聚合桐油

鲁黎 杨柳 杨志斌 洪克俭 洪鸿 罗业文

摘要：本文在传统制作工艺的基础上，在生漆与聚合桐油的混合阶段，引入了高速分散搅拌，研磨两种方法，从而使生漆与聚合桐油的偶连更加紧密，分散更加均匀，从而达到干燥时间短，涂层均匀，性能稳定。试验表明：基于生漆与桐油的成本差距巨大的考虑，按照经济性与技术性相统一的原则，认为在春秋季节，生漆与桐油的最佳搭配比例是4∶6，在夏冬季节，生漆与桐油的最佳搭配比例是6∶4。通过涂刷，涂层表面的物理性能漆膜附着力达到国标1级，抗冲击性60～70 cm，涂层表面硬度达到了国标铅笔2 H，表面光泽度120%，柔韧性10 mm。进行的耐碱性、耐酸性、耐盐性、97﹟汽油、沸水中进行耐腐蚀性以及在200℃时的耐热性的性能测试，表现良好。

关键词：生漆；桐油；改性涂料；性能研究

中图分类号：TQ630.6+8文献标识码：A文章编号：1004-3020（2014）03-0026-04

Study on Polymerized Tung Oil- Natural Lacquer Modified Coating and Its Properties

Lu Li（1）Yang Liu（1）Yang Zhibin（1）Hong Kejian（2）Hong Hong（3）Luo Yewen（4）

（1.Hubei Academy of ForestryWuhan430075；2.Hubei Tenglong Cave Folk Craftwork Co，Ltd.Enshi445400；

3.Duting Forestry Station in Lichuan CityEnshi445400；4.Lichuan Municipal Tea BureauEnshi445400）

Abstract： Based on traditional marking process， in the stage of lacquer mixing polymerized tung oil we introuded two methods of high speed dispersion stirring and grinding polymerized tung oil in order that the lacquer was more tightly connected and more evenly distributed， and the drying time was shorter， and the coating was evenly， and the property was stable. The experiment showed that： Taken the cost difference between lacquer and tung oil in consideration and in accordance with the principles of economic and technical unity， in spring and autumn the best proportion of lacquer and tung oil was 4∶6 and in summer and winter the best proportion of lacquer and tung oil was 6∶4； By brushing， the physical properties of the coating film adhesive to the surface met the national standard level 1 ， the impact resistance was 60 ～ 70 cm， the hardness of coating surface is equivalent to that of national standard pencil 2H， the surface gloss was 120%， and the flexibility was 1.0 mm； The performance of alkali resistance， acid resistance， salt tolerance， corrosion resistance in 97# gasoline and boiling water， and heat resistance in 97 # gasoline and boiling water at 200 ℃ is good.

Key words：lacquer； tung oil； modified coating； performance study

生漆具有漆膜坚硬，富有光泽、耐久、耐磨、耐油、耐水、耐热、耐腐蚀、绝缘、与基底材料表面结合力强等优点 [1，2 ]，中国是世界上最早利用生漆的国家，精美的中国漆器是传统的出口商品。桐油，又名木油或中国木油，是由大戟科油桐属种子经压榨或用溶剂浸出制得的干性油，具有干燥快、附着力强 、有光泽、不怕水 、不怕热、不传电、耐酸、防腐等优良特性，故用途非常广泛 [3，4 ]。

在生漆中加入聚合桐油，名曰广漆，又名金漆、赛霞漆、广泛用于漆筷和家具涂装。是我国利用生漆的一种古老方法，传统的加工方法是将聚合桐油与生漆混合即得，往往由于生漆与聚合桐油的混合均匀度不够，形成的涂层表面出现颗粒、退色等不良现象，影响了其涂层的装饰效果。涂层干燥时间过长，尘埃对涂层的美观也影响较大。还由于干燥时间过长，产品长时间在工艺线路中，生产效率低，质量控制难度大。为了改变这种状况，在传统制作工艺的基础上，在生漆与聚合桐油的混合阶段，引入了高速分散搅拌，研磨两种方法，从而使生漆与聚合桐油的偶连更加紧密，分散更加均匀；研磨方法的使用，改变了胶束的粒度、以及生漆中起催化作用的漆酶的粒度变小，进一步改善了生漆与聚合桐油的偶连与漆酶分散；漆酶及多糖粒度的变小使得漆的氧化聚合微环境改善，大大缩短了漆膜的干燥时间，从而得到干燥快，装饰好的界面涂层 [5 ]。

1试验材料及仪器设备

1.1材料

生漆：由湖北腾龙洞民族工艺有限公司提供的阳高小木漆。桐油：产自于来凤，工业品一级。辅助材料：硝酸盐、二甲苯、酒精、氢氧化钾、草酸铵、硫酸铜均为分析纯，指示剂：酚酞试剂。

1.2仪器设备

试验设备：ZH-100聚合反应锅、SW-65五辊研磨机、JB-7.5高速分散机，自制减压排气装置、加热装置、搅拌装置。测试仪器：GH-15刮板粒度计、涂-4杯粘度测定仪、300目滤布、温度计（-10～300 ℃）、碱式滴定管。

2试验方法

2.1改性生漆涂料制备

2.1.1生漆处理

采用漆酚含量高于70%的阳高小木漆，用300目滤布过滤，除去漆渣及杂质。

2.1.2聚合桐油的制备

（1）将澄清的桐油倒入ZH-100聚合反应锅内，启动加热装置，当油温升一定温度时，保持一定时间，同时启动减压排气装置和搅拌装置，而后继续升温，当温度达到定值时，关闭加热装置，停止加热，加入硝酸盐，逐步降温到常温（25 ℃），关闭搅拌、排气装置。其产物即为聚合桐油。

（2）调整pH值，将制备的聚合桐油取1～2 g于50 mL的烧瓶中，加入酒精二甲苯混合液（1∶1），加滴酚酞1～2滴，摇匀，以氢氧化钾滴定，测定其pH值，若pH值过大或过小，可用草酸铵或硫酸铜进行调整，使pH值达到7。

2.1.3混合分散搅拌

将聚合桐油与处理的生漆按照设计的比例搭配混合，置于高速分散机中进行分散搅拌，将经过分散搅拌的桐油生漆混合物用SW-65五辊研磨机研磨，使粒度达到要求。分散搅拌、研磨的工艺见表1。

表1分散搅拌、研磨的工艺参数

工艺要求搅拌时间/h研磨/次

分散搅拌1～2--

研磨--2

2.1.4改性生漆涂料制备

将经过研磨的聚合桐油与天然生漆按不同搭配比例进行混合，以生漆为主，为了操作方便，选择生漆与桐油的搭配比例为整数比，生漆、桐油的搭配比例如表2。混合物灌装密封储藏，即为改性生漆涂料备用 [6 ]。

漆膜干燥速度以表干时间、实干时间按GB/T1728-1979方法测定，漆膜附着力按GB/T9286-1998的方法测定，表面耐冲击性按GB/T1732-1993的方法测定，固化膜硬度按GB/T6739-2006的铅笔法测定，表面光泽度按GB/T1743-1979的方法测定，柔韧性能按GB/T1731-1993的方法测定。

耐腐蚀性能测定：耐碱耐酸性按GB/T1763-1979的方法测定，耐盐性按GB/T1734-1993的方法测定，耐汽油按GB/T1734-1993的方法测定，耐沸水按GB/T1733-1993的方法测定，耐热性按GB/T1735-2009的方法测定。

2.3应用比较试验

生漆与桐油的搭配比例对于涂料的干燥成膜速度和漆膜理化性能十分明显 [7，8 ]，而且，由于季节的的不同，温度湿度的变化，改性涂料的干燥成膜的速度和漆膜的理化性能也在发生着改变。将不同搭配比例的改性生漆涂料，分别于春、夏、秋、冬四季进行应用试验，涂布于10 cm×5 cm的白铁皮上，厚度100 μm，进行漆膜理化性能测试。同时考虑到生漆与桐油的搭配比例也明显影响着生产成本，为寻找最佳的生漆桐油搭配方案，实现经济型与技术性的有机统一，结合传统的涂布方法，得出了春秋与夏冬两种试验方案 [9 ]。

3结果与分析

3.1不同的生漆与桐油搭配比例对漆膜干燥速度的影响

在室内常温下（25 ℃），不同的生漆/桐油搭配比例的改性涂料，分别在春秋、夏冬季节涂布于10 cm×5 cm的白铁皮上，厚度100 μm，测得的表干时间和实干时间如表3。

从表3可以看出：不同生漆桐油配比在春秋季和夏冬季表现的干燥速度基本相近，但夏冬季节5∶5，4∶6搭配比例，无论是表干时间，还是实干时间，干燥时间较长。而与传统的混配方法相比，表干时间、实干时间都少，干燥速度快。

3.2不同的生漆与桐油搭配比例对漆膜物理性能的影响

通过新的搭配比例的生漆改性涂料在不同季节时涂布于10 cm×5 cm的白铁皮上，实干后，按国家标准要求，测得的漆膜物理性能如表4。

从表4中可以看出：漆膜附着力、表面光泽度在不同季节、不同配比情况下，表现一样，表面耐冲击性在夏冬5∶5，4∶6表现较差，表面硬度以6∶4，5∶5（春秋），4∶6（春秋）表现较好，柔韧性能在不同季节以6∶4，5∶5，4∶6表现较好。与传统方法比较，各项指标都优于传统的混配方法，物理性能良好。

3.3不同的生漆与桐油搭配比例对漆膜耐腐蚀性能的影响

生漆与桐油的不同配比在不同季节涂布于10 cm×5 cm的白铁皮上，在室温状态下（25 ℃），分别进行耐碱性（25%NaOH）、耐酸性（25%H2SO4）、耐盐性（25%NaCl）、97﹟汽油、沸水中进行耐腐蚀性以及在200 ℃时的耐热性的性能测试，测取漆膜表面未发生变化的时间值。测试结果如表5。

从表5中可以看出：耐腐蚀性能的各项理化指标都能满足实际运用的需要，差别不大，仅仅是夏冬季节的5∶5，4∶6的耐碱性能较差。与传统方法比较，耐碱、耐酸、耐汽油性能相近，耐盐、耐沸水、耐热性有差异，优于传统方法。

4结论与讨论

（1）研究表明，同时考虑生漆与桐的成本差距巨大，按照经济性与技术性相统一的原则，笔者认为在春秋季节，生漆与桐油的最佳配比选择4∶6，在夏冬季节，生漆与桐油的最佳配比选择6∶4。

（2）通过对生漆、桐油的调和配比，在10 cm×5 cm的白铁皮上涂刷，涂层厚度100 μm，漆膜附着力达到国标1级，抗冲击性60～70 cm，涂层表面硬度达到了国标铅笔2H，表面光泽度120%，柔韧性10 mm。进行的耐碱性、耐酸性、耐盐性、97﹟汽油、沸水中进行耐腐蚀性以及在200 ℃时的耐热性的性能测试，表现良好。

（3）在试验过程中，通过高速分散搅拌机和五辊研磨机，对生漆胶束和聚合桐油胶束的不断剪切和搅拌，漆酶蛋白的粒度显著变小，使其相互分散更均匀，相互偶连更紧密，改善了氧化聚合的微环境，加速了氧化聚合过程。避免了两种胶束分散不均，偶连松散造成腿色咬色的不良现象。

（4）五辊机研磨过程，同时也是一个氧化预聚合过程。生漆成膜形成界面，一般要经过漆酚等自由基单体，最终形成致密网状多聚体而成为致密坚硬的漆膜界面，首先是氧化反应，瞬间发生的，而中间体的生成，漆成膜形成界面的快慢，取决于中间体自由基生成的速度快慢，中间体自由基形成快，则加快成膜界面的形成。在五辊研磨过程中，生漆展延成一层薄层，分布于轴辊之上，使之与空气充分接触，加速了氧化和二聚体三聚体中间体自由基的形成，从而缩短了形成界面的过程。

参考文献

[1]李润兰，叶洪权，李燕 等.生漆涂料的研究与现状 [J ].中国生漆，1999，11（18），16-19.

[2]葛义谦.浅谈天然植物油漆的国内外现状 [J ].现代涂料，2006，01（特刊），25-28.

[3]刘玄启.中国桐油史研究 [J ].广西林业，2007，（1）：37-39.

[4]蒲侠，张兴华，童速玲 等.桐油改性的研究进展及应用前景 [J ].林产化工通讯，2003，6（37），41-46.

[5]王庆，石玉，张飞龙.天然生漆改性研发进展 [J ].上海涂料，2010，2（48），30-33.

[6]侯林辉.推光漆炼制工艺试验 [J ].中国生漆，2012，（2）14-15.

[7]洪克俭.影响生漆品质的因素 [J ].中国生漆，1992，11（2），10-12.

[8]郑威，刘金龙，罗兴武 等.绿色环保桐油漆的研制 [J ].湖北农业科学，2011，7（13），2724-2727.

[9]周光龙，彭经寿，郑小江.生漆及其产业化开发研究 [M ].武汉：湖北科学技术出版社，2012：259-272.

（责任编辑：郑京津）