二氧化硅消光粉在木器漆中的应用

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水性木器漆具有低污染、不燃、施工方便等优点，受到人们的青睐，并已在家庭装修和家具涂装中得到应用。水性哑光清漆涂膜具有木纹清晰、自然、外观均匀一致的特点，人不易出现审美疲劳，尤其受到广大消费者的喜爱和认可。但水性树脂以水作为分散介质，分散和承载颜填料的能力较差，由其制备的哑光清漆常因消光剂分散不好而在贮存时产生硬沉淀，因此选择和合理使用消光剂是成功配制水性木器哑光清漆的关键技术之一。

一、消光剂的消光机理
光泽是物体表面对光的反射特性，当入射光线照射漆膜表面时，会发生反射和散射。漆膜表面平整，反射部分越大，光泽度越高，反之若漆膜表面凹凸不平，非常粗糙，则散射部分增大，光泽度就低，即产生了消光的效果[1]，

消光剂的加入使漆膜表面变得粗糙不平整，造成光线的乱反射以削弱反射光强度，从而达到消光目的，显然，消光剂加入后若使漆膜表面越粗糙，则其消光效果越好。

二、消光剂的种类
常见消光剂的种类有三：金属皂、蜡、功能性体质填料。
1 金属皂
金属皂是早期人们在溶剂型涂料中常用的一种消光剂。它以非常细的颗粒悬浮物分散在涂料里，成膜时分布在漆膜表面使漆膜表面产生微观粗糙度，降低了漆膜表面光的反射。主要有硬脂酸铝、锌、钙等。由于它们与水性树脂的极性相差太大，很难将其分散于水中，因此在水性木器涂料中不能使用。
2 蜡
蜡也是应用较早的一种消光剂。它在涂料施工后，在漆膜干燥过程中，蜡逐渐析出，形成微细的结晶，浮于漆膜的表面，而形成一层粗糙面，从而起到消光作用，但蜡层在漆膜表面也会阻止溶剂的挥发，影响漆膜干燥。消光蜡主要有低分子聚乙烯、聚丙烯类等，它们不仅能够消光，而且能赋予漆膜良好的耐擦伤性和好的手感，在溶剂型涂料中通常蜡与二氧化硅类消光剂拼合使用。溶剂型涂料中使用的消光蜡在水性树脂中不能分散，不能直接使用，为此有商家将其制成水乳蜡，以便能用于水性体系，但能真正商业化用于水性体系的消光型水乳蜡并不多见，而且还存在与水性树脂相容的问题，若相容性不好，会使体系中水乳蜡或水性树脂发生破乳或凝胶等。
3 功能性体质填料
功能性体质填料属于无机填充型消光剂，在漆膜干燥时，由于密度轻，会浮在漆膜表面，使漆膜表面形成微粗糙，从而起到消光作用。功能性体质填料主要有硅藻土、合成二氧化硅等。其中合成二氧化硅具有高消光性，其折射指数约为 1.46，与树脂的折射指数(1.4～1.6)最为相近，对漆膜的透明性影响较小，涂装在木器尤其深色木器表面不易发白，因此在溶剂型哑光木器涂料中得到广泛使用。

三、消光剂的消光效果
在相同加量条件下，丙烯酸乳液涂膜的光泽度低，即消光剂对丙烯酸乳液的消光效果好于水性聚氨酯；随着消光剂的加量增大，无论是水性聚氨酯还是丙烯酸乳液其漆膜的光泽度变低，也即消光效果越好。合成气相二氧化硅消光剂的消光效果主要由孔隙率、粒径大小、表面处理等来决定，一般来讲, 平均粒径越小，涂料透明性越好,使涂层的表面手感较好,但消光效率差; 平均粒径越大，涂料消光效果越好, 但同时也使涂层表面较粗糙；在相同粒径的情况下，消光粉孔隙率越高能够得到很高的消光效率；反之，相同粒径下，消光粉的孔隙率越低，消光效果相对较弱；未处理的消光粉，吸油量大，触变性大，不易分层沉降，但是容易产生硬沉淀，透明性和消光性要好于相当的蜡处理消光粉，经过有机蜡处理的消光粉，吸油量小，易分层沉降，但它是软沉淀，而且有机物处理的消光粉比未经处理的消光粉的消光效率要低一些。

四、消光粉在木器漆生产中的重要
作用针对水性涂料和油性涂料特殊要求, 可选用某些特殊的添加剂, 其总量不会超过5% 。其中哑光漆根据哑度要求不同消光粉可在0～4%之间选择。水性漆比溶剂性漆容易消光, 全哑水性木器漆中消光粉的用量也不会超过4% 。
室内用水性木器漆很少用紫外吸收剂，对用TDI制的乳液或水分散体生产的清漆以及户外用漆，特别是户外用白漆最好添加0.2～0.6%的紫外吸收剂，以阻止光降解和降低光致变色的速度。防锈剂的用量为0.05～0.3%, 憎水剂的用量为0.1～5%, 增滑剂为0.1～0.5% 等等。
双组份水性木器漆所用交联剂用量, 依交联机理不同和品种不同有很大差别, 少的只加1%～3%已足，多的可能用到30%～50%才能有很好的交联效果。
配方中常常要加入部分去离子水，一般不超过10%，主要作用是调节粘度，改善施工性能，或用来溶解某些组分，配制漆时利于添加混合。

五、消光剂的使用
消光剂在运输和贮存等过程中易形成聚集体，与一般颜填料不同，消光剂的分散并不需要采用强剪切力的设备，若采用砂磨机、三辊磨等研磨，则会使消光剂过度分散，反而降低消光效果。消光剂的加入有两种方式：直接添加法和预制消光浆添加法。两种添加方法各有特点。直接添加法的工艺简单，对任何体系，可根据漆膜需要达到的光泽来确定消光剂的添加量，还可根据需要对涂料的配方参数如固体分等做出调节，另外可提高用低固含量树脂(如水性聚氨酯等)配制的涂料的固体分，增加了一道刷涂厚度，从而增加了漆膜的丰满度。但由于水性树脂的浸润性差，消光剂直接添加在水性树脂中较溶剂型体系难分散，需要更长的分散时间，这可能会使机械稳定性差的水性树脂产生凝聚物甚至破乳。预制消光浆添加法只需在较短的时间内将消光浆分散均匀，提高了生产效率，尤其适用规模化生产。但消光浆中消光剂的浓度一般低于 20%，孔隙率高的消光剂配制的消光浆的有效浓度更低，若配制低光泽的涂料，将会严重降低涂料的固体分，而且消光浆中含有其它组分，添加到涂料中后，影响涂料的最终配方，尤其是不同光泽的涂料的配方相差较大，配方设计者必需考虑到这些改变，并根据需要作相应的调整，以确保最终涂料的性能不受影响。