石油樹脂在硝基透明膩子中的應用研究

呂維華，楊 智，趙立祥，夏德強，張歆婕

（蘭州石化職業技術學院，甘肅蘭州 730060）

實木家具主要是指用胡桃木，紅木（紫檀、花梨、雞翅木）、水曲柳、橡木、柚木、櫸木等名貴木材制作的柜、桌、椅、凳、門、床、沙發、屏風、裝飾架等家居用品，有中式、歐式、美式、法式、英式、韓式、地中海、東南亞等地域風格之分，現代與古典風格幾乎平分秋色。制作和使用實木家具，追求的就是木材自然真實紋理，優質材料，配搭精美造型和清新自然花紋，盡顯淳樸、典雅、大氣，襯托出家居雍容華貴，是財富與成就的象征。

樹木在生長、砍伐、貯存、制作過程中難免會產生坑、孔、洞、結、疤、釘眼、劃痕等瑕疵，要想顯露木紋，就需用透明膩子填坑堵洞、封閉毛孔、阻止滲漆、打磨找平，即便偶有疤痕，也希望毫無破綻地被修復。如果用普通膩子，別說花紋會被掩蓋，結疤瑕疵會更加明顯。

常用透明底漆有水性和溶劑型兩種。前者雖然環保，但木質家具容易吸水變形、裂縫，而且發白、不透底，影響美觀，因此高檔家具一般不建議使用。溶劑型主要有聚酯（PE）、聚氨酯（PU）和硝基透明膩子，它們所使用的透明填料大都是遮蓋力小的普通填料，漆膜達不到完全通透，總有一層白霧罩在表面，花紋不清晰；另外，PE、PU 型干燥時間長，每涂刷一遍都需干燥24 h 以上，影響施工周期，且用多少配多少，現用現配，用不完的漆只能廢棄，造成浪費[1-15]。為此，本實驗選用硝化纖維素為成膜物，創新性地選用石油樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型填料制漆，以解決市售透明膩子透明性較差問題。

1 實驗部分

1.1 主要原料與儀器（見表1）

表1 主要原料儀器Tab.1 Main raw materials and instruments

1.2 硝基透明膩子制備

1.2.1 各類樹脂制備 專用稀釋劑制備：用丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙醇、正丁醇、甲苯等有機溶劑，按不同比例配制而成。

硝化棉液制備：選用硝化纖維素（N %～12 %、1/2 s+30 s）用專用稀釋劑溶解，制成30 %清澈透明硝化棉液，作為硝基膩子成膜物。

石油樹脂液制備：將C9石油樹脂用甲苯溶解，制成70 %石油樹脂液，簡稱SY。

季戊四醇松香酯制備：稱取二甲苯、季戊四醇、順酐和松香裝入三口瓶，在一定溫度下進行酯化和熱交聯反應，測酸值≤10 mgKOH/g 時，降溫，得到清澈透明樹脂液，簡稱JR。

蓖麻油醇酸樹脂制備：按配方量稱取二甲苯、蓖麻油、甘油、苯酐裝入三口瓶中，攪拌，在一定溫度下進行酯化反應，當酸值≤10 mgKOH/g、黏度格式管10±2s（25 ℃）、固體分60 %±2 %時，降溫，得到清澈透明黏稠樹脂液。

1.2.2 透明膩子制備 將上述各種樹脂按一定比例配齊，攪拌均勻，用專用稀釋劑調整黏度、固體分等，檢測，合格后過濾，包裝。

1.3 產品主要性能檢測方法

（1）涂刮性：將試板放于膩子刮涂器上，卡緊，用刮刀均勻涂刮，在在恒溫恒濕條件下（25 ℃±2 ℃、RH45±2 %）干燥。

（2）柔韌性：將膩子刮涂在馬口鐵板上（155×85×0.2 mm），漆膜厚度0.5 mm，在恒溫恒濕下干燥24 h，用500#水砂紙蘸水打磨到厚度0.4 mm，放置1 h，按GB/T 1748-2006《膩子膜柔韌性測定法》進行。

（3）打磨性：在馬口鐵板上制樣（50×120×0.2 mm），實干后在60 ℃±2 ℃烘1 h，取出，冷卻至常溫，300#水砂紙打磨，按GB/T 1770-2006《底漆、膩子膜打磨性測定法》進行評定。

2 結果與討論

2.1 透明填料選擇

普通透明填料一般為遮蓋力不強的體質顏料，如碳酸鈣、方解石粉、重晶石粉、石膏粉、滑石粉、石英粉、白碳黑、云母粉、硅灰石、硅酸鋁等，除降成本外，還有填充、增稠、防銹、抗濕、耐磨等作用。填料粒子形狀、粒徑、吸油量、pH 值對涂料透明性、遮蓋力等指標有影響。選擇透明膩子填料時需兼顧透明性、填充性、打磨性。

本實驗分別用樹脂型填料和普通透明填料制備膩子，簡稱Q07-5-SN 和Q07-5-CN，進行性能對比，參考配方（見表2）。

2.2 產品性能測試

產品按GB 1727《漆膜一般制備法》進行標準測試板制備，檢測參照ZB G 51057-2006《Q07-5 各色硝基膩子》（見表3）。

雖然石英粉和硬脂酸鋅遮蓋力低，透明度好，但由于本身宏觀狀態是白色粉末，具有一定遮蓋力，所以制備出的透明膩子罐內效果白色糊狀，涂刷在底材上仍有一定遮蓋力，像是籠罩著一層白霧，不能達到完全通透。石油樹脂和季戊四醇松香酯固態為玻璃狀透明體，溶于有機溶劑后就成為透明黏稠液。相對分子質量小（Mn1 000～3 000），具有良好填充性，可作為透明填料用于透明底漆膩子制備。漆膜完全透底，附著力好，易打磨。

結果表明用低相對分子質量樹脂作為填料制備的透明膩子，在成膜物相同情況下，其流平性、封閉性、透明度、豐滿度等性能指標均好于普通填料的透明膩子。

2.3 專用稀釋劑性能對膩子性能影響

表2 硝基透明膩子參考配方Tab.2 Main ingredients in nitrocellulose transparent plasters

表3 硝基透明膩子性能檢測Tab.3 Performance test of nitrocellulose transparent plasters

表4 各類有機溶劑單獨使用對膩子性能影響Tab.4 Effects of different organic solvents on the properties of plaster

對膩子來說，溶劑起到調整黏度、固體分、揮發速度、成膜性、流平性、干燥時間、貯存穩定性等作用，對封底、填坑、找平、提高底材與膩子間結合力等全項性能提高起到至關重要作用。在選擇上需綜合考慮溶解性、揮發梯度、成本等因素。膩子涂刮厚度大，不易干燥，所以配制時表干速度一定不能太快，否則會造成“外干里不干”現象。配制時要有揮發梯度，同時要確保最后揮發出來的是真溶劑（見表4）。

對硝基漆來講，酮、酯為真溶劑，醇為助溶劑，苯、烴類為非溶劑，對石油樹脂而言正好相反。若直接用強極性溶劑溶解，石油樹脂會析出，用苯類溶解，硝化棉會析出，所以配制時一定是混合溶劑。

2.4 石油樹脂熱性能對產品性能影響

將石油樹脂粉碎后填滿熱重儀中的小坩堝，升溫，測DSC 熱性能（見圖1）。

圖1 石油樹脂DSC 圖Fig.1 DSC diagram of petroleum resin

圖中顯示有4 個熔化吸熱峰（a～d），3 個分解放熱峰（e～g），70 %的石油樹脂110 ℃熔化，其余分別在b=240 ℃、c=300 ℃、d=380 ℃完全熔化；從370 ℃開始產生放熱峰e 和f，有少量熱分解，直至460 ℃（g 點）完全分解，相對分子質量越大，熔點越高。這種現象也說明石油樹脂相對分子質量范圍寬，這有利于提高填充性、打磨性、附著力和與其他樹脂的相容性。

2.5 Q07-5-SN 和Q07-5-CN 微觀形貌

Q07-5-SN 和Q07-5-CN 分別涂刷在載玻片上，實干后做SEM 電鏡，看微觀形貌（見圖2）。

圖2 Q07-5 硝基透明膩子微觀形貌（SEM）Fig.2 SEM images of Q07-5 plasters

可以看出用樹脂型透明填料的Q07-5-SN 較常規透明填料的Q07-5-CN 流平性和透明性更好。這是因為樹脂型填料完全溶解于有機溶劑，而常規透明填料則不溶，只是遮蓋力小而已，所以漆膜外觀不能達到完全清澈透明，電鏡圖（b）也顯現出細微顆粒。

3 結論

透明膩子強調透明性，同時還需兼顧填充性，打磨性。針對市售透明膩子不太透明問題，實驗選用硝化纖維素為主要成膜物，蓖麻油醇酸樹脂為增塑樹脂，低相對分子質量石油樹脂和季戊四醇松香酯為樹脂型透明填料，制備出的硝基透明膩子較普通硝基透明膩子具有更好的透明性和豐滿度，易刮涂、易打磨，貯存穩定性好，不會出現漆液分層、桶底沉淀、結團等現象。多余漆可循環使用，提高了經濟效益，有望應用于木器家具涂裝。