#前 言 一束平行光射到平面镜上，反射光是平行的，这种反射叫做镜面反射，而当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射光虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，这种反射称之为“漫反射”或“漫射”，镜面反射(见图1)由于其反射光的方向具有一致性，其光强度要明显大于漫反射(见图2)的光强度。  镜面反射  漫反射 光线射到物体表面上时，一部分会被物体吸收，一部分会发生反射和散射，还有部分会发生折射，物体表面光泽和物体表面的粗糙程度紧密相关，物体表面的粗糙度越小，则发生镜面反射的几率越高，光泽度也就越高；反之，如果物体表面凹凸不平，发生散射的光线增多，导致光泽度下降。当涂膜里添加消光粉之后，由于消光粉自身折光系数与成膜物质折光系数的差异，消光粉粒度致使涂膜表面平整度下降，加上不同厂家的消光粉本身的纯度存在一定的差异，容易发生光散射；此外，消光粉添加之后没有得到充分的分散，使干膜中残留空气，空气与成膜物质的折光系数相差过大导致光的散射，这些都最终导致了涂膜透明度的下降。 水性木器涂料按其光泽来分，可分为哑光、半哑光和亮光，目前在家具涂料市场应用极为广泛的是哑光清漆，因其光泽柔和、手感细腻备受广大消费者的青睐。但是，在实际配方设计中，水性哑光清面漆存在很多问题，诸如消光粉不容易分散、涂料的贮存稳定性、最终涂膜的透明度等，特别是在黑胡桃木、黑棕木等深色底材上尤为明显，其常伴有雾影、蓝光、发白等弊病，制约了水性木器涂料的市场开拓信心。目前，对木器涂料的透明度评价很大程度上依赖涂料从业者的经验积累，缺乏相应的检测标准，这也在评价手段上增加了主观性，使配方的进一步优化受主观影响程度较大。张涛[6]等通过制作黑色涂料封闭后的反射率不大于1%的平整底板并利用分光测色仪并以此底板L*0、a*0、b*0值，以此为基准涂装一定厚度的涂膜，经干燥后再测其L*1、a*1、b*1值，由此计算色差ΔE*，色差值越大则透明性越差。 本文对乳液、消光粉、分散剂、消泡剂以及流平剂的种类进行了选择，对水性哑光清面漆的透明度进行了研究，建立了更为完善的透明度评价方法，并最终通过优化配方，开发出一款透明度优异、耐化学品性能突出的水性哑光清面漆。 #1 试验部分 ##1.1 试验原料 乳液：HG-4809、HG-4829(自产)，Roshield 3188ER、Roshield 3311(陶氏)，AC-49(易思科)；消光粉：OK-607、TS-100、TT-3300(赢创德固赛)，SYLOID ED-3、SYLOIDC-807(美国Grace)；分散剂：快意分散剂、Orotan 731A(陶氏)，BYK 191(毕克化学)，H100(海川)；消泡剂：Tego 902W、Tego 810(迪高)，BYK 093(毕克化学)，VXW4973(氰特化工)；其他助剂。 ##1.2 试验器材 高速分散机：GFJ-0.4型，上海现代环境工程技术有限公司；湿膜涂布器：150 μm，上海现代环境工程技术有限公司；光泽度计：WGG60-E4，科仕佳光电仪器研究所；色差仪：SP 60型，X · rite；空气喷枪：W-77，日本岩田株式会社；涂-4黏度计：QND-4型，北京宏展仪器有限公司；划格器：HGQ，上海普申化工机械有限公司。 ##1.3 制备配方 ###1.3.1 哑浆的制备 分别以SYLOID ED-3、OK-607、TS-100、TT3300、SYLOID C-807作为消光材料，按表1所示的参考配方制备哑浆。 哑浆的参考配方  ###1.3.2 水性哑光清面漆的制备 分别以HG-4809、HG-4829、Roshield 3188ER、Roshield3311、AC-49为成膜物质，按表2所示的参考配方制备水性哑光清面漆。  水性哑光清面漆的参考配方 ##1.4 分析与测试 ###1.4.1 水性哑光清面漆的透明度评价 取150 mm×100 mm×3 mm的玻璃板，用150 μm湿膜涂布器刮涂1道水性哑光清面漆，放置48 h后待用，观察者在保持相同距离下目视比对经刮涂不同哑光清面漆后的玻璃板对远景的清晰度；同时取贴有樱桃木皮的底板，打磨后彻底吹灰，喷涂自产丰满度较好的HD013D底漆2个“十”字，干燥2 h后，重涂HD013D底漆2个“十”字，待干燥3 h后第2次打磨，彻底吹灰后喷涂HD006＋5%PG094(黑色色浆)，喷涂量仍为2个“十”字，晾干房表干，表干后放入50 ℃烘房干燥24 h，取出后送木工房锯切，获得标准黑色底板，用色差仪测量的L*0、a*0、b*0为基准，再将已经制备好的水性哑光清面漆经喷涂施工于黑色底板上用色差仪测试色差。 ###1.4.2 水性哑光清面漆的耐化学品性能测试 将1.4.1所制备好的水性哑光清面漆样板进行各项耐介质性能测试，测试完成后观察变色程度，同时在测试完成后观察涂膜的恢复程度。 ###1.4.3 水性哑光清面漆的其他理化性能测试 水性哑光清面漆的其他理化性能测试按照GB/T23999—2009中规定的方法进行测试。 #2 结果与讨论 ##2.1 消光粉对采用不同乳液制备的水性哑光清面漆光泽的影响 分别以HG-4809、HG-4829、Roshield 3188ER、Roshield3311、AC-49为成膜物质，通过添加不同种类、质量的消光粉，制备水性哑光清面漆，测试的光泽数据列于图3～图7。      消光粉对HG-4829光泽度的影响 消光粉对Roshield 3188ER光泽度的影响 消光粉对Roshield 3311光泽度的影响 消光粉对AC-49光泽度的影响 试验结果表明：对于HG-4809而言，消光效率排序：ED-3＞OK-607＞3300≈SYLOID C807＞TS-100；对于HG-4829而言，消光效率排序：ED-3＞SYLOID C807＞3300＞OK-607＞TS-100；对于 Roshield 3188ER 而言，消光效率排序：SYLOID C-807≈ED-3＞3300＞OK-607＞TS-100；对于Roshield 3311而言，消光效率排序：OK-607＞ ED-3＞TS-100≈3300＞SYLOID C-807；对于AC-49而言，消光效率排序：ED-3＞OK-607＞SYLOIDC807≈3300＞TS-100。就总体而言，ED-3、OK-607对以上5种乳液的消光效率较为理想。 ##2.2 消光粉种类对水性哑光清面漆透明度的影响 依据2.1中的消光数据，将水性哑光清面漆的光泽统一调节至3分光，同时在玻璃板和标准黑色底板上制备水性哑光清面漆，干燥48 h后测试透明度数据，结果列于表3、表4。 水性哑光清面漆在玻璃板上的透明度对比数据  水性哑光清面漆在黑色底板上的色差ΔE*对比数据 从以上试验结果可以看出，在玻璃板上制备的水性哑光清面漆，在相同的乳液作为成膜物质的前提下，相比其他的消光粉，选择OK-607的透明度更佳，除HG-4829外，其余的4只乳液均表现出优异的透明性，ED-3所制备的哑光清面涂膜的最终透明度在玻璃板上的表现仅次于OK-607；而当水性哑光清面漆在黑色底板上经过喷涂施工后，通过色差仪测试数据表明：OK-607所制备的水性哑光清面漆在黑色底板上罩面之后，对涂膜的色差影响均不大，尤其是当采用HG-4809作为成膜物质时，OK-607所制备出的水性哑光(3分光)清面漆的色差值仅为0.17，而ED-3所制备的涂膜则色差值明显大于OK-607，其在黑色底板上喷涂施工后，肉眼可以明显观测到蓝相，而C-807虽然在玻璃板上透明度表现一般，但在黑色底板施工后的色差却优于ED-3，可能的原因是OK-607是经过了有机表面改性，在体系中具有更好的相容性和更小的吸油量(220 g/100 m)，在涂膜干燥成膜过程中不容易析出。故，HG-4809和OK-607为制备水性哑光清面漆较为合适的搭配。 ##2.3 分散剂对水性哑光清面漆透明度的影响 以HG-4809为成膜物质，以OK-607为消光粉，采用不同的分散剂制备了水性哑光清面漆，同时对涂膜在玻璃板和黑色底板上的透明度进行了对比测试，试验结果如表5所示。 分散剂对水性哑光清面漆透明度的影响  从试验结果可以看出，快易分散剂是较为合适的分散剂。可能的原因是快易分散剂的主要成分是聚丙烯酸钠盐，可以很好地润湿消光粉的表面，消除消光粉表面的微泡，使消光粉更好地被包裹在乳胶粒中，实现涂膜相对更加均匀，在涂膜内部不容易发生光的散射，从而实现透明度较好且在黑色底板上色差较小。 ##2.4 消泡剂对水性哑光清面漆透明度的影响 以HG-4809为成膜物质，以OK-607为消光粉，采用不同的消泡剂制备了水性哑光清面漆，同时对涂膜在玻璃板和黑色底板上的透明度进行了对比测试，试验结果如表6所示。 消泡剂对水性哑光清面漆透明度的影响  从试验结果可以看出，合适的消泡剂可选用Tego 810，原因可能是相比其他消泡剂而言，Tego810具有更为显著的消泡能力，尤其是消除界面微泡，在涂膜内部的折光系数趋于一致而表现出色差明显更小的优势；而VXW4973作为消泡剂时涂膜的色差值最大，可能的原因是其在体系中的相容性不是很好，造成最终的涂膜存在雾影而影响了透明性。 ##2.5 水性哑光清面漆的综合性能 将经过上述配方设计优化后的水性哑光清面漆，按照GB/T 23999—2009的测试项目测试性能，结果如表7所示。 水性哑光清面漆的综合性能  表7中的结果表明，该款水性哑光清面漆各项指标均满足国标，适合工厂用于水性化涂装施工。 #3 结 语 采用不同的消光粉和水性乳液搭配，同时讨论了助剂种类对水性哑光清面漆透明度的影响，并最终制备了透明度优异的水性哑光清面漆。 (1)通过消光粉和乳液的搭配试验所绘制的消光曲线可知，ED-3、OK-607对所选用的5支乳液都具有良好的消光效果。 (2)OK-607由于经过了有机表面改性，具有更好的相容性和更低的吸油量，从而能够制备出透明度优异的水性哑光清面漆。 (3)快意分散剂和Tego 810分别是制备水性哑光清面漆较为合适的分散剂和消泡剂。 (4)通过配方设计优化后的水性哑光清面漆，各项指标均达到国标，透明度优异，适合工厂用于水性化涂装施工。