全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
$ % & & 年 # 月
林 业 科 学
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’345!$ % & &
纳米 -1$ n=改性水性木器漆耐磨性和硬度的研究
龙<玲&<万祥龙$<曲岩春&
"&2中国林业科学研究院木材工业研究所<国家林业局木材科学与技术重点实验室<北京 &%%%#&#
$2德国明斯特大学物理化学研究所和纳米技术中心<威斯特法伦州 !H&!#$
摘<要!<为提高水性聚丙烯酸酯木器漆的耐磨性和硬度!进行纳米 -1$n= 浆料的制备及其对水性木器漆改性的
研究!探讨分析不同制备方法和 -1$n= 添加量对漆膜耐磨性和硬度的影响% 结果表明& 以聚丙烯酰胺为分散剂(聚
乙二醇和辛基酚聚氧乙烯醚为润湿剂(聚乙烯吡咯烷酮为稳定保护胶!在高速搅拌下制成的纳米 -1$n= 浆料!在透
射电镜下观察发现纳米 -1$n= 颗粒分布均匀!具有良好的分散性# 在不影响漆膜透明度的情况下!漆膜耐磨性和硬
度随 -1$n= 添加量增加得到提高!添加量在 &2C]时漆膜具有较好的耐磨性和硬度# 纳米杂合工艺法的漆膜耐磨性
和硬度优于后添加法制备的水性木器漆涂膜%
关键词&<纳米 -1$n= # 水性木器漆# 浆料# 耐磨性能# 漆膜硬度
中图分类号! ,qI=%<<<文献标识码!-<<<文章编号!&%%& F"!HH"$%&&#%# F%&%H F%I
收稿日期& $%%# F&& F$C# 修回日期& $%&% F%" F%H%
基金项目& 中国林业科学研究院木材工业研究所预研基金资助"e>J*$%%$ %
C#01< ’(c-&/$(. F-"$"#&(7-&(1V&/1(-""’)#6-R&(’Z*BJUL
8’1$)$-1c&#-/+’/(-c’’1A’&#$(.
.07T.M7T&"&2<.:=0>F%’R%%1 "#+.)#.0)1 D.#$)%&%7:%’"/0/.9%,.3/,:81-+)+3/,0/+%)<2.3.0,#$ V)3/+/4/.%’R%%1 V)143/,:!?89$2V)3/+/4/.%’!$:3+#0&?$.-+3/,:0)1 ?.)/.,%’B0)%/.#$)%&%7:;)+*.,3+/:%’Tg)3/.,*+"#/&7#&<,D34B346B6:M07 0V7670@-1$n= 91LBBZ678 E08MVM38 X6:3B[0B73X008 W06:M7TXM:D 7670@-1$n= 91LBBZX3B3
9:L8M38 M7 :DM94643B:0ME4B0Y3:D3X36BM7TB39M9:67W3678 D6B873990V:D3401Z6WBZ16:3W06:M7T07 :D39LBV6W30VX0085,D3
3V3W:90V:D34B346B6:MY3:3WD7MSL3678 :D3W07:37:90V7670@-1$n= 07 X36BM7TB39M9:67W3678 D6B87399X3B38M9WL99385
,D3B39L1:99D0X38 :D6:7670@-1$n= 91LBBZ! XDMWD X694B346B38 XM:D 401Z6WBZ16EM83! 401ZT1ZW01! 401Z0mZ3:DZ13730W:Z1
4D37Z13:D3B678 4B0:3W:MY3W010M8 [Z[368 EM1678 L1:B6907MW83YMW3! 9:0B38 9:6[1Z678 X699LM:6[13V0B:D39Z9:3E0V
X6:3B[0B73W06:M7T5,D391LBBZD68 T008 8M943796[M1M:Z678 -1$n= k34:M7 76709Mf30[93BY38 [Z,*;5,D3VM1E9D6Y3T008
X36BM7TB39M9:67W3678 D6B87399XD37 -1$n= W07:37:B36WD &2C] XM:D0L:WD67T3:D3:B67946B37W3[Z688M:MY35,D3
X36BM7TB39M9:67W3678 D6B873990V:D3DZ[BM8 VM1E9X3B3[3:3B:D67 :D6:0V:D3VM1E9EMm38 XM:D 7670688M:MY35
;-< =’/1"&<7670@-1$n= # X6:3B[0B73X008 W06:M7T# 91LBBZ# X36BM7TB39M9:67W3# D6B873990VVM1E
<<木器涂料在木材加工业中具有重要地位和作
用% 目前国内使用的木器涂料主要是溶剂型涂料!
含有大量有机挥发物 "/n($!部分涂料含有苯(甲
苯(二甲苯等高度致癌性物质!严重影响室内空气质
量和人类的身体健康% 欧盟从 $%%" 年起!对溶剂型
木器涂料释放的 /n(进行了严格的限制!几乎禁止
了溶剂型木器漆在室内的应用!这对我国木器漆行
业和油漆家具的出口贸易等形成了新的挑战% 为
此!国内开始加强水性木器漆的研究开发!水性木器
漆已逐渐成为家具涂料发展的方向%
水性木器漆具有的一些天然缺陷影响了其在市
场的发展!例如水性木器漆的漆膜软(耐温变性差(
不耐磨(成膜速度慢等 "岳慧艳! $%%C# 赵金榜!
$%%"$% 李剑"$%%!$对影响漆膜的耐磨性因素进行
了探讨!提出漆膜自身是 = 个重要因素之一#罗振扬
等"$%%C$利用纳米 -1$n= 对水性聚氨酯进行改性!
改善了涂膜的硬度和耐磨性# 雷霆等"$%%I$对用纳
米 -1$n= 增强磷化膜的耐磨性进行了研究% 研究
"龙玲等! $%%## 万祥龙! $%%"$表明&纳米 -1$n= 参
与丙烯酸酯乳液的杂合反应!可使纳米 -1$n= 浆料
在乳液中分布均匀!用该乳液为基本成膜物质!可制
备出耐磨性较好(硬度较高的聚丙烯酸酯水性木器
<第 # 期 龙<玲等& 纳米 -1$n= 改性水性木器漆耐磨性和硬度的研究
涂料% 陈中华等"$%%#$以钛酸酯为表面改性剂(聚
羧酸钠盐为分散剂!制备了纳米氧化铝浆料并添加
在水性木器漆中!漆膜硬度有一定提高%
利用纳米材料的最关键问题是对其进行表面改
性!使其与应用的体系匹配!并在最终产品中保持纳
米状态% 纳米粉体表面改性的方法很多!其基本原
理都是对粉体的表面进行相应的物理和化学处理!
包括表面包覆(表面接枝等!所有的表面改性都是在
纳米微粒的表面进行"J0E8D673./0&F! $%%!# 高濂
等!$%%=# 王宝利等! $%%I$%
本文采用纳米 -1$n= 对丙烯酸酯类水性木器漆
进行改性!以提高漆膜的耐磨性和硬度# 研究不同
添加量及改性方法对水性木器漆漆膜耐磨性和硬度
的影响% 本试验采用多层胶合板作为基材!表面涂
饰纳米 -1$n= 改性的水性木器漆!然后用磨耗试验
机检验涂层耐磨性能!并测定涂膜的铅笔硬度%
&<材料与仪器
>K>?材料
纳米 -1$n=& "相!纯度&##2##]!平均粒度
H% 7E!比表面积 "&$% w&%$E$’TF&#甲基丙烯酸甲
酯";;-!化学纯$(丙烯酸丁酯 "A-!化学纯$# 分
散剂(润湿剂(稳定剂(消泡剂等助剂# 多层胶合板%
>KJ?主要仪器
高速分散机"’Q^ %!$(砂磨机" ’i))$(超声波发
生器"iqC$%%Q*$(磨耗试验机"j;@)/型$(铅笔划
痕试验机(扫描电镜 "R),-(R)’@!=%%$(透射电镜
"j*;@$%&&! j*n.$等%
$<试验方法
JK>?水性木器漆的制备
纳米改性水性木器漆制备的关键在于纳米浆料
的制备与水性杂合木器漆乳液的合成! 纳米材料的
改性及浆料稳定性决定了杂合水性木器漆乳液和后
添加法制备纳米改性水性木器漆的性能%
纳米改性水性木器漆的方法有多种!本试验选
用 $ 种& 后添加纳米 -1$n= 浆料法#纳米杂合乳液
直接制备法%
$2&2&<纳米 -1$n= 浆料的制备<由于纳米 -1$n=
在空气中极易团聚!若直接参与水性木器漆乳液的
合成或直接添加在水性木器漆乳液中!分散效果都
很差!因此必须对纳米 -1$n= 进行表面改性处理!制
备成浆料%
在去离子水中加入一定比例的分散剂聚丙烯酰
胺(润湿剂聚乙二醇和辛基酚聚氧乙烯醚!在高速分散
条件下加入纳米氧化物!在砂磨速度为 $ %%% G
$ $%% B’EM7 F&的砂磨机中研磨!并加入适量聚硅氧烷类
消泡剂# 高速研磨 $ D 后!加入保护胶聚乙烯吡咯烷
酮!搅拌均匀# 然后用超声波发生器处理 ! D!得到纳米
-1$n= 浆料!置于阴凉处备用% 具体配方见表 &%
表 >?水性纳米 *BJUL 浆料配方
5&+@>?A’%9’(-(#"’)#6-=&#-/Z+&"-1(&(’Z*BJUL "B0//<
物料名称 )7TB38M37: 用量 -E0L7:bT 备注 J3E6Bk
去离子水 Q3@M07Mf38 X6:3B &H% G$%%
聚乙烯吡咯烷酮 >01ZYM7Z14ZBB01M8073 # G&% 分子质量 =% %%% ;013WL16BX3MTD:=% %%%
辛基酚聚氧乙烯醚 >01Z0mZ3:DZ13730W:Z14D37Z13:D3B $2% G$2= 润湿剂 e3:6T37:
聚乙二醇 >01ZT1ZW01 &2H G$2% 分子质量 I %%% ;013WL16BX3MTD:I %%%
聚硅氧烷 >01Z9M10m673 %2I G& 消泡剂 Q3V06EM7T6T37:
聚丙烯酰胺 >01Z6WBZ16EM83 =2I G! 分散剂 QM943B967:
纳米 -1$n= +670@-1$n= &H% G$%% "相 "4D693
<<
<<本试验采用透射电镜观察纳米 -1$n= 在浆料中
的分布状态% 由于样品是水性浆料!在做透射电镜
时样品处理方法与普通的固体或溶剂的样品有所差
别% 用取样器取 & 滴纳米浆料放入 %2C E.的小具
塞试管中!滴加乙醇到 %2! E.左右!封上塞子!在超
声波中超声 & D% 用毛细管取样品!吹落在底下垫滤
纸的铜网上!真空干燥 !H D 待用%
$2&2$<水性木器漆乳液的合成<本试验制备的水
性木器漆乳液是采用丙烯酸甲酯为原料制备的自交
联型丙烯酸乳液% 制备过程如下&
&$ 预乳化阶段<在三口烧瓶中加入 J@!=I!
’Q’!’A(!->’"%2! T$和去离子水"&%% T$!搅拌均
匀% 若制备纳米杂合乳液!在此时加入纳米氧化物
浆料!开动搅拌器%
将 ;;-!A-和 Q--;混合均匀!然后倒入恒
压滴液漏斗装置!向搅拌的预乳化反应三口烧瓶中
缓慢添加!在 =% EM7 内加完% 加料完毕后继续乳化
=% EM7!得到预乳化液%
$$ 聚合底液<在装有搅拌器(冷凝管(氮气保
护及加料装置的反应釜中!加入去离子水 &%H T!升
温至 H% r时!加入 ->’ %2! T!C EM7 后开始加预乳
化液!= G! D 加完% 保温 =% EM7!温度控制在 "# G
#%&
林 业 科 学 !" 卷<
H& r% 然后再加入 ->’ %2$ T!升温至 H" r!反
应& D%
冷却到 !% r!视情况加入适量消泡剂!并加
入 -;>@#C 调节 4R值至 " GH% 过滤!即得到水性
木器漆乳液% 水性木器漆乳液的合成配方如表 $
所示%
表 J?水性木器漆乳液的配方
5&+@J?8&e’/$(./-1$-(#"’)B&#-a 7’&#$(.
)’/=’’19/’107#"
物料名称 )7TB38M37: 用量 -E0L7:bT
甲基丙烯酸甲酯";;-$;3:DZ1E3:D6WBZ16:3 &%%
双丙酮丙烯酰胺
"Q--;$QM6W3:073@6WBZ106EM83
!
丙烯酸丁酯"A-$AL:Z16WBZ16:3 #I
烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵"J@!=I$
-1kZ14D3701401Z0mZ3:DZ13733:D3B6EE07MLE9L1V6:3
!
十二烷基硫酸钠"’Q’$ ’08MLE16LBZ19L1V6:3 =2I
碳酸氢钠"’A($ ’08MLE[MW6B[076:3 &2$
过硫酸铵"->’$ -EE07MLE43B9L14D6:3 &2%
去离子水 Q3@M07Mf38 X6:3B $%H
甲醛次硫酸氢钠"吊白块$
’08MLE9L14D0mZ16:3V0BE6183DZ83 适量
>B043BSL67:M:M39
叔丁基过氧化氢 ":@AR>n$
,3B:@[L:Z1DZ8B043B0mM83 适量
>B043BSL67:M:M39
三乙醇胺 ,B016EM73 适量 >B043BSL67:M:M39
消泡剂"+n>(n@H%=!$ Q3V06EM7T6T37: 适量 >B043BSL67:M:M39
纳米-1$n= 浆料"!%]$
+670@-1$n= 91LBZ
&% G&H
<<
$2&2=<水性木器漆的配制<水性木器漆的制备是
把上述合成的水性木器漆乳液和水以及一些表面活
性剂加到混合器中搅拌均匀!再增稠后存放备用!其
配方如表 = 所示% 此法可得常用的水性木器漆!而
纳米改性的水性木器漆的方法有多种!在基本不影
响涂膜透明度的情况下!试验添加的纳米 -1$n= 最
大用量不超过 &2C]%
表 L?水性木器漆的配方
5&+@L?8&e’/$(./-1$-(#"’)=&#-/+’/(-
7’&#$(. )’/=’’19/’107#"
物料名称 )7TB38M37: 用量 -E0L7:bT
去离子水去离子水 Q3@M07Mf38 X6:3B C% GH%
润湿流平剂 e3:678 13Y31M7T6T37: = GC
消泡剂 Q3V06EM7T6T37: $ G=
增稠剂 ,DMWk373B ! GI
成膜助剂 M^1EV0BEM7T688M:MY3 &% G&!
木器漆乳液 e008 W06:M7T16:3m H%% GHC%
蜡乳液 e6m3EL19M07 I% GH%
总计 ,0:61 & %%%
<<
JKJ?耐磨和硬度试验
$2$2&<漆膜样板制备<以多层胶合板作为基材!分
别把未改性木器漆(后添加纳米 -1$n= 法制备的木
器漆和纳米杂合木器漆按*漆膜一般制备方法"PAb
,&"$")&##$$+标准!使用漆膜涂布器按漆膜厚度
规定要求在基材上进行涂布!理论干膜厚度为 &H
’E% 把制备好的漆膜样板放置于阴凉(避光的条件
下干燥 & 周备用%
$2$2$<耐磨试验<采用 *实木复合地板 "PAb,
&H&%=)$%%%$+标准中的方法来检测漆膜样板研磨
&%% 转的磨耗值# 并继续研磨样板!当出现初始磨损
点时!记下研磨转数% 初始磨损点是指在 = 个象限
都出现了露底现象且面积均不少于 %2I EE$%
$2$2=<漆膜硬度试验<根据*色漆和清漆 铅笔法
测定漆膜硬度"PAb,I"=#)$%%I$+方法!采用铅笔
划痕试验机测定漆膜硬度%
=<结果与讨论
LK>?纳米 *BJUL 在浆料中的分散性
本试验先采用聚乙二醇和辛基酚聚氧乙烯醚作
为润湿剂!降低纳米 -1$n= 表面能!再用高分子阴离
子聚丙烯酰胺对纳米 -1$n= 表面进行包覆!此双层
改性具有明显的优点% 通过纳米 -1$n= 浆料的透射
电镜图"图 &$可以看出&纳米 -1$n= 没有团聚!对其
表面改性是成功的!表面改性剂的存在使 -1$n= 的
表面看上去更规整(更光滑% 由于纳米 -1$n= 粒径
较大!通过表面改性后!从电镜上观察到这种包覆不
是很清晰%
本试验制备的纳米 -1$n= 浆料固含量约为
!C]!颜色呈灰白色% 在室温下存放 $ 周未出现分
层现象!贮存稳定性较好%
LKJ?水性木器漆乳液的基本性能
木器漆用各类乳液目前尚无国家标准!均是以
各自企业标准为准% 对于丙烯酸酯类乳液!除了外
观(黏度(固体含量等一般常规性能检验外!还应对
乳液的稀释稳定性(钙离子稳定性(机械稳定性(冻
融稳定性等进行测试% 本试验制备乳液的技术指标
为& 黏度 I%% G& %%% >6’9!4R值 H G#!固体含量
!C] GC%]!(6$ c稳定性(机械稳定性(冻融稳定性
和稀释稳定性均通过!满足相关企业标准的要求%
未添加纳米浆料乳液呈蓝相乳白色!而加有纳米浆
料的乳液呈白色%
LKL?水性木器漆漆膜的耐磨性和硬度
分别对未改性水性木器漆(纳米杂合水性木器
漆(纳米后添加改性水性木器漆漆膜的耐磨性和硬
度进行测试!研磨 &%% 转的漆膜质量损失(耐磨转数
和硬度见表 !%
%&&
<第 # 期 龙<玲等& 纳米 -1$n= 改性水性木器漆耐磨性和硬度的研究
图 &<纳米 -1$n= 浆料透射电镜图
M^T5&<,*;0V:D37670@-1$n= 91LBBZ
表 M?纳米 *BJUL 改性水性木器漆的耐磨性和硬度
5&+@M?56-=-&/$(. /-"$"#&(7-&(16&/1(-""’)#6-(&(’Z*BJUL %’1$)$-1=&#-/+’/(-=’’17’&#$(.
纳米 -1$n= 添加量
-88M:M07 0V
7670@-1$n=
纳米添加法漆膜
,D37670@EMm38 E08MVM38 W06:M7TVM1E
纳米杂合法漆膜
,D37670@DZ[BM838 E08MVM38 W06:M7TVM1E
漆膜质量损失
e3MTD:1099
0VVM1EbT
耐磨转数
e36B@B39M9:M7T
B3Y01L:M07
漆膜硬度
R6B87399
0VVM1E
漆膜质量损失
e3MTD:1099
0VVM1EbT
耐磨转数
e36B@B39M9:M7T
B3Y01L:M07
漆膜硬度
R6B87399
0VVM1E
% %2&=! &C% $A %2&=! &C% $A
%2C %2&%" =%% A %2%#H !%% RA
&2% %2%#! H%% RA %2%HI & %%% R
&2C %2%H" & $%% R %2%H$ & !%% R
$2% %2%H$ & C%% R %2%H% & H%% $R
$2C %2%"H $ %%% $R %2%"! $ =%% $R
<<
<<由表 ! 可以看出&未添加纳米 -1$n= 的丙烯酸
酯类水性木器漆耐磨性很差!研磨 &C% 转时出现初
始磨损点!即出现露底现象!研磨 &%% 转的漆膜质量
损失达 %2&=! T!漆膜的铅笔硬度只达 $A%
随着纳米 -1$n= 在涂层中含量的增加!漆膜的
耐磨性逐渐增大!&%% 转质量损失逐渐减小% 在相
同纳米 -1$n= 添加量的情况下!杂合 -1$n= 水性木
器漆耐磨性能要优于纳米添加法水性木器漆# 当添
加量超过 &2C]时!涂饰木材的清晰度受到影响!漆
膜稍有些泛白!可用于有色面漆中% 清漆中添加量
一般不超过 &2C]%
当纳米 -1$n= 的添加量在 &2%] G&2C]时!对
于纳米杂合法漆膜!耐磨转数达到 & %%% G& !%% 转!
漆膜质量损失不超过 %2%H$ G%2%HI T’"&%% B$ F&#
对于纳米添加法漆膜!耐磨转数达到 H%% G& $%%
转!漆膜质量损失 %2%#! G%2%H" T’"&%% B$ F&%
随着纳米 -1$n= 在涂层中含量的增加!漆膜硬
度由 $A提高到 $R% 虽然在*室内用水性木器涂料
"RPb,=H$H)$%%I$+标准中!漆膜硬度达到A级就
合格!但对于家具漆膜!A级还是偏软% 当纳米
-1$n= 的添加量在 &2%] G&2C]时!对于纳米杂合
法漆膜!漆膜硬度达到 R级# 对于纳米添加法漆膜!
漆膜硬度达到 RAGR级%
-1$n= 的耐磨性及硬度是其本身具有的!可以
改善涂膜的硬度和耐磨性# 但在同样用量的情况
下!纳米 -1$n= 和粒径较大的 -1$n= 的改善效果有
差异!对涂膜性能的影响也不一样% 非纳米的
-1$n= 浆料易沉淀!因此与涂料混合或在涂料合成
过程中加入!所制得的涂料会有沉淀!即使在不断搅
拌作用下涂饰板材!改性效果不会很好!因为大无机
颗粒与有机材料没有很好的作用力!其次容易在溶
液中沉降!在成膜后易从膜中脱落% -1$n= 纳米化
的作用是为了增强与有机分子作用力(降低用量(改
良涂层# 同时纳米 -1$n= 在涂层中的用量是有限
的!超过一定用量就会改变漆膜性能!如降低漆膜的
附着力(涂膜颜色发白(透明性差等%
纳米杂合乳液法"J08B|TL3f./0&5! $%%=$是合成
预乳化阶段加入纳米浆料!所得到乳液的基本性能
与普通乳液相近!通过添加不同浆料量而制备不同
纳米 -1$n= 含量的水性木器漆乳液!此法的优势是
纳米材料与乳液的结合好(稳定性强#后添加法的优
势是可以精确地控制纳米浆料的量%
无机纳米氧化物与高分子复合得到的高聚物兼
有无机材料和有机材料的优异性能!两者的杂化改
性通常是先通过有机表面活性剂对无机材料进行表
面改性% 在杂合的过程中!由于改性的无机纳米材
&&&
林 业 科 学 !" 卷<
料的表面性质与高分子材料具有亲合作用!使无机
纳米材料保持其原始状态均匀地分布在高分子材料
当中!其表面的活性剂会和高分子链具有弱的化学
键!从而得到的有机无机杂合材料具有较好稳定性%
在本试验中!对于纳米杂合乳液直接制备法!纳米
-1$n= 经过改性后!其表面的性质发生了改变!与丙烯
酸酯相亲的部分可能在聚合的过程中与丙烯酸聚合
物形成水包油乳状液!其粒径一般在 &C% GC%% 7E之
间!粒径小于 &%% 7E的 -1$n= 可能进入丙烯酸乳液
的内部!被全部或部分包覆# 对于后添加纳米 -1$n=
浆料法!-1$n= 可能分散于丙烯酸乳液之间%
图 $!= 为木器漆漆膜在液氮中碎断面的扫描电
镜图% 从图中可以看出&纳米材料的加入!提高了聚
合物的机械胶合作用% 由图 $ 可以看出&断面的裂
纹不是很明显(漆膜易断(抗破坏力小!所以在耐磨
性能上提高不多% 图 = 中则有明显的因抵抗外力而
产生的不平整断裂面!漆膜抗破坏力大大增强!因此
在耐磨性上也有所提高% 比较图 $ 和图 =!杂合乳
液制备的纳米水性木器漆的断面比后添加法制备的
纳米水性木器漆具有更好的抗破坏能力!表现出更
好的耐磨性能%
图 $<纳米 -1$n= 添加水性木器漆漆膜
断面扫描电镜图
M^T5$<’*;0V[B36k 9LBV6W30V:D3EMm38
7670@-1$n=W06:M7TVM1E
图 =<纳米 -1$n= 杂合水性木器漆漆膜
断面扫描电镜图
M^T5=<’*;0V[B36k 9LBV6W30V:D3DZ[BM8 7670@-1$n=W06:M7TVM1E
纳米 -1$n= 可以提高聚丙烯酸酯的断裂韧度
已经有所报道"UM1E6f./0&F! $%%"$% 纳米材料具有
很高的比表面积!可与有机聚合物中的链形成多种
次价健结合力!在应力作用下!这种结合力可以被破
坏!使大分子链从纳米表面局部滑脱# 同时这种作
用力又可重新形成!使聚合物链的滑脱部分或另外
部分与纳米材料重新结合!使得在应力作用时不易
被破坏% 因此!纳米杂合工艺制备的水性木器漆的
耐磨性与硬度优于后添加法制备的水性木器漆%
!<结论
采用聚乙二醇和辛基酚聚氧乙烯醚作为润湿
剂!降低纳米 -1$n= 表面能!再用聚丙烯酰胺对纳米
-1$n= 表面进行包覆!以聚乙烯吡咯烷酮 ">/>$为
稳定保护胶!在高速搅拌下制成的纳米 -1$n= 浆料!
在透射电镜下观察发现纳米 -1$n= 颗粒分布均匀!
具有良好的分散性%
本试验制备的纳米 -1$n= 改性的水性聚丙烯酸
酯木器漆!显著地改善了漆膜的耐磨性和硬度!在不
明显影响漆膜透明度的情况下!纳米 -1$n= 的添加
量可达到 &2C]!此时漆膜硬度达到 R!耐磨转数超
过 & %%% 转!漆膜质量损失小于 %2%# T’"&%% B$ F&%
纳米 -1$n= 参与丙烯酸酯和功能性单体的杂合
反应!合成纳米化聚丙烯酸酯系聚合物乳液!可使纳
米 -1$n= 浆料在乳液中分布均匀!涂膜干燥过程中
不会发生迁移!因而用该乳液为基本成膜物质!可制
备出耐磨性较好(硬度较高聚丙烯酸酯水性木器涂
料% 该杂合法制备的漆膜!在纳米 -1$n= 添加量为
%2C]时!&%% 转质量损失低于 %2& T!耐磨转数 !%%
转!硬度达到 RA# 添加量 &2C]时!&%% 转质量损失
%2%H$ T!耐磨转数 & !%% 转!硬度达到 R%
采用后添加法制备的改性水性木器漆漆膜!在
纳米 -1$n= 添加量为 %2C]时!&%% 转质量损失低于
%2&%" T!耐磨转数 =%% 转!硬度达到 A# 添加量
&2C]时!&%% 转质量损失 %2%H" T!耐磨转数 & $%%
转!硬度达到 R%
杂合法制备的水性木器漆漆膜!其耐磨性和硬
度优于后添加法制备的漆膜%
参 考 文 献
陈中华! 刘冬丽! 余<飞5$%%#2纳米氧化铝浆料制备及其在水性
木器漆中的应用5涂料工业! =#"$$ & C! FCH5
高<濂!孙<静!刘阳桥5$%%=5纳米粉体的分散及表面改性5北京&化
学工业出版社5
李<剑5$%%!2影响漆膜耐磨性测定因素的探讨5上海涂料!
!$"C$ & =! F=C5
$&&
<第 # 期 龙<玲等& 纳米 -1$n= 改性水性木器漆耐磨性和硬度的研究
龙<玲! 万祥龙5$%%#5水性木器漆乳液(水性木器漆及其制备方
法5专利号& O.$%%" & %&$%$&C2"5
罗振扬! 沈吉静! 赵石林5$%%C2纳米氧化铝对水性聚氨酯硬度和
耐磨性能的影响5化学建材! $&"!$ & &! F&C!
雷<霆! 李淑英5$%%I2纳米-1$n= 增强磷化膜耐磨性的研究5材料
保护! =#"!$ & &I F$%5
万祥龙5$%%"2纳米改性水性木器漆的制备与性能研究5中国矿业
大学硕士学位论文5
王宝利! 朱振峰5$%%I5无机纳米粉体的团聚及表面改性5陶瓷学报!
$""&$ &&=C F&=H5
岳慧艳5$%%C5水性木器涂料的发展现状及存在问题5涂料与应用!
=C"!$ &! F"5
赵金榜5$%%"5我国水性木器涂料的研究进展及前景5技术进展!
$$"H$ &$& F$=5
J08B|TL3fJ! *9:3Y3f;! /6BT69’! ./0&F$%%=5RZ[BM8 W3B6EMW@
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!责任编辑<石红青"
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