管立明
中圖分類號(hào):TM586 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)27-0398-01
水性木器漆是以水為介質(zhì)(稀釋劑),由水性樹脂、助溶劑、助劑、顏(填)料和水組成的用于木器表面裝飾和保護(hù)的一類涂料,它的成膜方式跟溶劑型的分子成膜不同,分為兩步,第一部水的揮發(fā),第二步樹脂膠粒擠壓融合成膜,部分交聯(lián)開始。
水性木器漆的體系比較復(fù)雜,從組份上看包括單組份和多組份等類型,我們先介紹單組分水性木器漆。
首先,我們來看看組分里的水性樹脂,也叫乳液。它有三種存在狀態(tài),一般按其樹脂粒徑來劃分(當(dāng)然這種界限并不是十分嚴(yán)格的)。
粒徑≤0.001微米,外觀淡黃透明液體,接近溶劑型,我們一般叫水溶性樹脂.
粒徑≥0.1微米,外觀乳白不透明,叫水乳型或水稀釋型,例如我們的建筑乳液(乳膠漆)多用此類.
0.001微米≤粒徑≤0.1微米,外觀帶藍(lán)光(相)的半透明乳液,也稱為水分散體.
目前看來,水分散體的綜合性能相比之下是比較優(yōu)秀的,大部分水性木器漆用樹脂都采用此類,當(dāng)然也有少量水溶性和水乳膠型的.
水性樹脂按其化學(xué)組成來分,主要有:
1,醇酸樹脂,其潤濕滲透性好,耐水封閉性好,干燥較慢,抗粘連性差,由于它自身的穩(wěn)定性能限制了它的應(yīng)用.
2,丙烯酸樹脂,保光、保色性好,耐候性優(yōu)異,尤其是含自交聯(lián)基團(tuán)的核殼結(jié)構(gòu)的乳液,硬度高,抗粘連性好,有的還具有不錯(cuò)的抗化學(xué)性能,是目前水性木器漆的主要樹脂,還可以細(xì)分。它的主要缺點(diǎn)是偏脆性。
3,聚氨酯樹脂(PUD),良好的低溫成膜性和低溫彈性,非常優(yōu)秀的機(jī)械性能,豐滿度高。缺點(diǎn)是價(jià)格高昂。
4,聚氨酯-丙烯酸復(fù)合乳液(PUA或APU),綜合了聚氨酯和丙烯酸的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也降低了成本。
助溶劑
說水性木器漆不含有機(jī)溶劑是不正確的。
它包括助成膜助劑和成膜助劑,前者有潤濕和延長漆膜開放時(shí)間的作用,后者保證水性樹脂在低溫下能夠成膜,值得注意的是,有些助溶劑雖然價(jià)格低廉,但是毒害性卻很大,例如乙二醇醚類溶劑的生殖毒性(詳見《溶劑手冊(cè)》)。所以要謹(jǐn)慎選擇。
我們常用的助成膜助劑有EG、PG、PM、DPM等;常用的成膜助劑有BG、DPnB、CZ-12(十二醇酯)、TPnB等。
在傳統(tǒng)溶劑型涂料中,一般講潤濕分散劑是對(duì)顏(填)料而言,在水性體系中則要分開來講,包括潤濕體系(降低表面張力)和潤濕顏(填)料。這是因?yàn)樗谋砻鎻埩Ω撸?2達(dá)因/平方厘米),必須降到能潤濕被涂物才能形成連續(xù)的涂膜。
由于水性樹脂本身的黏度很低,我們就要使用增稠劑來調(diào)整黏度,改變它的流變曲線使之適合不同的施工方式,因此增稠劑又叫流變助劑。它主要分為三類:
● 纖維素類
● 堿溶脹丙烯酸類
● 締合型聚氨酯類
水性木器漆的起泡性相比溶劑型的來說是比較強(qiáng)的,這與體系有關(guān)。在配方中消泡的問題牽涉到潤濕分散、增稠流平,長期有效性等問題,傳統(tǒng)的解決方法在這里未必行得通。水性體系的消泡劑主要類型:
● 礦物油類
● 有機(jī)硅類
● 特殊類
選擇和搭配合適的消泡劑對(duì)配方師的智力提出了挑戰(zhàn)。
水制漆的稀釋水一般用純水(去離子水),主要為了減輕組分之間的相互沖突,使得穩(wěn)定性能更好。
由于水性體系是一個(gè)亞穩(wěn)定體系,比起傳統(tǒng)的溶劑型木器漆和乳膠漆,助劑的選擇和搭配顯得更加的重要,也更為復(fù)雜。這里就不在一一累敘。
水性漆樹脂中存在羧基和羥基,可與多種交聯(lián)劑反應(yīng),我們要選擇一種性能優(yōu)異的交聯(lián)劑。水性體系常見交聯(lián)劑種類及機(jī)理如下:
★ 多異氰酸酯交聯(lián)
異氰酸酯常溫下與樹脂中的羥基反應(yīng),生成氨基甲酸酯,水性體系中還可能與羧基反應(yīng)生成酰胺并放出二氧化碳,同時(shí)還能與水反應(yīng)生成脲和二氧化碳,這是有害的副反應(yīng)。
▲ 氮丙啶化合物交聯(lián)
氮丙啶化合物和羧基常溫下迅速反應(yīng),也可以和水反應(yīng)被消耗。
● 環(huán)氧基交聯(lián)
環(huán)氧基可于樹脂中的羧基和羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這類反應(yīng)也可以用于乳液合成使乳膠粒子輕度交聯(lián)。
● 硅氧烷交聯(lián)
帶特殊官能團(tuán)的硅氧烷與乳液的活性基團(tuán)反應(yīng),有機(jī)硅氧烷水解自聚而交聯(lián),如帶環(huán)氧基的硅氧烷與乳膠粒子中的羧基反應(yīng)。
▲ 多碳二亞胺交聯(lián)
碳二亞胺可于羧基反應(yīng),但與水反應(yīng)很慢。
◆ 金屬離子交聯(lián)
碳酸銨鋯鹽或碳酸銨鋅鹽與樹脂羧基的交聯(lián)反應(yīng)可室溫進(jìn)行,產(chǎn)生的離子鍵有很好的耐熱和耐醇性,并且交聯(lián)后漆膜的硬度和耐水性得到改善。
水性木器涂料發(fā)展的難點(diǎn)在推廣,它的施工工藝也不同于傳統(tǒng)的溶劑型木器漆和建筑乳膠漆,所以照搬以前的經(jīng)驗(yàn)就行不通了,這對(duì)我們特別是有著十?dāng)?shù)年豐富經(jīng)驗(yàn)的施工師傅提出了挑戰(zhàn),因?yàn)樗麄儽仨氁裟承傲?xí)慣”。
水性木器涂料以水為介質(zhì),施工時(shí)必然會(huì)受到溫濕度的影響,可以先想象一下在高溫高濕、高溫低濕、低溫高濕、低溫低濕四種環(huán)境下水性漆的表現(xiàn)。
水性木器漆對(duì)木材的潤濕性不如溶劑型漆油,因此更容易出現(xiàn)“發(fā)白”的問題,也是很多人對(duì)水性木器涂料“感覺不對(duì)”的主要原因。
水性木器涂料的施工黏度與溶劑型不同,它要高一點(diǎn),特別是白漆,噴涂時(shí)它的施工黏度一般在22S左右,同時(shí)進(jìn)漆量要調(diào)大一些。
水性木器漆面對(duì)的板材是多樣的,在不同的板材上表現(xiàn)不同。其中比較典型的是白漆在劣質(zhì)中纖板上的施工問題,水性漆會(huì)對(duì)中纖板的部分纖維造成溶脹,這些細(xì)小的纖維會(huì)隨著水分不斷的遷移滲透到表面,干后形成黑色的細(xì)小殘?jiān)绊懲庥^。我們推薦的處理方法是,先用水性板材封閉劑封閉一遍,必要時(shí)兩遍(因?yàn)橹欣w板的種類繁雜),同時(shí)干燥時(shí)間盡量長些,24小時(shí)以上,再按正常施工白底白面。
對(duì)于貼木皮的中纖板,其中一些可能會(huì)使用一些廉價(jià)的脲醛膠,它容易水溶,在白面上形成黃變(木皮可以擋住纖維上滲)。我們的處理方法是先上一遍水性板材封閉劑,一般一遍就可以解決問題。
由于水性木器漆的“凈味”特征,在重涂市場受到青睞。一般我們面對(duì)的舊漆膜是PU、NC、長油醇酸等,PU底材在打磨之后施工水性木器漆一般問題較少。值得注意的是NC和長油醇酸底材,由于NC本身的耐水和耐溶劑性能較差,在其上面施工水性木器漆時(shí),容易出現(xiàn)附著力和黃變的問題,我們推薦的解決方法同中纖板,打磨后先上水性封閉劑,最好干燥48小時(shí)以上再正常施工。
由于板材的多樣性和施工底材的復(fù)雜性,我們建議技術(shù)服務(wù)人員先小塊實(shí)驗(yàn)后再向客戶慎重推薦,同時(shí)做好施工師傅方面的工作。
我們不建議不同廠家的產(chǎn)品混用,因?yàn)樗云岬钠贩N和成份復(fù)雜,不同種類和性質(zhì)的東西混用往往會(huì)出現(xiàn)相容性的問題,我們更不建議水性和油性的產(chǎn)品共用,這樣容易引起交叉污染。
在現(xiàn)有的木器涂料品種中,只有PE(不飽和聚酯)是要求一次厚涂的,水性木器漆要求薄涂施工,厚涂不是解決水性木器漆施工問題的好辦法。
目前的水性木器漆市場,雖然微小,卻很不規(guī)范,原因是很多人懷著僥幸心理。我們發(fā)展水性木器漆任重道遠(yuǎn),更不可有僥幸心理,必須走好每一步,才能贏得最大的市場。
參考閱讀
1.《水性木器涂料的中壓混氣噴吐工藝》伍忠岳等 上海富臣化工有限公司
2.《淺談水性木器涂料在室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用》崔新岳 新歐寶化工(上海)有限公司
3.《木用家具涂裝常見漆膜弊病與處理》張純名 廣東華潤涂料有限公司
4.《淺談水性木器涂料的施工性及相關(guān)配方調(diào)整》奚祥 上海向嵐化工有限公司
5.《淺談水性木器涂料的涂裝工藝及施工技巧》伍忠岳 上海富臣化工有限公司