石油树脂在硝基透明腻子中的应用研究

吕维华，杨 智，赵立祥，夏德强，张歆婕

（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州 730060）

实木家具主要是指用胡桃木，红木（紫檀、花梨、鸡翅木）、水曲柳、橡木、柚木、榉木等名贵木材制作的柜、桌、椅、凳、门、床、沙发、屏风、装饰架等家居用品，有中式、欧式、美式、法式、英式、韩式、地中海、东南亚等地域风格之分，现代与古典风格几乎平分秋色。制作和使用实木家具，追求的就是木材自然真实纹理，优质材料，配搭精美造型和清新自然花纹，尽显淳朴、典雅、大气，衬托出家居雍容华贵，是财富与成就的象征。

树木在生长、砍伐、贮存、制作过程中难免会产生坑、孔、洞、结、疤、钉眼、划痕等瑕疵，要想显露木纹，就需用透明腻子填坑堵洞、封闭毛孔、阻止渗漆、打磨找平，即便偶有疤痕，也希望毫无破绽地被修复。如果用普通腻子，别说花纹会被掩盖，结疤瑕疵会更加明显。

常用透明底漆有水性和溶剂型两种。前者虽然环保，但木质家具容易吸水变形、裂缝，而且发白、不透底，影响美观，因此高档家具一般不建议使用。溶剂型主要有聚酯（PE）、聚氨酯（PU）和硝基透明腻子，它们所使用的透明填料大都是遮盖力小的普通填料，漆膜达不到完全通透，总有一层白雾罩在表面，花纹不清晰；另外，PE、PU 型干燥时间长，每涂刷一遍都需干燥24 h 以上，影响施工周期，且用多少配多少，现用现配，用不完的漆只能废弃，造成浪费[1-15]。为此，本实验选用硝化纤维素为成膜物，创新性地选用石油树脂和季戊四醇松香酯为树脂型填料制漆，以解决市售透明腻子透明性较差问题。

1 实验部分

1.1 主要原料与仪器（见表1）

表1 主要原料仪器Tab.1 Main raw materials and instruments

1.2 硝基透明腻子制备

1.2.1 各类树脂制备 专用稀释剂制备：用丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙醇、正丁醇、甲苯等有机溶剂，按不同比例配制而成。

硝化棉液制备：选用硝化纤维素（N %～12 %、1/2 s+30 s）用专用稀释剂溶解，制成30 %清澈透明硝化棉液，作为硝基腻子成膜物。

石油树脂液制备：将C9石油树脂用甲苯溶解，制成70 %石油树脂液，简称SY。

季戊四醇松香酯制备：称取二甲苯、季戊四醇、顺酐和松香装入三口瓶，在一定温度下进行酯化和热交联反应，测酸值≤10 mgKOH/g 时，降温，得到清澈透明树脂液，简称JR。

蓖麻油醇酸树脂制备：按配方量称取二甲苯、蓖麻油、甘油、苯酐装入三口瓶中，搅拌，在一定温度下进行酯化反应，当酸值≤10 mgKOH/g、黏度格式管10±2s（25 ℃）、固体分60 %±2 %时，降温，得到清澈透明黏稠树脂液。

1.2.2 透明腻子制备 将上述各种树脂按一定比例配齐，搅拌均匀，用专用稀释剂调整黏度、固体分等，检测，合格后过滤，包装。

1.3 产品主要性能检测方法

（1）涂刮性：将试板放于腻子刮涂器上，卡紧，用刮刀均匀涂刮，在在恒温恒湿条件下（25 ℃±2 ℃、RH45±2 %）干燥。

（2）柔韧性：将腻子刮涂在马口铁板上（155×85×0.2 mm），漆膜厚度0.5 mm，在恒温恒湿下干燥24 h，用500#水砂纸蘸水打磨到厚度0.4 mm，放置1 h，按GB/T 1748-2006《腻子膜柔韧性测定法》进行。

（3）打磨性：在马口铁板上制样（50×120×0.2 mm），实干后在60 ℃±2 ℃烘1 h，取出，冷却至常温，300#水砂纸打磨，按GB/T 1770-2006《底漆、腻子膜打磨性测定法》进行评定。

2 结果与讨论

2.1 透明填料选择

普通透明填料一般为遮盖力不强的体质颜料，如碳酸钙、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、硅酸铝等，除降成本外，还有填充、增稠、防锈、抗湿、耐磨等作用。填料粒子形状、粒径、吸油量、pH 值对涂料透明性、遮盖力等指标有影响。选择透明腻子填料时需兼顾透明性、填充性、打磨性。

本实验分别用树脂型填料和普通透明填料制备腻子，简称Q07-5-SN 和Q07-5-CN，进行性能对比，参考配方（见表2）。

2.2 产品性能测试

产品按GB 1727《漆膜一般制备法》进行标准测试板制备，检测参照ZB G 51057-2006《Q07-5 各色硝基腻子》（见表3）。

虽然石英粉和硬脂酸锌遮盖力低，透明度好，但由于本身宏观状态是白色粉末，具有一定遮盖力，所以制备出的透明腻子罐内效果白色糊状，涂刷在底材上仍有一定遮盖力，像是笼罩着一层白雾，不能达到完全通透。石油树脂和季戊四醇松香酯固态为玻璃状透明体，溶于有机溶剂后就成为透明黏稠液。相对分子质量小（Mn1 000～3 000），具有良好填充性，可作为透明填料用于透明底漆腻子制备。漆膜完全透底，附着力好，易打磨。

结果表明用低相对分子质量树脂作为填料制备的透明腻子，在成膜物相同情况下，其流平性、封闭性、透明度、丰满度等性能指标均好于普通填料的透明腻子。

2.3 专用稀释剂性能对腻子性能影响

表2 硝基透明腻子参考配方Tab.2 Main ingredients in nitrocellulose transparent plasters

表3 硝基透明腻子性能检测Tab.3 Performance test of nitrocellulose transparent plasters

表4 各类有机溶剂单独使用对腻子性能影响Tab.4 Effects of different organic solvents on the properties of plaster

对腻子来说，溶剂起到调整黏度、固体分、挥发速度、成膜性、流平性、干燥时间、贮存稳定性等作用，对封底、填坑、找平、提高底材与腻子间结合力等全项性能提高起到至关重要作用。在选择上需综合考虑溶解性、挥发梯度、成本等因素。腻子涂刮厚度大，不易干燥，所以配制时表干速度一定不能太快，否则会造成“外干里不干”现象。配制时要有挥发梯度，同时要确保最后挥发出来的是真溶剂（见表4）。

对硝基漆来讲，酮、酯为真溶剂，醇为助溶剂，苯、烃类为非溶剂，对石油树脂而言正好相反。若直接用强极性溶剂溶解，石油树脂会析出，用苯类溶解，硝化棉会析出，所以配制时一定是混合溶剂。

2.4 石油树脂热性能对产品性能影响

将石油树脂粉碎后填满热重仪中的小坩埚，升温，测DSC 热性能（见图1）。

图1 石油树脂DSC 图Fig.1 DSC diagram of petroleum resin

图中显示有4 个熔化吸热峰（a～d），3 个分解放热峰（e～g），70 %的石油树脂110 ℃熔化，其余分别在b=240 ℃、c=300 ℃、d=380 ℃完全熔化；从370 ℃开始产生放热峰e 和f，有少量热分解，直至460 ℃（g 点）完全分解，相对分子质量越大，熔点越高。这种现象也说明石油树脂相对分子质量范围宽，这有利于提高填充性、打磨性、附着力和与其他树脂的相容性。

2.5 Q07-5-SN 和Q07-5-CN 微观形貌

Q07-5-SN 和Q07-5-CN 分别涂刷在载玻片上，实干后做SEM 电镜，看微观形貌（见图2）。

图2 Q07-5 硝基透明腻子微观形貌（SEM）Fig.2 SEM images of Q07-5 plasters

可以看出用树脂型透明填料的Q07-5-SN 较常规透明填料的Q07-5-CN 流平性和透明性更好。这是因为树脂型填料完全溶解于有机溶剂，而常规透明填料则不溶，只是遮盖力小而已，所以漆膜外观不能达到完全清澈透明，电镜图（b）也显现出细微颗粒。

3 结论

透明腻子强调透明性，同时还需兼顾填充性，打磨性。针对市售透明腻子不太透明问题，实验选用硝化纤维素为主要成膜物，蓖麻油醇酸树脂为增塑树脂，低相对分子质量石油树脂和季戊四醇松香酯为树脂型透明填料，制备出的硝基透明腻子较普通硝基透明腻子具有更好的透明性和丰满度，易刮涂、易打磨，贮存稳定性好，不会出现漆液分层、桶底沉淀、结团等现象。多余漆可循环使用，提高了经济效益，有望应用于木器家具涂装。