高硬耐磨低光木蜡油的研究及应用

李耀峰

（安徽名士达新材料有限公司，安徽马鞍山）

摘要：针对传统木蜡油硬度低、耐磨性差、低光发蒙、手感干涩等行业痛点，对干性植物油、硬质天然蜡、改性功能填料、环保复合催干剂、消光体系进行系统实验研究。通过植物油？蜡？功能性粉体协同复配，优化配方体系，在保留木蜡油开放涂装、木纹通透、低 VOC 环保优势基础上，提升涂膜表面硬度、抗划伤与耐磨性，实现稳定低光哑光效果。
关键词：木蜡油；高硬度；耐磨；低光；开放涂装；木器涂料

前言

近年来原木风、极简风格高端定制家居快速发展，消费者更加追求木材原生质感，木蜡油作为渗透型环保涂饰材料得到广泛应用。不同于传统油性漆形成连续封闭漆膜，木蜡油依靠干性植物油渗透进入木材导管内部，天然蜡保护木材表层，极致保留木材纹理与触感，同时具备简易修补翻新、有害物质释放量低的特点，符合绿色涂装发展方向。但普通木蜡油仍存在涂膜硬度低、耐磨性差、干燥慢等缺点。如何在维持木蜡油开放渗透特性前提下，兼顾高硬度、高耐磨、稳定低光、木纹通透、环保快干，成为木蜡油配方研发的重点。本文围绕干性植物油、复合蜡体系、硬质耐磨填料、消光组分、无重金属催干剂、低挥发性溶剂开展对比实验，筛选原料配比，构建高硬耐磨低光木蜡油配方体系，探讨各组分对涂膜硬度、耐磨、光泽、透明度、储存稳定性、施工性能的影响，为实木家具、室内木地板工业化应用提供参考。

1 实验部分

1.1 实验主要原材料

干性植物油：聚合熟桐油 A，改性脱水蓖麻油 B，高碘值亚麻籽油 C；

天然及改性蜡：巴西棕榈蜡、黄蜂蜡、改性聚四氟微粉蜡；

功能粉体：微晶二氧化硅、超细玻璃微粉、气相二氧化硅；

溶剂：D？柠檬烯；

催干体系：锆？钙？稀土环保复合催干剂；

助剂：分散剂、有机硅消泡剂、流平剂、防沉蜡浆、环保抗结皮剂； 辅助助剂：受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂。

1.2 实验仪器及设备

反应釜，高速分散机，电子分析天平，涂？4 粘度杯，刮板细度计，恒温恒湿养护箱，60° 光泽度仪，铅笔硬度计，漆膜耐磨试验机，耐水测试装置，50℃恒温储存试验箱。

1.3 基础参考配方与制备工艺

表 1 高硬耐磨低光木蜡油基础配方

样板制备：选取白蜡木、橡木实木板，砂纸逐级打磨至 400#，彻底清除木粉；棉布擦涂施工，薄涂第一道，通风环境静置 45min，擦除板材表面多余木蜡油；常温养护 12h 后，800# 砂纸轻打磨，再薄涂第二道，擦净余料；恒温恒湿条件（温度 23℃，相对湿度 50%）养护 7d 后开展全部理化性能测试。

1.4 性能检测结果及检测方法

参照 JG/T 434？2014《木结构防护木蜡油》以及 GB/T 20238？2018 木地板耐磨测试标准开展检测。

表 2 木蜡油涂膜性能检测结果

耐磨测试方法：养护完成的样板裁剪成标准尺寸，测试前称量样板质量；放置耐磨试验机，设定 500 转；试验结束清理样板表面浮粉，再次称重，计算磨损质量损失，评价耐磨水平。

2 结果与讨论

2.1 干性植物油基体的选择

干性植物油是木蜡油的主要成膜物质，依靠分子链不饱和双键吸氧氧化交联，决定涂层渗透深度、干燥速度、基础硬度、耐黄变以及耐水性能。聚合熟桐油 A 交联密度高，固化后耐水性能突出，但纯桐油粘度偏大，浅色木材易轻微黄变；改性脱水蓖麻油 B 粘度适中，耐黄变性能优秀，柔韧性好；亚麻籽油 C 渗透能力极强，但氧化黄变严重，涂膜硬度偏低，仅适合深色木制品。

表 3 不同植物油基体性能对比

单一植物油很难同时兼顾硬度、耐黄变、渗透性。实验对比多种复配比例，确定聚合熟桐油 A 与改性脱水蓖麻油 B 按质量比 1.6∶1复配作为油相基体。聚合熟桐油提供交联密度、硬度、耐水性能；改性脱水蓖麻油改善体系粘度，提高耐黄变性，提升涂膜柔韧性，避免涂层硬度过高出现开裂。如果桐油占比过高，体系粘度上升，粉体加入后触变增大，擦涂施工阻力大；脱水蓖麻油占比过高，干燥速度变慢，硬度下降。该复配体系兼顾木材深层渗透，同时保障氧化交联后的表面硬度。

2.2 复合蜡组分对硬度、光泽、手感的影响

蜡质在木材表层，填充木材微观孔隙，调整光泽、疏水性能与表面手感。黄蜂蜡质地柔软，手感温润，但熔点偏低，高温环境容易软化，硬度耐磨较差；巴西棕榈蜡硬度高、熔点高，能够提升涂膜硬度、疏水效果，但添加量过高，涂膜容易发脆，透明度下降；改性聚四氟微粉蜡分散性优异，可以降低摩擦系数，改善抗划伤，对木纹通透度影响较小，辅助实现低光丝绒质感。

固定总蜡添加量 7.5%，设置三组对比方案。 方案 1：7.5% 黄蜂蜡；方案 2：7.5% 巴西棕榈蜡；方案 3：巴西棕榈蜡 4.0%+ 黄蜂蜡 2.0%+ 聚四氟微粉蜡 1.5%。

表 4 不同蜡复配方案性能对比

全部黄蜂蜡（方案 1）手感最佳，但蜡质偏软，摩擦后损耗大，极端使用场景易留指纹；纯巴西棕榈蜡（方案 2）硬度耐磨提升，但木纹轻微发雾，涂层开裂风险增大；方案 3 三种蜡复配，黄蜂蜡保障温润手感，高熔点巴西棕榈蜡提供表面硬度与疏水，聚四氟微粉蜡降低表面摩擦系数，改善抗划伤，协同实现 低光哑光，木纹通透，耐磨性能得到明显提升，本实验选用该复合蜡体系。

2.3 硬质耐磨填料的筛选

普通木蜡油仅依靠植物油？蜡体系，缺少硬质填料，表层容易被外力磨耗。引入无机硬质粉体是提升硬度耐磨的有效手段，但粉体粒径、吸油值至关重要；吸油值过高会大量吸附油相，造成体系粘度过大，施工困难，遮盖木纹，破坏开放涂装效果。

本实验对比三种填料组合，总填料添加量 8.2%。 方案 1：普通重质碳酸钙；方案 2：单一微晶二氧化硅；方案 3：微晶二氧化硅 6.2%+ 超细玻璃微粉 2.0%。

表 5 耐磨填料方案性能对比

碳酸钙吸油量高，加入后体系粘度大幅上升，擦涂阻力大，木纹被粉体遮盖，达不到开放涂装特点；单一微晶二氧化硅可提升耐磨硬度，但提升幅度有限；微晶二氧化硅搭配少量超细玻璃微粉，玻璃微粉莫氏硬度高，进一步提高涂膜表面硬度，微晶二氧化硅改善粉体在油相中的分散稳定性，二者复配后，粘度增幅可控，不会过度遮盖木纹，同时硬度达到 2H，耐磨性能最优，确定为本配方耐磨填料组合。搭配防沉蜡浆起到防沉降作用，避免储存过程粉体沉淀结块。

2.4 低光消光体系研究

木蜡油实现低光哑光，不能单纯依靠蜡结晶消光。若只依靠蜡来降低光泽，必须大幅提高蜡添加量，会带来干燥变慢、表面回黏等缺陷。二氧化硅作为消光组分，在涂膜表面构建微观凹凸结构，散射光线实现低光效果；但添加量过大，会吸附大量植物油，体系触变急剧升高，擦涂后板面出现颗粒、雾感发白。

本实验固定复合蜡总添加量不变，调整二氧化硅添加量 2.0%？4.0% 进行对比：二氧化硅 2.0%，光泽 11°，达不到低光要求；3.0% 时，光泽稳定在 5？7° 区间，木纹通透，无明显雾感；添加量超过 4%，体系触变明显增大，板面容易出现颗粒、发雾现象。

因此低光效果依靠复合蜡结晶与少量二氧化硅协同消光。蜡质提供表面微观质感，二氧化硅辅助消光，控制用量 3.0%，既实现稳定低光，又规避粉体过量造成木纹浑浊，同时兼顾储存稳定性。

2.5 环保复合催干剂对干燥性能的影响

干性植物油依靠不饱和双键氧化固化，催干剂直接决定干燥速度。传统钴盐催干剂干燥效率高，但受环保标准限制，本研究选用锆？钙？稀土复合无重金属催干剂，搭配环保（无MEKO）抗结皮剂，探究催干剂添加量对干燥与储存稳定性的影响。

表 6 不同催干剂添加量实验

催干剂 0.5% 时，干燥周期过长，不利于工厂流水线生产；添加至 1.3%，干燥速度加快，但罐内储存极易结皮，需要大量抗结皮剂，成本上升。综合权衡，选用 1% 锆？钙？稀土复合催干剂，搭配 0.2% 环保抗结皮剂，表干 2h，实干 12h，兼顾施工效率和储存稳定性。同时配方添加少量受阻胺光稳定剂与紫外线吸收剂，改善木蜡油耐老化性能，减缓木制品黄变。

2.6 溶剂体系对 VOC 及施工性能的影响

溶剂作用是调节体系粘度，改善擦涂渗透。本配方选用植物基环保溶剂 D？柠檬烯（柑橘萜烯溶剂），气味柔和、低毒，替代传统石油类溶剂。溶剂添加量过低，粘度偏高，擦涂阻力大，木材渗透不足；溶剂过高，VOC 上升，施工挥发过快，流平变差。实验确定溶剂添加量 10%，成品 VOC 165g/L，兼顾施工流动性、木材渗透性与环保指标。

3 结语

本文针对传统木蜡油硬度不足、耐磨差、低光易雾、干燥慢等痛点，系统开展原料筛选与配方实验，开发高硬耐磨低光木蜡油。油相基体选用聚合熟桐油与改性脱水蓖麻油 1.6∶1复配，兼顾渗透深度、交联硬度与耐黄变；采用巴西棕榈蜡、黄蜂蜡、聚四氟微粉蜡复合蜡，平衡硬度、耐磨、手感与低光哑光效果；耐磨填料采用微晶二氧化硅复配超细玻璃微粉，在保留木纹通透开放涂装前提下，将铅笔硬度提升至 2H，500r 磨损质量损失≤18mg；消光依靠复合蜡与二氧化硅协同，实现 5°-7° 稳定低光哑光，避免板面起雾发白；锆？钙？稀土无重金属复合催干剂实现快干，D？柠檬烯低 VOC 溶剂调节施工粘度，搭配光稳定助剂提升耐老化性能。成品细度≤20μm，表干 2h，实干 12h，储存稳定，木纹通透丝绒哑光，既可以手工棉布擦涂，也适配工厂简易辊涂工艺，适合室内实木家具、木地板涂装。