1. 前言
　　中國(guó)是世界上的柳編基地，主要生產(chǎn)地主要分布在黃淮海地區(qū)，包括山東省莒南縣、河?xùn)|縣、臨沭縣和郯城縣，安徽省的阜南縣，河南固始縣，湖北省襄樊縣等；其中山東省的柳編工藝品出口量占全國(guó)的80%。柳編制品屬純手工藝品，具有自然時(shí)尚、綠色環(huán)保的特點(diǎn)，深受世界各國(guó)人民的喜愛(ài)，暢銷(xiāo)于歐美亞等世界各地，消費(fèi)量日益增長(zhǎng)。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)柳編制品專(zhuān)用漆有了更高的要求，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在環(huán)保法規(guī)中嚴(yán)格限制揮發(fā)性有機(jī)化合物的含量，并且目前的低、零VOC涂料備受消費(fèi)者推崇。無(wú)機(jī)材料具有污染小、成本低、硬度高、耐老化、耐溶劑、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有成膜性差等缺點(diǎn)[1]。因此無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料進(jìn)行復(fù)合使用，具有附著力好、耐水性好、透氣透濕性高、抗粘連性、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)[2]。本文探索用無(wú)機(jī)硅溶膠與有機(jī)乳液進(jìn)行混拼復(fù)合，來(lái)提高涂膜的抗粘連性、耐沾污性、耐擦洗性和耐水性等性能，同時(shí)降低成本。

2. 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)材料：
　　成膜物質(zhì)：苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液、硅溶膠。顏填料：輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、立德粉、、銳鈦型鈦白粉（多種）。助劑：防腐劑、分散劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑、防凍劑等。
2.2實(shí)驗(yàn)儀器：
　　高速分散機(jī)，反射率測(cè)定儀，斯托默粘度儀，成膜溫度儀， BYK光澤測(cè)定儀，BYK刮板細(xì)度計(jì)，恒溫箱。
2.3配方設(shè)計(jì)：
2.3.1柳編底漆（啞光，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)‰）：
　　水240-250，乙二醇8-10，分散劑6-8，消泡劑0.5-1，防腐劑0.5-1，銳鈦型鈦白40-60，輕鈣240-250，重鈣120-130，滑石粉60-80，250HBR（2%水溶液）50-60，苯丙乳液100-110，醇酯3-5，消泡劑0.5-1，250HBR（2%水溶液）50-60，氨水（28%）0.5-1，硅溶膠30-50，增白劑1-2，添香劑0.1，適量低剪切HASE增稠劑，適量高、中剪切HASE增稠劑。
2.3.2柳編面漆（啞光，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)‰）：
　　水200-250，乙二醇10-15，分散劑5-7，消泡劑0.5-1，防腐劑0.5-1，銳鈦型鈦白15-20，立德粉100-150，輕鈣240-250，滑石粉30-50，250HBR（2%水溶液）50-60，苯丙乳液150-200，醇酯4-6，250HBR（2%水溶液）120-130，氨水（28%）0.5-1，硅溶膠30-50，增白劑1-2，添香劑0.1，ASE、HEUR增稠劑適量。
2.3.3柳編清漆（高光，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)‰）：
　　苯丙乳液700-800，乙二醇10-15，水150-180，醇酯20-24，消泡劑1-1.5，防腐劑0.5-1，添香劑0.1，多功能助劑0.5-1，硅溶膠50-80，ASE增稠劑適量。
2.4性能測(cè)試：檢測(cè)結(jié)果均符合或優(yōu)于表1各項(xiàng)指標(biāo)。

表1性能測(cè)試結(jié)果（按CNCIA-HG/T 0002－2009征求意見(jiàn)稿）

3. 結(jié)果討論
3.1硅溶膠對(duì)柳編漆耐水性的影響
　　在CNCIA-HG/T 0002－2009標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)水性柳編清漆提出了耐水性的要求，本文探索用硅溶膠來(lái)提高清漆的耐水性。因?yàn)楣枞苣z粒徑一般為5-80nm，細(xì)顆粒的二氧化硅具有較高活性，能與某些無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物生成新的硅酸鹽無(wú)機(jī)高分子化合物,并硬化成膜,此無(wú)機(jī)涂膜致密具有不可回復(fù)性，抗水性好。且硅溶膠能通過(guò)毛細(xì)管滲透到基材的內(nèi)部,阻塞微細(xì)的毛細(xì)管,防止水分子的滲透,使耐水性提高[3]。但是硅溶膠與有機(jī)高聚物乳液物理混溶后，乳液中的有機(jī)高分子均勻的分布在“硅-氧-硅”無(wú)機(jī)涂層的間隙中[4]，導(dǎo)致涂膜表面的不平整性增加，對(duì)光易形成散射，從而光澤降低。

圖1 硅溶膠對(duì)光澤和耐水性的影響

　　由圖1可知，隨著硅溶膠的加入量增大，涂膜的光澤急劇下降；涂膜的耐水性逐漸提高，但是到達(dá)一定量后，隨著硅溶膠的增加，涂膜耐水性提高不明顯。由此確定硅溶膠的添加量為50‰，此時(shí)的60°光澤為60左右，耐水近48h。
3.2硅溶膠對(duì)柳編漆初期抗粘連性和高溫抗回粘性的影響
　　在CNCIA-HG/T 0002－2009標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有提及水性柳編漆的初期抗粘連性和高溫抗回粘的影響，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，提高初期抗粘連性可以極大縮短施工的時(shí)間，增加施工效率；改善高溫抗回粘性，可以有效避免環(huán)境溫度高時(shí)涂膜的回粘弊病。為了保證在室溫或低溫下形成連續(xù)的涂膜，有機(jī)乳液的Tg越高，所需要的成膜助劑的量越大，這樣就造成了VOC含量的增加；有機(jī)乳液的Tg越低，成膜后在溫度稍高的情況下就會(huì)回粘，同時(shí)抗粘連性越差。為了降低VOC，選擇Tg低的乳液，為了提高初期抗粘連性和抗高溫回粘性，混拼一定的硅溶膠。針對(duì)清漆、面漆、底漆進(jìn)行探索，硅溶膠的添加量對(duì)上述性能的影響基本相同。
　　由圖2可知，隨著硅溶膠量的增加，涂膜的初期抗粘連性和高溫抗回粘性有著明顯的提高，但當(dāng)硅溶膠增加到一定的程度時(shí)，二種性能提高不明顯。綜合其他因素，確定硅溶膠的添加量為30-50‰，此時(shí)干燥時(shí)間約為40-60min，回粘時(shí)的溫度是50℃左右。

圖2 硅溶膠對(duì)初期抗粘連性和高溫抗回粘性的影響

3.3硅溶膠對(duì)柳編漆耐沾污性的影響
　　上述提及到的改善涂膜的高溫抗回粘性可以在一方面反映涂膜的耐沾污性能，這項(xiàng)指標(biāo)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可循，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中同樣要考慮此問(wèn)題。很多柳編制品作為裝飾和果籃、菜籃等生活用具，好的耐沾污性能也是十分必要的。對(duì)清漆、底漆、面漆進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，參照GB/T 9755-2001 合成樹(shù)脂乳液外墻涂料標(biāo)準(zhǔn)及其檢測(cè)方法，進(jìn)行衡量耐沾污性。

圖3 硅溶膠對(duì)耐沾污的影響

　　由圖3可知，隨著硅溶膠含量的增加，涂膜的耐沾污性越好。但綜合考慮性能，確定硅溶膠的添加量為30-50‰。因?yàn)楣柩蹑I能大，表面能低，混拼有機(jī)乳液后，既可以改善乳液的柔性，增加涂膜硬度，又能降低涂膜的表面能，可以有效降低污染物的附著。
3.4硅溶膠對(duì)柳編漆耐擦洗的影響
　　柳編制品的耐沾污性雖然得到提高，但時(shí)間久了還是存在灰塵附著的問(wèn)題，這時(shí)為了保證柳編制品的裝飾和使用性能，要求水擦洗過(guò)程不會(huì)對(duì)漆膜造成影響。超微細(xì)顆粒的二氧化硅具有較大的比表面積，容易形成牢固的硅氧鍵網(wǎng)狀骨架，這種涂膜結(jié)構(gòu)非常致密堅(jiān)硬[5]，所以硅溶膠的加入可以提高漆膜的致密性，增加涂膜的硬度，提高耐沾污性和耐擦洗性?？紤]清漆的PVC低，相對(duì)來(lái)說(shuō)符合使用要求，所以此項(xiàng)指標(biāo)僅考慮柳編底漆和柳編面漆，產(chǎn)品參照GB/T 9756-2001 合成樹(shù)脂乳液內(nèi)墻涂料標(biāo)準(zhǔn)及其檢測(cè)方法，進(jìn)行衡量耐擦洗性。

圖4 硅溶膠對(duì)耐擦洗的影響

　　由圖4可知，隨著硅溶膠的增加，涂料的耐擦洗性增強(qiáng)，但到達(dá)一定程度后不再隨之增強(qiáng)而是減弱，因?yàn)楣枞苣z的量增大，涂料極易絮凝或?qū)е氯橐浩迫?，造成涂膜不致密，確定硅溶膠的加量為40‰時(shí)，涂膜的耐擦洗性。
3.5硅溶膠對(duì)柳編漆儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響
　　納米硅溶膠顆粒尺寸小，比表面積和表面張力都很大，表面局部電荷分布不均，極易吸附而發(fā)生團(tuán)聚[6]。硅溶膠對(duì)體系的PH比較敏感，在與乳液混拼時(shí)，要充分考慮電荷的影響因素，因?yàn)閮烧叨际抢秒p電層理論來(lái)達(dá)到穩(wěn)定的效果[7]，本涂料中選用的苯丙乳液的PH值為8-9，硅溶膠的PH值為8-10。另外，輕質(zhì)碳酸鈣中含有氧化鈣會(huì)影響體系的PH值，添加輕質(zhì)碳酸鈣的涂料體系PH值穩(wěn)定后方可加入硅溶膠，為了避免類(lèi)似物質(zhì)對(duì)體系PH的影響，硅溶膠均在體系PH值穩(wěn)定后添加，否則涂料極易成膠塊狀。

　　　
　圖5 硅溶膠的添加量對(duì)穩(wěn)定性的影響　　　圖6 硅溶膠粒徑對(duì)穩(wěn)定性的影響

　　由圖5可知，硅溶膠的添加量要小于50‰，本涂料體系平衡綜合性能因素，底漆和面漆選用的添加量為30-40‰，清漆選用的添加量為50‰。由圖6知，柳編系列產(chǎn)品的PH值為9左右，此時(shí)涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

4. 結(jié)語(yǔ)
　　硅溶膠成本低，添加到水性柳編漆中，可以改善產(chǎn)品的性能。當(dāng)硅溶膠的添加量為30-40‰時(shí)，柳編底漆和面漆的初期抗粘連性和高溫抗回粘性，耐沾污和耐擦洗性，儲(chǔ)存穩(wěn)定性極佳；當(dāng)硅溶膠的添加量為50‰時(shí)，柳編清漆的初期抗粘連性和高溫抗回粘性，耐沾污，儲(chǔ)存穩(wěn)定性極佳。另外，PH值是影響涂料穩(wěn)定性的重要因素，柳編系列產(chǎn)品的PH值均控制在9左右。總之，作為無(wú)毒、環(huán)保性、價(jià)廉的無(wú)機(jī)材料，硅溶膠將會(huì)涉及到涂料各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。