纳米碳化硼对水性聚氨酯木器涂料性能的影响
发布时间：2021-04-19 02:24
围绕水性聚氨酯木器涂料（WPU）,以纳米碳化硼（B4C）为改性剂,采用物理共混的方法制备改性水性聚氨酯木器涂料,利用磁力搅拌和超声处理的方式提高B4C的分散性,从而改善WPU的硬度、耐磨性和附着力等,通过扫描电子显微镜（SEM）观察不同添加量下纳米B4C在涂层中的分散性。结果表明:纳米B4C的添加显著增强了固化后水性聚氨酯涂层的硬度、耐磨性和附着力,但光泽度和涂料黏度有所下降。当B4C添加量为3%时,涂层表面B4C分散均匀,漆膜表面没有产生明显粗糙感,没有明显团聚现象产生;改性水性聚氨酯的涂层力学性能达到最佳,涂层硬度由2H提高至4H;涂层耐磨性与未改性涂层相比明显提高,磨耗量降低50%,最佳磨耗量为0.042 g;涂层附着力没有明显变化,在B4C各添加量配比下均保持1级;涂层的光泽度随着B4C的添加逐渐降低,由18.6%变为8.3%。碳化硼改性水性聚氨酯涂料的制备原理简单、实验过程易操作且绿色无污染,为纳米改性...
【文章来源】：林业工程学报. 2020,5(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
B4C改性水性聚氨酯涂料的反应过程
B4C添加量对改性WPU黏度的影响见图2。随着纳米B4C的添加量逐渐增加，1%～3%时，改性WPU涂料的黏度呈下降趋势，这可能是因为B4C在逐渐添加的过程中，硬度较高且化学性能稳定，涂料的固含量上升导致涂料的黏度下降。3%～5%时，改性WPU的黏度逐渐平稳，可能是因为随着B4C的继续添加，其在WPU涂料中产生了团聚现象，不能充分分散在WPU涂料中，改性WPU涂料黏度趋于平衡。当B4C添加量为3%时，改性涂料黏度为573 mPa·s。同时，随着B4C添加量的增加，改性水性涂料的固含量呈线性增长，水性聚氨酯涂料的固含量由42.1%增加至46.7%，说明添加B4C能增加水性聚氨酯涂料的固含量，改性水性聚氨酯涂料固含量的增加可以减少水性聚氨酯涂料的固化时间，从而提升其固化的效率。2.2 纳米B4C分散性对涂层分散情况的影响
纳米B4C在水性涂料中的分散性是无机纳米材料改性中最关键的一步，也是现阶段改性的难点之一，本研究将纳米B4C在水性聚氨酯涂料中分散后涂饰在桦木板材上，通过SEM电镜观察B4C在其涂层表面的分散性。纳米B4C在涂层表面的分散情况见图3。从图3可以看出，当添加量为0%时，表面光滑无异常;当添加量在1%～3%时，纳米B4C在图层中分散性良好，仅小部分区域发生团聚;当添加量为3%时，纳米B4C与水性聚氨酯形成了链状结构，说明其在水性聚氨酯涂料中均匀分散并形成了稳固的结构，此时涂层的性能达到最佳;当添加量大于3%时，纳米B4C在涂层中团聚现象增多，分散性能逐渐下降，这可能是因为添加量过多，增大了纳米碳化硼团聚的可能，此时不应继续添加纳米B4C。2.3 纳米B4C添加量对涂层光泽度的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性纤维素纳米晶/水性聚氨酯复合材料的制备[J]. 袁爱宁,陶灿,谢功山,鲍俊杰,许戈文,黄毅萍. 应用化工. 2019(06)
[2]有机醇改性多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料[J]. 王少辉,侯彩英,马国章,李莎莎,段华锋,王贺之,郝晓刚. 热固性树脂. 2018(06)
[3]功能化石墨烯和有机硅双重改性水性聚氨酯的结构与性能研究[J]. 赵昭,马兴元,张铭芮,刘帅,丁博,韩振斌. 现代化工. 2018(10)
[4]纳米晶体与蓄光型发光材料复合改性水性聚氨酯木器涂层的物理力学性能研究[J]. 潘泽华,吴燕,唐沁雯,王晶,黄子轩,詹先旭,杨峰. 家具. 2018(03)
[5]纳米金刚石改性水性聚氨酯的制备及性能研究[J]. 葛硕硕,张萍波,蒋平平,唐敏艳,俞晓琴,包燕敏,高学文. 化工新型材料. 2017(12)
[6]纳米SiO2改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能[J]. 董永兵,周艳明,吉轩,原丽平,王刚,马国章. 中国胶粘剂. 2017(11)
[7]改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能[J]. 李晓东,蒯珊,岑豫皖,王文将,张千峰. 材料保护. 2017(09)
[8]纳米技术在耐磨涂料中的应用[J]. 肖龙,鄢冬茂,胥维昌. 现代涂料与涂装. 2017(07)
[9]木家具硝基漆涂饰车间VOC排放治理[J]. 祁忆青,李晓菊,黄琼涛. 林业科技开发. 2015(04)
[10]国内外水性木器涂料发展现状及趋势[J]. 刘国杰. 现代涂料与涂装. 2014(11)
硕士论文
[1]碳化硼/有机硅复合材料的制备及性能研究[D]. 文全东.西南科技大学 2018
[2]水性环氧中子屏蔽涂料的研制[D]. 桂霞.天津大学 2007
本文编号：3146639
【文章来源】：林业工程学报. 2020,5(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
B4C改性水性聚氨酯涂料的反应过程
B4C添加量对改性WPU黏度的影响见图2。随着纳米B4C的添加量逐渐增加，1%～3%时，改性WPU涂料的黏度呈下降趋势，这可能是因为B4C在逐渐添加的过程中，硬度较高且化学性能稳定，涂料的固含量上升导致涂料的黏度下降。3%～5%时，改性WPU的黏度逐渐平稳，可能是因为随着B4C的继续添加，其在WPU涂料中产生了团聚现象，不能充分分散在WPU涂料中，改性WPU涂料黏度趋于平衡。当B4C添加量为3%时，改性涂料黏度为573 mPa·s。同时，随着B4C添加量的增加，改性水性涂料的固含量呈线性增长，水性聚氨酯涂料的固含量由42.1%增加至46.7%，说明添加B4C能增加水性聚氨酯涂料的固含量，改性水性聚氨酯涂料固含量的增加可以减少水性聚氨酯涂料的固化时间，从而提升其固化的效率。2.2 纳米B4C分散性对涂层分散情况的影响
纳米B4C在水性涂料中的分散性是无机纳米材料改性中最关键的一步，也是现阶段改性的难点之一，本研究将纳米B4C在水性聚氨酯涂料中分散后涂饰在桦木板材上，通过SEM电镜观察B4C在其涂层表面的分散性。纳米B4C在涂层表面的分散情况见图3。从图3可以看出，当添加量为0%时，表面光滑无异常;当添加量在1%～3%时，纳米B4C在图层中分散性良好，仅小部分区域发生团聚;当添加量为3%时，纳米B4C与水性聚氨酯形成了链状结构，说明其在水性聚氨酯涂料中均匀分散并形成了稳固的结构，此时涂层的性能达到最佳;当添加量大于3%时，纳米B4C在涂层中团聚现象增多，分散性能逐渐下降，这可能是因为添加量过多，增大了纳米碳化硼团聚的可能，此时不应继续添加纳米B4C。2.3 纳米B4C添加量对涂层光泽度的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性纤维素纳米晶/水性聚氨酯复合材料的制备[J]. 袁爱宁,陶灿,谢功山,鲍俊杰,许戈文,黄毅萍. 应用化工. 2019(06)
[2]有机醇改性多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料[J]. 王少辉,侯彩英,马国章,李莎莎,段华锋,王贺之,郝晓刚. 热固性树脂. 2018(06)
[3]功能化石墨烯和有机硅双重改性水性聚氨酯的结构与性能研究[J]. 赵昭,马兴元,张铭芮,刘帅,丁博,韩振斌. 现代化工. 2018(10)
[4]纳米晶体与蓄光型发光材料复合改性水性聚氨酯木器涂层的物理力学性能研究[J]. 潘泽华,吴燕,唐沁雯,王晶,黄子轩,詹先旭,杨峰. 家具. 2018(03)
[5]纳米金刚石改性水性聚氨酯的制备及性能研究[J]. 葛硕硕,张萍波,蒋平平,唐敏艳,俞晓琴,包燕敏,高学文. 化工新型材料. 2017(12)
[6]纳米SiO2改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能[J]. 董永兵,周艳明,吉轩,原丽平,王刚,马国章. 中国胶粘剂. 2017(11)
[7]改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能[J]. 李晓东,蒯珊,岑豫皖,王文将,张千峰. 材料保护. 2017(09)
[8]纳米技术在耐磨涂料中的应用[J]. 肖龙,鄢冬茂,胥维昌. 现代涂料与涂装. 2017(07)
[9]木家具硝基漆涂饰车间VOC排放治理[J]. 祁忆青,李晓菊,黄琼涛. 林业科技开发. 2015(04)
[10]国内外水性木器涂料发展现状及趋势[J]. 刘国杰. 现代涂料与涂装. 2014(11)
硕士论文
[1]碳化硼/有机硅复合材料的制备及性能研究[D]. 文全东.西南科技大学 2018
[2]水性环氧中子屏蔽涂料的研制[D]. 桂霞.天津大学 2007
本文编号：3146639
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