qiáng)，張歆婕

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730060）

實(shí)木家具主要是指用胡桃木，紅木（紫檀、花梨、雞翅木）、水曲柳、橡木、柚木、櫸木等名貴木材制作的柜、桌、椅、凳、門、床、沙發(fā)、屏風(fēng)、裝飾架等家居用品，有中式、歐式、美式、法式、英式、韓式、地中海、東南亞等地域風(fēng)格之分，現(xiàn)代與古典風(fēng)格幾乎平分秋色。制作和使用實(shí)木家具，追求的就是木材自然真實(shí)紋理，優(yōu)質(zhì)材料，配搭精美造型和清新自然花紋，盡顯淳樸、典雅、大氣，襯托出家居雍容華貴，是財(cái)富與成就的象征。

樹木在生長、砍伐、貯存、制作過程中難免會(huì)產(chǎn)生坑、孔、洞、結(jié)、疤、釘眼、劃痕等瑕疵，要想顯露木紋，就需用透明膩?zhàn)犹羁佣露?、封閉毛孔、阻止?jié)B漆、打磨找平，即便偶有疤痕，也希望毫無破綻地被修復(fù)。如果用普通膩?zhàn)樱瑒e說花紋會(huì)被掩蓋，結(jié)疤瑕疵會(huì)更加明顯。

常用透明底漆有水性和溶劑型兩種。前者雖然環(huán)保，但木質(zhì)家具容易吸水變形、裂縫，而且發(fā)白、不透底，影響美觀，因此高檔家具一般不建議使用。溶劑型主要有聚酯（PE）、聚氨酯（PU）和硝基透明膩?zhàn)?，它們所使用的透明填料大都是遮蓋力小的普通填料，漆膜達(dá)不到完全通透，總有一層白霧罩在表面，花紋不清晰；另外，PE、PU 型干燥時(shí)間長，每涂刷一遍都需干燥24 h 以上，影響施工周期，且用多少配多少，現(xiàn)用現(xiàn)配，用不完的漆只能廢棄，造成浪費(fèi)[1-15]。為此，本實(shí)驗(yàn)選用硝化纖維素為成膜物，創(chuàng)新性地選用石油樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型填料制漆，以解決市售透明膩?zhàn)油该餍暂^差問題。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料與儀器（見表1）

表1 主要原料儀器Tab.1 Main raw materials and instruments

1.2 硝基透明膩?zhàn)又苽?/h3>

1.2.1 各類樹脂制備 專用稀釋劑制備：用丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙醇、正丁醇、甲苯等有機(jī)溶劑，按不同比例配制而成。

硝化棉液制備：選用硝化纖維素（N %～12 %、1/2 s+30 s）用專用稀釋劑溶解，制成30 %清澈透明硝化棉液，作為硝基膩?zhàn)映赡の铩?/p>

石油樹脂液制備：將C9石油樹脂用甲苯溶解，制成70 %石油樹脂液，簡稱SY。

季戊四醇松香酯制備：稱取二甲苯、季戊四醇、順酐和松香裝入三口瓶，在一定溫度下進(jìn)行酯化和熱交聯(lián)反應(yīng)，測酸值≤10 mgKOH/g 時(shí)，降溫，得到清澈透明樹脂液，簡稱JR。

蓖麻油醇酸樹脂制備：按配方量稱取二甲苯、蓖麻油、甘油、苯酐裝入三口瓶中，攪拌，在一定溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng)，當(dāng)酸值≤10 mgKOH/g、黏度格式管10±2s（25 ℃）、固體分60 %±2 %時(shí)，降溫，得到清澈透明黏稠樹脂液。

1.2.2 透明膩?zhàn)又苽?將上述各種樹脂按一定比例配齊，攪拌均勻，用專用稀釋劑調(diào)整黏度、固體分等，檢測，合格后過濾，包裝。

1.3 產(chǎn)品主要性能檢測方法

（1）涂刮性：將試板放于膩?zhàn)庸瓮科魃希ňo，用刮刀均勻涂刮，在在恒溫恒濕條件下（25 ℃±2 ℃、RH45±2 %）干燥。

（2）柔韌性：將膩?zhàn)庸瓮吭隈R口鐵板上（155×85×0.2 mm），漆膜厚度0.5 mm，在恒溫恒濕下干燥24 h，用500#水砂紙蘸水打磨到厚度0.4 mm，放置1 h，按GB/T 1748-2006《膩?zhàn)幽と犴g性測定法》進(jìn)行。

（3）打磨性：在馬口鐵板上制樣（50×120×0.2 mm），實(shí)干后在60 ℃±2 ℃烘1 h，取出，冷卻至常溫，300#水砂紙打磨，按GB/T 1770-2006《底漆、膩?zhàn)幽ご蚰バ詼y定法》進(jìn)行評(píng)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 透明填料選擇

普通透明填料一般為遮蓋力不強(qiáng)的體質(zhì)顏料，如碳酸鈣、方解石粉、重晶石粉、石膏粉、滑石粉、石英粉、白碳黑、云母粉、硅灰石、硅酸鋁等，除降成本外，還有填充、增稠、防銹、抗?jié)瘛⒛湍サ茸饔?。填料粒子形狀、粒徑、吸油量、pH 值對涂料透明性、遮蓋力等指標(biāo)有影響。選擇透明膩?zhàn)犹盍蠒r(shí)需兼顧透明性、填充性、打磨性。

本實(shí)驗(yàn)分別用樹脂型填料和普通透明填料制備膩?zhàn)樱喎QQ07-5-SN 和Q07-5-CN，進(jìn)行性能對比，參考配方（見表2）。

2.2 產(chǎn)品性能測試

產(chǎn)品按GB 1727《漆膜一般制備法》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測試板制備，檢測參照ZB G 51057-2006《Q07-5 各色硝基膩?zhàn)印罚ㄒ姳?）。

雖然石英粉和硬脂酸鋅遮蓋力低，透明度好，但由于本身宏觀狀態(tài)是白色粉末，具有一定遮蓋力，所以制備出的透明膩?zhàn)庸迌?nèi)效果白色糊狀，涂刷在底材上仍有一定遮蓋力，像是籠罩著一層白霧，不能達(dá)到完全通透。石油樹脂和季戊四醇松香酯固態(tài)為玻璃狀透明體，溶于有機(jī)溶劑后就成為透明黏稠液。相對分子質(zhì)量?。∕n1 000～3 000），具有良好填充性，可作為透明填料用于透明底漆膩?zhàn)又苽洹Ｆ崮ね耆傅?，附著力好，易打磨?/p>

結(jié)果表明用低相對分子質(zhì)量樹脂作為填料制備的透明膩?zhàn)?，在成膜物相同情況下，其流平性、封閉性、透明度、豐滿度等性能指標(biāo)均好于普通填料的透明膩?zhàn)印?/p>

2.3 專用稀釋劑性能對膩?zhàn)有阅苡绊?/h3>

表2 硝基透明膩?zhàn)訁⒖寂浞絋ab.2 Main ingredients in nitrocellulose transparent plasters

表3 硝基透明膩?zhàn)有阅軝z測Tab.3 Performance test of nitrocellulose transparent plasters

表4 各類有機(jī)溶劑單獨(dú)使用對膩?zhàn)有阅苡绊慣ab.4 Effects of different organic solvents on the properties of plaster

對膩?zhàn)觼碚f，溶劑起到調(diào)整黏度、固體分、揮發(fā)速度、成膜性、流平性、干燥時(shí)間、貯存穩(wěn)定性等作用，對封底、填坑、找平、提高底材與膩?zhàn)娱g結(jié)合力等全項(xiàng)性能提高起到至關(guān)重要作用。在選擇上需綜合考慮溶解性、揮發(fā)梯度、成本等因素。膩?zhàn)油抗魏穸却?，不易干燥，所以配制時(shí)表干速度一定不能太快，否則會(huì)造成“外干里不干”現(xiàn)象。配制時(shí)要有揮發(fā)梯度，同時(shí)要確保最后揮發(fā)出來的是真溶劑（見表4）。

對硝基漆來講，酮、酯為真溶劑，醇為助溶劑，苯、烴類為非溶劑，對石油樹脂而言正好相反。若直接用強(qiáng)極性溶劑溶解，石油樹脂會(huì)析出，用苯類溶解，硝化棉會(huì)析出，所以配制時(shí)一定是混合溶劑。

2.4 石油樹脂熱性能對產(chǎn)品性能影響

將石油樹脂粉碎后填滿熱重儀中的小坩堝，升溫，測DSC 熱性能（見圖1）。

圖1 石油樹脂DSC 圖Fig.1 DSC diagram of petroleum resin

圖中顯示有4 個(gè)熔化吸熱峰（a～d），3 個(gè)分解放熱峰（e～g），70 %的石油樹脂110 ℃熔化，其余分別在b=240 ℃、c=300 ℃、d=380 ℃完全熔化；從370 ℃開始產(chǎn)生放熱峰e(cuò) 和f，有少量熱分解，直至460 ℃（g 點(diǎn)）完全分解，相對分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高。這種現(xiàn)象也說明石油樹脂相對分子質(zhì)量范圍寬，這有利于提高填充性、打磨性、附著力和與其他樹脂的相容性。

2.5 Q07-5-SN 和Q07-5-CN 微觀形貌

Q07-5-SN 和Q07-5-CN 分別涂刷在載玻片上，實(shí)干后做SEM 電鏡，看微觀形貌（見圖2）。

圖2 Q07-5 硝基透明膩?zhàn)游⒂^形貌（SEM）Fig.2 SEM images of Q07-5 plasters

可以看出用樹脂型透明填料的Q07-5-SN 較常規(guī)透明填料的Q07-5-CN 流平性和透明性更好。這是因?yàn)闃渲吞盍贤耆芙庥谟袡C(jī)溶劑，而常規(guī)透明填料則不溶，只是遮蓋力小而已，所以漆膜外觀不能達(dá)到完全清澈透明，電鏡圖（b）也顯現(xiàn)出細(xì)微顆粒。

3 結(jié)論

透明膩?zhàn)訌?qiáng)調(diào)透明性，同時(shí)還需兼顧填充性，打磨性。針對市售透明膩?zhàn)硬惶该鲉栴}，實(shí)驗(yàn)選用硝化纖維素為主要成膜物，蓖麻油醇酸樹脂為增塑樹脂，低相對分子質(zhì)量石油樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型透明填料，制備出的硝基透明膩?zhàn)虞^普通硝基透明膩?zhàn)泳哂懈玫耐该餍院拓S滿度，易刮涂、易打磨，貯存穩(wěn)定性好，不會(huì)出現(xiàn)漆液分層、桶底沉淀、結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象。多余漆可循環(huán)使用，提高了經(jīng)濟(jì)效益，有望應(yīng)用于木器家具涂裝。