UV硬化水性木器塗料は水を溶媒とし、塗料コストを下げ、VOC含有量を下げることができる、硬化速度が速く、エネルギー消費が低く、汚染が低く、環境保護と省エネなどの優位性があり、しかも生産効率が高く、パイプライン生産に適し、電子部品、印刷、ガラス、木器塗料、建築、木材などの各業界に広く応用されている。
しかし、UV硬化水性木器塗料の原料はトルエンジイソシアネートから来ることが多く、二重結合含有量と相対分子質量が低いため、力学性能が劣っている。一定の手段でその性能を改善することにより、UV硬化水性木器塗料の品質と応用範囲を高めることができる。
シリカゾル中のシリカ粒子は剛性が高く、強度が高く、紫外線吸収性、高吸着性、高分散度、緑色無毒などの優れた特性を有するため、製紙、建築塗料及び電子工業などの分野に広く応用されている。UV硬化水性木器塗料は使用過程において力学性能、固体含有量、紫外線老化防止と断熱性などの性能が使用要求を満たすことができず、シリカゾルはそれを改質することができる。シリカゾルコロイド粒子はかなりの比表面積を有し、粒子自体は無色透明であり、被覆物の本来の色に影響を与えない。
シリカゾルの導入は、コーティングの耐摩耗性、硬度、付着力、耐衝撃強度、光沢度などに影響を与えることができ、適切なシリカゾル添加量は、全体的な性能がより良いUV硬化水性木器塗料を得ることができる。
シリカゾルの塗料中の割合が1%~ 3%の場合、コーティングの耐摩耗性は顕著に向上するが、シリカゾルの割合が3%を超えると、複合コーティングの耐摩耗性は低下する。シリカゾルの成分は主にシリカ粒子であり、少量のシリカはコーティングの耐摩耗性を著しく向上させることができ、同時にコーティングの透明性に影響を与えない。しかし、添加量がさらに増加するにつれて、シリカの比表面積が大きいため、塗料溶液中に不均一に分布して自己凝集する現象が発生し、それによってコーティングの摩耗値が増加し、すなわちコーティングの耐摩耗性が低下する。
シリカゾル含有量が1%の場合、複合コーティングの硬度はHレベルに達し、硬度は顕著に向上し、シリカゾルの添加量は少ないが、水性UV木器塗料と十分に化学反応を起こして化学結合を生成し、その塗膜硬度を顕著に向上させることができる、しかし、高すぎる未シリカゾル含有量はかえって塗膜硬度の低下を招くことがあり、これはシリカゾル中のシリカ分散ムラに凝集現象が発生し、塗膜が連続的なネットワーク構造を形成できないためである可能性がある。
シリカゾルの添加量は複合コーティングの付着力に顕著な変化があり、シリカゾルが少ない場合には水性UV木器コーティングと十分に反応でき、コーティングの内外応力が平衡に達し、コーティングの付着力が増強される、シリカゾルが多すぎると反応が不完全で安定した構造を形成できず、塗膜と基材の結合の堅牢度が低下し、塗膜の付着力が低下する。
シリカゾルの含有量が少ない場合、UV硬化水性塗料基体と十分に反応して化学結合協力用を形成することができ、塗料膜の耐衝撃強度を著しく向上させ、シリカゾル含有量が高すぎ、シリカゾル中のシリカ粒子の凝集と自己架橋反応が発生するため、コーティング層の耐衝撃強度が低下する。
シリカゾルはコーティングの光沢度に大きな影響を与え、シリカゾルの増加に伴い、コーティングの光沢度は低下傾向を示した。これはシリカゾルがコロイド溶液であるため、粒子が微細(分子状態に近い)であるため、ゲル析出時のシリカは高い活性を持ち、塗料中の粉状粒子を接着して包み、いくつかの無機塩類、金属酸化物と新しいケイ酸塩無機高分子化合物を生成し、硬化して膜を形成する。微細な粒子は基層への浸透力が強く、毛細管作用によって基材の内部に浸透することができるため、UV硬化水性木器塗料と化学反応して無機不透明物質を生成し、コーティングの光沢度と透明度を大幅に低下させる。