滑石粉界面改性對水性木器UV涂料耐液性能的影響

藺秀媛 閆小星 王宇飛

摘 要：本文著重探索研究水性UV涂料的改性，以滑石粉為主要材料對水性涂料進(jìn)行改性，同時對工藝參數(shù)進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，最后對制備出的水性UV固化木器涂層耐液性進(jìn)行參數(shù)化分析測試。

關(guān)鍵詞：滑石粉;水性UV涂料;耐液性能

水性聚氨酯涂料應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涉及木器、建筑、航空等領(lǐng)域，是一種比較常見、發(fā)展迅速的涂料。[1]由于該涂料使用安全、簡單便捷、節(jié)省原材料、成本低廉、無環(huán)境污染，其在被廣泛應(yīng)用的同時也擁有了良好的發(fā)展前景。[2]本文著重于探索研究水性UV涂料的改性，通過滑石粉對水性UV進(jìn)行改性，并且對涂層的耐液性能進(jìn)行了測試。

1 實驗部分

實驗材料：水性UV地板漆、木層基板、滑石粉實驗試劑、耐液性測試劑。實驗設(shè)備與儀器：光固化機(jī)、一次性杯、玻璃棒、電子秤、保鮮膜。實驗過程：從預(yù)實驗開始，通過對實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)分析，找出耐液的臨界點。分別做幾組獨立實驗，看其影響耐液性能的程度并綜合得出改性結(jié)果。

2 測試性能及方法

首先對改性涂劑進(jìn)行配置，用3g的UV涂料配以每組正交實驗所需的改性劑量，進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬笸坑趯嶒炗媚緦踊迳希蠓湃胱贤鉄艄袒瘷C(jī)中，根據(jù)實驗設(shè)計方案的要求設(shè)定好干燥時間與紫外燈盞數(shù)。待干燥完畢后，用實驗標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制好的耐環(huán)境測試液均勻涂抹于測試板表面，并用保鮮膜密封。[3]待72h的耐液測試結(jié)束后，打開保鮮膜，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)讀出其耐環(huán)境的級數(shù)，統(tǒng)計完實驗數(shù)據(jù)后，根據(jù)正交實驗極差分析法找出最優(yōu)組并根據(jù)最優(yōu)組做出獨立實驗方案進(jìn)行更進(jìn)一步的實驗分析。

3 結(jié)果與討論

3.1 NaOH

在該正交實驗中，3組樣品在進(jìn)行標(biāo)號分類后，對照以下因素進(jìn)行實驗：滑石粉質(zhì)量（A）0.10-0.50g、干燥時間（B）2-5min、UV燈盞數(shù)（C）1-3盞。每個因素選兩個水平。因素A第一第二水平分別是滑石粉質(zhì)量0.10g、滑石粉質(zhì)量0.50g。因素B第一第二水平分別是干燥時間2min、干燥時間5min。因素C第一第二水平分別是UV燈3盞、UV燈1盞。

表1顯示了上述3個因素對耐堿液的影響，對于同一個因素計算了它們第一個水平的平均值（I）和第二個水平的平均值（II），在同一列中，計算了因素相對應(yīng)的最大平均值和最小平均值的極差（R）。[4]R數(shù)值越高，所涉及水平對其性能的影響效果就越明顯。[5]通過比較極差R的數(shù)值，可以發(fā)現(xiàn)這3個因素（滑石粉質(zhì)量、干燥時間、UV燈盞數(shù)）的作用影響基本持平。

3.2 墨水

用相同的方法，對耐墨水性能進(jìn)行了正交實驗。實驗結(jié)果如表2所示。

3.3 乙醇

用相同的方法，對耐乙醇性能進(jìn)行了正交實驗。實驗結(jié)果如表3所示。R數(shù)值越高，所涉及因素對性能的影響效果就越明顯。[6]通過比較極差R的數(shù)值，可以發(fā)現(xiàn)這3個因素（滑石粉質(zhì)量、干燥時間、UV燈盞數(shù)）的作用影響基本持平。

從正交實驗可以看出，對于界面的耐液性能影響來說，滑石粉的量的多少是一個主要影響因素。所以，針對這個主要因素，在上述正交實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了獨立實驗，以進(jìn)一步研究滑石粉的量的多少對耐液性的影響。由于對耐墨水波動幅度較大，影響效果最明顯，并從正交表中分析得出固定干燥時間為40min，UV燈為1盞燈時影響顯著，所以改變滑石粉的量為0g、0.1g、0.2g、0.4g、0.5g來進(jìn)行獨立實驗。

4 獨立實驗分析

通過極差計算結(jié)合數(shù)據(jù)分析從正交實驗中選出第2組（墨水）作為正交實驗組，實驗設(shè)計與結(jié)果如表4：

5 結(jié)語

從表4可以看出，滑石粉取0.1g，干燥時間40min，UV固化燈在1盞的時候，耐乙醇性能為一級，耐墨水性能為一級，耐堿液性能為一級，即為其綜合耐液性最好。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：藺秀媛（1998—），女，本科在讀，主要從事家具設(shè)計與制造方面的研究。

通訊作者：閆小星（1981—），女，副教授，主要從事染色與涂料性能研究。