CN114456672A - 用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法 - Google Patents
用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种多基材高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Description
技术领域
本发明涉及一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法，应用在木器涂料生产领域。
背景技术
家具表面主要的成膜物质为家具漆，家具漆能使木器竹器家具更美观亮丽，改善家具本身带有的粗糙手感，不仅起到保护养护木器竹器家具的作用，还能使整个家庭生活变得更加舒适。随着近年来家具行业的发展以及人们对于环境生活的要求越来越高，油性家具漆逐渐向环保型水性家具漆转换，或者使用 PVC板、三聚氰胺板替代，抑或是在PVC板、三聚氰胺板、UV底板上喷涂水性家具漆，以达到环保健康要求。然而其仍存在着以下缺点：
1.PVC板、三聚氰胺板、UV板等底材喷涂水性家具漆，虽然能在应用上能够大量减少家具厂油漆的使用量，但是对水性家具漆的要求极高，普通水性家具漆无法一次性满足在多种特殊基材上的附着力要求，需要使得针对不同的基材的相应水性家具漆产品，这严重制约着水性家具漆的发展；
2.目前的油改水方案中应用于特殊基材的一般都是使用水性双组份涂料，以确保在附着力、性能上满足客户的要求，但水性双组份涂料成本高、施工操作不方便，难以大范围推广应用。
因此，提供一种对多基材附着力高、硬度高、柔韧性佳、成本低、施工方便的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法己成为当务之亟。
发明内容
为了克服现有普通水性家具漆无法一次性满足在多种特殊基材上的附着力要求，且一般都是使用水性双组份涂料,存在成本高、施工操作不方便、难以大范围推广应用的缺点，本发明提供一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法，通过在体系中采用丙烯酸-聚氨酯杂化分散体，能够很好的平衡漆膜高硬度和柔韧性，同时其也具有对多基材的优异附着力，具有对多基材附着力高、硬度高、柔韧性佳、成本低、施工方便等优点。
本发明的技术方案如下：
一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
本申请的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料采用丙烯酸-聚氨酯杂化分散体，其不仅具有丙烯酸的保光、耐侯、高硬度性能，而且具有聚氨酯所具有的抗黏连性、柔韧性等性能，能够很好的平衡漆膜高硬度和柔韧性，同时其也具有对多基材的优异附着力，具有对多基材附着力高、漆膜不脱落、硬度高、柔韧性佳等优点，且由于是水性单组份木器涂料，其性价比高、成本低、施工方便，且理化性能又能媲美水性双组份涂料产品。该用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料对UV板、PU板、三聚氰胺板、PVC板等底材都具有良好的附着力，无需针对不同的底材更换不同的配套产品施工，即可得到具有良好附着力、高性能效果产品。本品施工时可结合具体基材及施工要求，适应不同客户的要求：如uv板+用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料、水性底漆板材+用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料、三聚氰胺板+用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料、PVC板+用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料等。其中，所述丙烯酸-聚氨酯杂化分散体是由聚氨酯预聚物和丙烯酸酯或乙烯基单体交联反应成的杂化分散体。
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂，所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
优选的聚醚改性硅氧烷消泡剂可采用一种或者两种以上联用，例如迪高tego810、迪高 tego902W等，可以起到良好的破泡、消泡效果。优选的润湿剂不仅可降低平衡和动态表面张力，还能显著改善流动性和流平性，很容易进入难以润湿的底材表面，能提高各种基材的润湿性能，进而提高对基材的附着力，且低VOC，例如赢创Dynol604等。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料还包括颜料10-20份。
可根据需要使用或不使用颜料以分别获得用于多基材高附着力水性单组份实色木器涂料和用于多基材高附着力水性单组份透明木器涂料。
所述分散剂为带颜料亲和基团的分子量1000-1500的嵌段共聚物溶液。
优选的分散剂能防止颜料絮凝、发花、浮色，能增强体系储存稳定性，改善颜料的润湿和光泽，降低分散粘度，例如采用毕克化学的BYK190分散剂。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物。
优选的增稠剂可一种或两种以上联用，通过不同的增稠剂搭配，可实现在不同施工条件下的不同流变效果。
所述增稠剂为高泰XS71或DOWRM2020的其中一种或任意两种以上的任意组合。
高泰XS71可提供低剪切粘度，DOW RM202增稠剂可提供高剪切粘度，两者搭配使用可实现在不同施工条件下的不同流变效果。
所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚或醇酯十二的其中一种或任意两种以上的任意组合，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
优选的成膜助剂为自交联物质，无需像水性双组份产品另外添加异氰酸酯固化剂，提高了性价比，且在理化性能上能超越常规水性单组份水性木器涂料，又能媲美水性双组份涂料产品。同时由于体系中同时采用了丙烯酸-聚氨酯杂化分散体，该涂料比常规的水性单组份木器涂料在丰满度、柔韧性、硬度等性能方面有较大提高，加快了油改水方案的落地。气相二氧化硅消光粉能在漆膜表面产生粗糙的凹凸不平的效果，当光线照射在漆面上以后产生散乱的光反射，起到消光作用。优选的pH调节剂在调节体系pH值的同时，能有效改善颜料润湿度，促进颜料的分散，防止颜料再絮凝，例如可采用美国陶氏AMP-95多功能pH调节剂。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1000-1200r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、pH调节剂、消泡剂、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比45-55％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1200-1500r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1000-1200r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达70-80KU后，过180-220目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
本申请的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法步骤简便，操作简单。
步骤(1)混合物料时还向分散机中加入了颜料。
步骤(2)中分散至均匀后还包括：对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
其中，所述湿膜刮板测试的具体方法(参考《建筑涂料对比率测试的测量不确定度评估》其中的测试方法的湿膜制备方法， https://wenku.baidu.com/view/fcdfd02558fb770bf78a5597.html)：将制膜厚度为150μm 的湿膜制备器置于黑白纸卡的一端，在湿膜制备器涂布方向前面倒上制备好的涂料，均匀移动湿膜制备器直至涂布黑白纸卡的另一端，即完成湿膜刮板，目视漆液表面情况。其中，湿膜制备器主要用于涂布规定厚度的湿膜以测定试样的遮盖力、色泽或制备样板等；关于黑白纸卡：1.黑白纸卡是实验室常用的遮盖力、对比率、漆膜测定纸板，2.本次使用黑白纸卡使用黑色底易看出漆膜异常情况。
步骤(1)混合物料时还向分散机中加入了颜料。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本申请的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料通过在体系中采用丙烯酸-聚氨酯杂化分散体，能够很好的平衡漆膜高硬度和柔韧性，同时其也具有对多基材的优异附着力，具有对多基材附着力高、硬度高、柔韧性佳、成本低、施工方便等优点；
2)所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法步骤简便，操作简单。
具体实施方式
下面结合说明书各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明所述的一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物，为高泰XS71。
所述成膜助剂为二丙二醇甲醚，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1100r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、 pH调节剂、消泡剂、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比50％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1300r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1100r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达75KU后，过200目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
步骤(2)中分散至均匀后还包括：对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
实施例2
本发明所述的一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物，为DOWRM2020。
所述成膜助剂为二丙二醇丁醚，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1000r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、 pH调节剂、消泡剂、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比55％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1200r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1000r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达80KU后，过180目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
步骤(2)中分散至均匀后还包括：对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
实施例3
本发明所述的一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物，为高泰XS71与DOWRM2020的任意组合。
所述成膜助剂为二丙二醇丁醚与醇酯十二的任意组合，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1200r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、 pH调节剂、消泡剂、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比45％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1500r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1200r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达70KU后，过220目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
步骤(2)中分散至均匀后还包括：对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
实施例4
本发明所述的一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
所述分散剂为带颜料亲和基团的分子量1200的嵌段共聚物溶液。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物，为高泰XS71。
所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚与醇酯十二的任意组合，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1100r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、 pH调节剂、消泡剂、颜料、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比50％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1300r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1100r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达75KU后，过200目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
实施例5
本发明所述的一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
所述分散剂为带颜料亲和基团的分子量1000的嵌段共聚物溶液。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物，为DOWRM2020。
所述成膜助剂为二丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚的任意组合，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1000r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、 pH调节剂、消泡剂、颜料、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比55％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1200r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1000r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达80KU后，过180目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
实施例6
本发明所述的一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂。
所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
所述分散剂为带颜料亲和基团的分子量1500的嵌段共聚物溶液。
所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物，为高泰XS71与DOWRM2020的任意组合。
所述成膜助剂为醇酯十二，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1200r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、 pH调节剂、消泡剂、颜料、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比45％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1500r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1200r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达70KU后，过220目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
各实施例中涉及的原料信息：
丙烯酸-聚氨酯杂化分散体：三棵树涂料WR2924，是由聚氨酯预聚物和丙烯酸酯或乙烯基单体交联反应成的杂化分散体
聚醚改性硅氧烷消泡剂：迪高tego810、迪高tego902W
润湿剂：赢创Dynol604、毕克BYK346
分散剂：毕克化学BYK190
pH调节剂：陶氏AMP-95
增稠剂：高泰XS71、DOWRM2020
成膜助剂：陶氏DPM、陶氏DPNB、陶氏BCS、伊士曼texanol
颜料：龙蟒996
固化剂：科思创2655
消光粉：气相二氧化硅，格雷斯SYLOID 7000。
实验数据：
对比例1：与实施例1的区别主要在于：用常规水性丙烯酸替代丙烯酸-聚氨酯杂化分散体。其主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1100r/min，向分散机中加入常规水性丙烯酸乳液、pH调节剂陶氏AMP-95、消泡剂迪高902w、消泡剂迪高810、分散剂毕克BYK190、消光粉格雷斯7000以及聚氨酯增稠剂陶氏2020，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1300r/min，向分散机中继续加入润湿剂赢创604、成膜助剂陶氏DPM和成膜助剂陶氏DPNB，分散至湿膜刮板漆膜无缩油及板面均匀无异常；
(3)将分散机转速调为1100r/min，向分散机中继续加入水和增稠剂高泰XS71，分散至粘度达75KU后，过200目滤筛。
对比例2：与实施例5的区别主要在于：用常规水性丙烯酸替代丙烯酸-聚氨酯杂化分散体。其主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1000r/min，向分散机中加入常规水性丙烯酸乳液、pH调节剂陶氏AMP-95、消泡剂迪高902w、消泡剂迪高810、分散剂毕克BYK190、颜料龙蟒996、消光粉格雷斯7000以及聚氨酯增稠剂陶氏2020，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1500r/min，向分散机中继续加入润湿剂赢创604、成膜助剂陶氏DPM和成膜助剂陶氏DPNB，分散至湿膜刮板漆膜无缩油及板面均匀无异常；
(3)将分散机转速调为1000r/min，向分散机中继续加入水和增稠剂高泰XS71，分散至粘度达75KU后，过180目滤筛。
对比例3：与实施例5的区别主要在于：为水性双组分木器涂料，且A组分中用常规水性丙烯酸替代丙烯酸-聚氨酯杂化分散体，B组分包括固化剂和丙二醇甲醚醋酸酯。其主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
A组分：
B组分：
固化剂科思创2655 80份
丙二醇甲醚醋酸酯PMA 20份。
其制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
(1)制备A组分：
第一步：启动分散机，将转速调为1200r/min，向分散机中加入常规水性丙烯酸乳液、 pH调节剂陶氏AMP-95、消泡剂迪高902w、消泡剂迪高810、分散剂毕克BYK190、颜料龙蟒996、消光粉格雷斯7000和聚氨酯增稠剂陶氏2020，分散至细度≤30μm；
第二步：将分散机转速调为1400r/min，向分散机中继续加入润湿剂赢创604、成膜助剂陶氏DPM和成膜助剂陶氏DPNB，分散至湿膜刮板漆膜无缩油及板面均匀无异常；
第三步：将分散机转速调为1200r/min，向分散机中继续加入水和增稠剂高泰XS71，分散至粘度达75KU后，过220目滤筛，即获得所述A组分；
(2)制备B组分：
将固化剂科思创2655和丙二醇甲醚醋酸酯PMA搅拌均匀，即获得所述B组分；
(3)使用时，将所述A组分与B组分按重量百分比100：10混匀，并加入适量水混合均匀。
检测方法：参照GB/T23999-2009室内装饰装修用水性木器涂料进行检测
检测结果如下：
表1各涂料性能检测结果
由表1可以看出对比例1对不同底材的附着力差异很大，附着力也较差，对比例2在不同底材的附着力差异很大，附着力差，硬度不高，对比例3是一种水性双组份木器涂料。而实施例1-6的结果显示对不同底材的附着力均良好，能满足国标《GB/T23999-2009室内装饰装修用水性木器涂料》的附着力要求。其中，实施例1、2丰满度不如实施例3-6。实施例4-6是实色漆，实施例4和实施例6在实色漆对比率上不如实施例5，实施例5在实色漆中的综合性能最好。
本发明所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
2.根据权利要求1所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷消泡剂，所述润湿剂为炔二醇乙氧基化合物。
3.根据权利要求1所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：所述用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料还包括颜料10-20份。
4.根据权利要求3所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：所述分散剂为带颜料亲和基团的分子量1000-1500的嵌段共聚物溶液。
5.根据权利要求1所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：所述增稠剂为疏水改性非离子聚氨酯共聚物。
6.根据权利要求5所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：所述增稠剂为高泰XS71或DOWRM2020的其中一种或任意两种以上的任意组合。
7.根据权利要求1所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料，其特征在于：所述成膜助剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚或醇酯十二的其中一种或任意两种以上的任意组合，所述消光粉为气相二氧化硅，所述pH调节剂是含羟基的有机胺类化合物。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散机，将转速调为1000-1200r/min，向分散机中加入丙烯酸-聚氨酯杂化分散体、pH调节剂、消泡剂、分散剂、消光粉以及占增稠剂自身总重量百分比45-55％的增稠剂，分散至均匀且细度≤30μm；
(2)将分散机转速调为1200-1500r/min，向分散机中继续加入润湿剂和成膜助剂，分散至均匀；
(3)将分散机转速调为1000-1200r/min，向分散机中继续加入水和剩余的增稠剂，分散至粘度达70-80KU后，过180-220目滤筛，即获得用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料。
9.根据权利要求8所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)混合物料时还向分散机中加入了颜料。
10.根据权利要求9所述的用于多基材的高附着力水性单组份木器涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中分散至均匀后还包括：对步骤(2)获得的混合物进行湿膜刮板测试，湿膜刮板测试漆膜无缩油的所述混合物为合格品。
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