新型环保木蜡油合成工艺研究

李士兵，柳 娜，康金双，付 联，田丽娜

（中原石油勘探局 石油化工总厂， 河南 濮阳 457165）

木蜡油是植物油蜡涂料国内的俗称，是一种类似油漆而又区别于油漆的天然木器涂料，它和目前那种基于石化类合成树脂所生产的油漆完全不同，原料主要以精练亚麻油、棕榈蜡等天然植物油与植物蜡并配合其它一些天然成分融合而成[1]，连调色所用的颜料也达到了食品级。因此它不含三苯、甲醛以及重金属等有毒成分，没有刺鼻的气味，可替代油漆用于家庭装修以及室外花园木器。

木蜡油具有渗透力强，防潮，防腐，防虫，阻燃，抗紫外线，不产生任何有害气味等诸多优点[2，3]。经过木蜡油涂饰处理过的木质产品外观纹理清晰自然，手感好，表面不结膜，减少收缩与膨胀，不爆裂，不起翘，不脱落，操作简单方便[4，6]。木蜡油适应干燥，潮湿，高温，低温等各种气候条件，是室内外装饰装修的理想产品。

在家居木器装修用漆方面，现今多数为溶剂型硝基漆、聚酯漆、聚氨酯漆。这些溶剂型产品VOC相应高，在施工过程中或施工以后，挥发出大量的苯类有毒有害气体和游离 TDI，直接危害人们的身体健康[7]。所以，大力开发环保型的水性木器漆，是与时俱进，符合时代发展要求的木器用漆。

1 实验部分

1.1 实验原料及仪器

桐油（工业级），蜂蜡（研域化学试剂有限公司），巴西棕榈蜡（研域化学试剂有限公司），聚合亚麻油(AR)，达玛树脂（AR），柑橘油（AR），稀土催干剂。涂-4黏度杯(上海精晖仪器设备有限公司)；QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪(天津建科试验仪器厂)；JJ-1精密增力电动搅拌器(常州国华电气有限公司)；W-O恒温油水浴锅(上海申顺科技有限公司)。

1.2 桐油预聚

先将桐油、亚麻油、达玛树脂按比例混合均匀，其中桐油、亚麻油和达玛树脂的质量比为：15︰18︰20，在烧杯中加热至120~130 ℃，除去其中的水分。

1.3 木蜡油的成膜性能测试

先将预聚产物加热至90~120 ℃，再分别将巴西棕榈蜡、蜂蜡和橘油混合并加入至预聚产物中，保持90~120 ℃并搅拌均匀，待混合物充分混合均匀后，进行热过滤，除去其中的不溶物，过滤后澄清液体冷却至室温，再将催干剂加入混合物中，再次搅拌均匀，涂布于15 cm×15 cm的橡木上，每隔一定时间观察涂膜干燥固化情况，利用吹棉花测定并记录涂膜表干时间，待实干后，按国家涂料标准检验方法分别测定其稳定性、硬度和黏度等性能。

1.4 木蜡油涂膜的测试指标

分别用国标 GB/T9755-2001、GB/T9274-1988等检测木蜡油实干后的容器中状态、耐水性、耐酸性、耐碱性和耐洗刷性等性能。

2 结果与讨论

2.1 合成预聚物反应温度的选择

由于在制备木蜡油的过程中，达玛树脂的熔点较高，常温常压下120 ℃以上才开始溶解，逐渐升高温度，当温度超过150 ℃后，预聚物色泽逐渐变暗，液体的粘稠度增加。分别取反应温度为 110，120，130，140，150 ℃，检测预聚物的表观色泽，粘度等性能参数，得出最佳反应温度为130 ℃。

2.2 达玛树脂对木蜡油的外观色泽和粘度的影响

达玛树脂影响着样品涂刷后时的外观色泽和粘度。所以当我们固定蜡，亚麻油和桐油的量后我们选择变换达玛树脂的量来观察出料后，样品的外观色泽和粘度之间的关系(表1)。

表1 达玛树脂的用量对外观色泽和粘度的影响Table 1 The effect of ratio of damar resin on the appearance and viscosity

2.3 蜡的加入量对木蜡油硬度和抗酸碱性的影响

本实验使用动物蜡蜂蜡和植物蜡巴西棕榈蜡按不同的配比加入该反应体系中，考察预聚物的抗酸碱性和铅笔硬度，从而得出两种蜡的最佳配比（表2）。

表2 蜂蜡和巴西棕榈蜡不同配比对硬度的影响Table 2 The effect of different proportion of beeswax and carnauba wax on the hardness

2.4 木蜡油稀释溶剂的选择

本实验的稀释剂选用橘油，无水乙醇，松节油，通过对合成木蜡油的稳定性对比，选出最佳的稀释剂（表3）。

表3 稀释溶剂的种类对稳定性的影响Table 3 The effect of kinds of solvent on the stabilization

2.5 催干剂加入量对木蜡油表干时间的影响

催干剂加入量的不同影响着产品表干时间长短，其具体关系如表4所示。

表4 稀土催干剂用量对表干时间的影响Table 4 The effect of ratio of rare earth drier on the surface drying time

2.6 配方木蜡油涂膜的耐化学介质性能

在室温下将最佳配方木蜡油涂膜样品分别于水中、5% NaOH溶液、5% NaCl溶液和5% H2SO4溶液中浸泡，考察涂膜的耐化学介质性能（表5）。

3 结 论

（1）制备的木蜡油粘稠度适中，可以很好的渗透到木材中，在完全干燥后在木材表面形成一层淡黄色，亚光的漆膜，可使木材具有耐酸碱，氧化等性能。

表5 稀土催干剂用量对表干时间的影响Table 5 The effect of ratio of rare earth drier on the surface drying time

（2）在加入0.4 g稀土催干剂后，表干时间可达到2 h，同时也可以选择钴，钙和锌等催干剂进行复配，可实现木蜡油更好的底干和实干效果。

（3）木蜡油可以根据加入达玛树脂的量调节木蜡油的光泽度和粘度。

（4）本实验中采用动物蜡蜂蜡和植物蜡棕榈蜡复配，蜂蜡可以很好的调节表面的柔软度，棕榈蜡可以调节木蜡油漆膜的硬度，两者复配可以使漆膜表面硬度适中，给人的手感舒适，并拥有一定的耐酸碱等化学介质的能力，适应外界不同的环境。

［1］ 蔡碧琼, 林瑞余, 蔡向阳. 亚麻油改性不饱和聚酯树脂合成工艺研究[J]. 热固性树脂, 2004, 19(4):5-7.

［2］ 唐楷, 彭涛, 颜杰, 李旭明, 颜俊. 木蜡油的开发研究综述[J]. 涂料综述, 2009(01):15-17.

［3］ 张成涛, 刘宗林, 邸永瑞. FT—O1 重防腐蚀涂料的研制与应用[J].涂料业,1999(1):11-13.

［4］ 董学明. 木蜡油及其制备工艺:CN,200810219321.5[P]. 2008-11-21.

［5］ Martini S, Afi6n M C．Determination of Wax Concentrationin SunflowerSeed oil[J]. 1bid, 2000, 77: 1087-1092.

［6］ Hen'era M L.Crystallization Behavior of HydrogenatedSunflow-er SeedOil: Kinetics and Polymorphism[J]. J.Am_Oil Chem Soc, 1994, 71:1255-1260．

［7］ 何广英 华捷. 国外水性木器涂料的发展[J]. 涂料与应用,1992,251-251（4）：37-4.