竹焦油為基質之高性能戶外用木材塗料開發

本研究是以亞麻仁油及竹焦油為基質，研發滲透型戶外用木材塗料；首先將亞麻仁油/甘油=1/1(莫耳比)，在氧化鈣催化下行酯交換生成甘油酯，其羥價為183、酸價為1.8，再以兩種方式合成竹焦油為基質之胺酯化油 (urethane oil)，第一類型(竹焦油未參與反應)為在多異氰酸酯(NCO)/甘油酯(OH+COOH)=0.8 (莫耳比)下合成胺酯化油，再將竹焦油/胺酯化油=0/100、5/100、10/100、15/100與20/100(重量比)混合，再添加鈷/鋯/鈣比例為甘油酯之1.5/0.75/0.75％之乾燥劑即成，而其中多異氰酸酯分別採用芳香族多甲苯二異氰酸酯（polymeric toluene diisocyanate, PTDI）及脂肪族多異佛耳酮二異氰酸酯（polymeric isophorone diisocyanate, PIPDI）；第二類型(竹焦油參與反應)則將竹焦油/甘油酯=0/100、5/100、10/100、15/100與20/100(重量比)混合，在NCO/(OH+COOH)=0.8 (莫耳比)下，分別與PTDI及PIPDI合成胺酯化油，再添加如上述之乾燥劑即成。將塗料以丙二醇甲醚乙酯（propylene glycol mono methyl ether acetate, PMA）為溶劑，調整黏度至11 sec(4號福特杯)，以柳杉為試材，塗佈量分別為50、150與2，試驗項目包括塗料乾燥時間，塗膜硬度、光澤度、冷熱循環試驗、戶外耐候試驗及田間耐腐朽試驗。試驗結果發現，第一類型胺酯化油之乾燥時間均隨竹焦油添加量之增加而延長，且使用芳香族PTDI者乾燥時間較短，乾燥時間約為2.0~12 hr；塗膜之硬度及光澤度在竹焦油添加量及塗佈量間並無一定規則性；又所有塗膜冷熱循環經15循環後塗膜均無異狀，顯示其耐久性優良；經1個月田間耐腐朽試驗發現，隨竹焦油混合量及塗料塗佈量增加，柳杉試片之質量損失隨之減少，其中又以芳香族PTDI合成者優於以脂肪族PIPDI合成者，且耐腐朽性均優於未塗裝者；經2週之戶外耐候試驗，塗膜明度增加，色差值隨塗竹焦油混合量及塗料塗佈量增加而有提高之趨勢，所有塗膜均保持完整。第二類型胺酯化油之塗料乾燥時間約2-25 hr，仍以芳香族PTDI合成者乾燥時間較短，且較第一類型者乾燥快速，但以脂肪族PIPDI合成者乾燥時間較第一類型者長；塗膜之硬度、光澤度、耐久性及戶外耐候試驗，在短時間之試驗結果均和第一類型者相似。