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2024-12-20 79
世界各地的消费者都希望他们的木地板、装饰和橱柜看起来和摸起来感觉自然,这就需要一种光滑、透明、低光泽的涂层来保护木材。此外,人们还需要更容易清洁且挥发性有机碳 (VOC) 含量较低的水性木器涂料。然而,这些木器涂料还必须具有出色的机械和化学抗性,才能足够耐用,使最终的木制品具有足够的使用寿命。
目前,低 VOC 水性木器涂料仍然比使用较硬树脂的溶剂型木器涂料更容易磨损、刮擦和损坏。
蜡基消光剂可用于达到半哑光光泽度,并具有相当程度的抛光和抗划伤性,而天然和有机聚合物填料可以达到稍低的光泽度。然而,深哑光木器饰面(60° 光泽度小于 5 GU 和 85° 光泽度远小于 20 GU)通常需要使用含有二氧化硅基消光剂的涂料。由于制造工艺的原因,二氧化硅基消光剂具有粗糙、不规则的表面和相当大的孔隙率。
这些二氧化硅的表面处理可以改善其触觉特性,使其更适合某些类型的粘合剂和涂料类型;然而,消光机制保持不变——光从干燥涂层表面的粗糙表面漫反射。也就是说,有机填料和二氧化硅基消光剂都可以在较高使用水平下增加涂层的粘度,并且往往易碎,特别是在许多木材表面所经历的条件下;因此,当摩擦力破坏最靠近表面的颗粒边缘时,含有它们的木材涂层可能会经历抛光或打磨。最终结果是表面粗糙度的损失,光泽度增加,消光减少。因此,任何能够实现抗抛光的深哑光木材涂层的技术都将真正改变游戏规则。
大约十年前,国外开发了一种连续生产球形沉淀二氧化硅和碱性铝硅酸盐的工艺,这些工艺被证明可用作牙膏组合物中的磨料清洁剂。这种新工艺将酸化剂和碱金属硅酸盐连续送入包含液体反应介质流的环路反应区,可以使用多种反应条件运行,以生成具有独特性能的球形二氧化硅颗粒。此外,生产具有非常低的表面积、低吸油率和极窄粒度分布的球形沉淀二氧化硅颗粒的能力也成为可能。
这些特性使得沉淀二氧化硅颗粒的生产成为可能,这种颗粒在涂料配方中特别有用,因为这些新的球形沉淀二氧化硅不会引起粘度的显著增加,而大多数商用沉淀二氧化硅和铝硅酸盐的吸油值要高得多。
这些新型沉淀二氧化硅的形态与磨碎的矿物或其他沉淀二氧化硅截然不同。幸运的是,这些新型二氧化硅颗粒被发现可用于提高室内建筑涂料的耐磨性和耐湿擦洗性,以及改善粉末涂料配方的消光性和物理性能。
建筑涂料的初步研究集中在平均粒径在 5 到 15 微米之间的球形沉淀二氧化硅上,用较硬的球形二氧化硅代替平光涂料中较软的碳酸钙。然而,在木材涂料配方中对这些首批球形二氧化硅的评估突出了两个挑战。这些粒子的球形特性加上相对于液体涂料介质更高的比重,往往会使它们从粘度较低的木材涂料配方中沉淀出来。此外,第一批球形二氧化硅的粒径足够大,足以对涂层的透明度产生不利影响。
最近,人们设计和生产了粒径较大和较小的球形二氧化硅;人们发现,它们可以显著提高室内建筑涂料的耐湿擦洗性和耐抛光性。既然可以生产出中值粒径较小的球形二氧化硅,人们决定重新审视这种新二氧化硅技术在木材涂料中的性能,希望较小的球形二氧化硅仍然可以提高涂层的耐久性,但对其透明度的影响较小。
此外,气相二氧化硅流变改性剂技术的进步为提高水性木材涂料的低剪切粘度提供了一种新的选择。 因此,现在似乎可以生产出具有足够高的低剪切粘度以防止球形颗粒沉淀的合适木材涂料配方。