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宁波舟山绍兴厂家:水性木器漆介绍应用


宁波舟山绍兴厂家:水性木器漆介绍应用

摘要:讨论目前国内水性木器漆的种类、性能和应用,比较了几种代表性的水性木器漆和乳液的性质,以及水性木器漆与溶剂型漆的优劣。从环保的角度出发,水性漆拥有良好的前景。关键词:水性木器漆;水性涂料;环保;VOC

油漆制造是人类最古老的应用技术,而生产的涂料一直是遍地皆是和默默无闻,消费者欣赏着涂料的美丽和它的保护性能,可只有当涂装失败时才会介意到涂料本身的存在。同样地,尽管涂料在化学上的复杂性和对化学学科的发展作出了贡献,有些化学家仍对它视而不见,有的人甚至将涂料称为“无知的行为”。

宁波舟山绍兴厂家:水性木器漆介绍应用

前言从上个世纪80年代起,人们的环保意识逐渐增强,“爱护地球,保护生态环境”的呼声日益高涨。然而,全球工业化速度的加快导致每年至少有数千万吨有机挥发物排入大气层,这些工业化合物严重威胁着人类自身的安全和经济的可持续发展。涂料工业是严重的污染源之一,涂料界谈论的一个热点话题是VOC(有机挥发物)问题。

21世纪涂料发展的方向之一是环保型涂料,即低污染或无污染涂料。环保型涂料包括高固体分及无溶剂涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射(UV、电子束等)固化涂料四大类型。其中水性涂料是重中之重。因为水性涂料与溶剂型涂料一样,可以不需要特殊施工设备,不必烘烤加温固化,适用范围广,应用场合多,从而更受青睐。自从上世纪中期以来,作为水性涂料之一的建筑乳胶漆得到了飞速发展。它几乎占领了整个中国建筑涂料主流市场。人们对水性涂料的优点有了认识。进入21世纪后,水性涂料显现出的下一个热点是水性木器漆。水性木器漆的基本要求是:(1)能够自然干燥;(2)适应刷涂、喷涂、浸涂等木器涂料的基本施工方法;(3)对木材有良好的附着力;(4)良好的装饰和保护作用;(5)适度的硬度;(6)长期的使用寿命。总之,水性木器漆要有类似于溶剂型木器漆的性能,可用相同或相似的方法进行涂装,只有这样才能逐渐取代溶剂型木器漆,满足环保要求。水性树脂作为水性涂料基料的水性树脂分水溶性和水分散型两大类,后者主要是水乳型的。由于水溶型树脂本身的强烈亲水性,若不采取特殊的化学反应固化,成膜后依然不耐水,难以直接应用。所以多以热、氧、辐射或添加固化剂的方法使其进一步交联固化才能用作木器漆。水乳型基料的成膜过程是不可逆的,一旦固化成膜后,一般不再溶于水,可用作单组分水性木器漆。

2.1单组分水性木器漆树脂

2.1.1水性醇酸将醇酸树脂制成乳液可直接用作水性木器漆,漆膜的交联固化机理与溶剂型醇酸相同,靠空气中的氧气氧化交联。也有用含羟基的醇酸树脂与亲水性异氰酸酯预聚物配合制成双组分水性涂料,或与水溶性氨基树脂配合制成水性烘漆应用的。由于木材烘烤易变型,烘烤型水性涂料不宜用作木器漆

2.1.2丙烯酸树脂丙烯酸树脂乳液是最常见的水性木器漆基料之一。有纯丙、苯丙等各种类型,通过调节烯类单体的种类和用量可以制成有不同硬度漆膜的水性木器漆2.1.3聚氨酯与丙烯酸类水性木器漆相比,聚氨酯类的成本较高,但漆膜的柔韧性、耐磨性、耐水性、耐用性往往好于丙烯酸类,可以制成较高级的水性木器漆。水性聚氨酯乳液有两类:一类是油改性聚氨酯,类似于氨酯油溶剂漆。制备时使用了植物油因而成膜后有一定的疏水性,如宣威的A68,翁开尔的SpensolF-97;另一类是“纯聚氨酯型”,制备时多采用二羟基丙酸等亲水化合物,经胺扩链再乳化成阴离子乳液,其工业化产品类型很多。某些商品化的水性木器漆乳液及制备的漆的性能见表1。可以看出某些国内产品不比国外的差,相反综合性能还优于国外的几种水性漆。

由这种国产乳液生产的水性木器漆成本还低,在市场上很有竞争力。表1水性木器漆用乳液及漆的性能生产厂家牌号Avecia国内某厂宣威*XK61A663E106PU-4A68(高光)A68(哑光)乳液性质:化学构成苯丙,阴离子型苯丙,阴离子型芳族聚氨酯芳族聚醚聚氨酯油改性聚氨酯外观乳白不透明乳白不透明微棕黄半透明乳白不透明棕黄浊液不透明固含量/%4242334029.932.0PH6.38.28.4787.27.0最低成膜温度/°C4755<415助溶剂无无7.1%NMP丙酮粘度/mPa.s8010040涂~4/s1920涂~4/s16.6s涂~4/s18.1冻融稳定性(-10°C冻固,回至室温)破乳破乳破乳不破乳不破乳不破乳乳液稳定性存放不变色存放不变色长期存放色变深存放不变色存放后棕色变深漆膜性能:外观无色透明无异味淡黄透明无异味无色透明无异味无色透明无异味浅棕黄透明有油脂味干燥时间表干/min实干/h151151151151<301硬度0.670.600.610.570.440.38耐水性48h微白,4天后开始起泡8h变白48h起泡24h变白3天后起泡3天后不变白不起泡漆膜有憎水性不变白,4天后有个别小泡*宣威的数据为实测值

2.2双组分水性木器漆树脂

2.2.1双组分水性聚氨酯一组分是含羟基的聚合物(或聚氨酯)乳液,另一组分为有亲水骨架的异氰酸酯预聚物,二者按比例混合后用作木器漆。为避免异氰酸酯与水的副反应,预聚物采用反应活性比较低的脂肪族异氰酸酯(HDI)制备,代表性的产品是Bayer公司的BayhydrolVPLS2342(OH组分)BayhydurVPLS2336(NCO组分),但后者在水中分散比较困难。

2.2.2水性环氧由环氧乳液和亲水的胺加成物固化剂组成的双组分涂料,用前按比例均匀混合后施工,不仅可以涂装木材,还可以用于水性防腐涂料,水泥涂料。如Shell公司的5522-WY-55(环氧乳液)8290-Y-60(水可稀释固化剂)。与单组分水性涂料不同,双组分都有一个混合后的适用期问题,涂料必须在适用期内用完,否则将严重影响涂膜性能,例如失光、附着力强度恶化等,甚至不能很好成膜。

3水性木器漆的组成作为一种完整的水性木器漆,应该包括底漆、腻子、面漆(清漆)及色漆几大类,涂装时应配套使用。

3.1底漆底漆要能很好地浸润木材,容易渗入木材的毛细孔中,增加漆膜对木材的附着力,同时还要阻止木材中的油脂等物质向漆膜扩散和迁移。此外,底漆还要能与上层涂料紧密结合。由于水性木器漆固含量通常较低,涂膜丰满度差,为了提高丰满度,常常将底漆用作中层涂料,经多道涂装提高丰满度后再罩面漆,这样更加经济、合理、涂装效果更好。

3.2腻子水性腻子的作用是填充木材上的孔隙,凹坑和微裂纹。水性腻子固含量低,干燥后有收缩,不能一次填实表面孔隙,应该多道涂装,仔细打磨。对所谓“开放式”木材涂装,因为要突显木材本身的孔隙,不得使用水性腻子。

3.3面漆面漆增加涂层的丰满度,提高手感,改善耐水、耐磨、耐沾污性。面漆有亮光和哑光两大类。

3.3.1亮光漆水性木器漆的光泽和丰满度比溶剂型漆差。特别是溶剂型聚氨酯漆,光泽和丰满度极好,水性聚氨酯漆是无法比的。但是水性木器漆的60°光泽可以做到90%以上,甚至超过95%,这通常可满足一般装修的需要,亮光漆对表面要求较高,稍有缺陷容易显现,涂装难度大。3.3.2哑光漆木器漆现多流行哑光型,以半哑(光泽约50%)和全哑(光泽小于20%)为多见。哑光漆中常加有消光粉,其手感比亮光漆好,而且微小的不足不容易显现,涂装效果好。与溶剂型漆相比,水性木器漆容易消光,消光粉用量少。有的水性木器漆可以通过配方的调整,不用消光粉也能达到半哑的效果,但难以做到全哑。由于不含消光粉,贮存不会有产生沉淀的危险,这类漆可以做得粘度很小,流平性较好。3.4色漆水性木器漆着色涂装有两种方法:底着色和水性色漆着色,后者以可做成透明色和实色两种效果。

3.4.1底着色木材先以水性或油性色浆擦拭着色,再罩以水性面漆,这样涂装的木器可做到木材纹理清晰,透明性好。用一种纳米级透明氧化铁作颜料(有红、黄、兰、黑、棕等)的色浆,可以使木材具有金属般的涂装效果,罩光后使水性木器漆的档次大大提高,可极大地提升产品的竞争力。底着色后,施以多道水性面漆增加漆膜的丰满度,直到达到满意为止。

3.4.2有色面漆水性木器漆配以水性色浆可以制成水性有色面漆,但有的色浆可能引起水性木器漆破乳,这在某些氧化铁系色浆中较为常见。为使涂装后的漆膜颜色均匀,有色面漆要有足够的遮盖力,这就要求色浆中的颜料浓度要高。颜料着色力差时,色浆用量大,导致水性木器漆附着力差,漆膜失光,这些不足之处在制实色漆时要认真加以考虑。另一种着色方法是用水性染料配成色精后加入水性木器漆中,得到透明的色漆,装饰效果好。有的染料会破坏水性漆的稳定性,用前须谨慎试验。

4水性木器漆的性能水性和溶剂型(油性)木器漆的某些涂料性能以及漆膜性能对比见表2水性木器漆不燃烧,无毒或低毒,VOC,容易达到环保要求,符合当今涂料发展方向,这是任何油性涂料不能相比的。但是,鉴于水性涂料的分散介质是水,水的固有性质使得水性涂料的制造与施工产生了一些特有的麻烦。首先,水的表面张力高在72.6达因/cm,这使得水性涂料在流变性(流动,流平性)、消泡性方面出现的问题比油性漆多,解决也更困难。其次水的蒸发潜热大,干燥过程需要更多的热量,在低温高湿的情况下涂装,尤其显得不及溶剂型涂料。过慢的干燥还会影响成膜质量,造成失光、起痱子等弊病。水性涂料的成膜过程和制备决定了水性涂料漆膜的硬度不会很高,铅笔硬度鲜有超过2H,因为高硬度的漆膜一般具有很高的玻璃化温度Tg,用高Tg的聚合物制成的乳液成膜温度也很高,室温下很难得到高质量的漆膜。利用成膜助剂来降低成膜温度的幅度有限,过多的成膜助剂还会破坏漆膜的性能,除非采用烘烤交联或另加固化剂的方式,否则硬度很难大幅度提高。而溶剂型涂料可制成各种硬度的漆膜,它的成膜机理使其没有“最低成膜温度”的困扰。

水性涂料丰满度远不及溶剂型漆,这有两个方面的原因:一是水性漆的成膜物质-乳液固含量低,一般在30%40%,高固含量的乳液不稳定,且制备困难。成膜物质少必然降低漆膜的丰满度;另一方面,乳液的成膜过程是乳胶粒子聚集融合成膜,不如溶剂型漆中的分子尺度成膜密实、平整,这也影响了漆膜的丰满度。水性漆要得到满意的丰满度通常靠增加涂装道数来实现。由于同样的原因,水性木器漆漆膜的光泽也逊于溶剂型漆。此外,以水作溶剂带来的低温冷冻性能差也是不言而喻的。基于以上原因,目前,水性木器漆的综合性能要想超过溶剂型漆是不现实的,只要性能接近溶剂型漆就是很好的水性漆,可以说溶剂型漆的综合性能是水性漆的极限。这种差别使得水性漆多用作装修漆或一般家具漆,在高档家具漆上水性漆目前还只能望其项背。5施工水性木器漆可采用刷涂或喷涂法施工。居家使用以刷涂为主,工厂使用以喷涂为主。涂装程序为:木材打磨—底漆—腻子—底漆—面漆。各道漆施工前均需打磨前道漆膜。涂刷腻子后的底漆或面漆应多道施工,以增加漆膜丰满度。

5.1室内装修水性木器漆最适宜室内装修用。由于其具有环保特性,对涂装工人和住户均不会构成健康威胁。新房采用水性木器漆涂装,可以提前入住。水性木器漆也是典型的“自己动手(DIN)”漆,用户以随时作小修小补之用。这对已入住的旧房要重新涂装门、窗或其他木制装饰物时,更能体现使用水性木器漆的优点

5.2家具、玩具上的应用人们环保意识的提高,使水性木器漆在家具和玩具制造业获得了新的应用,特别是出口木制品,国外越来越多地要求使用无毒、环保的水性涂料。近年来,水性涂料在出口家具和玩具上的使用呈现大幅度增长趋势,然而在国内木器市场上应用水性漆还不多,有待大力推广,相信今后适用于高档家具涂装的水性木器漆品种会陆续诞生、性能更好。

5.3室外装修水性木器漆还可用于室外装修(包括DIY),例如木屋、栅栏、室外桌椅等的涂装。在建筑上,门窗、地板的预涂、层压板、复合板的装饰与保护都可采用水性木器漆。

6结语与溶剂性漆相比,虽然水性涂料还有许多不尽人意之处,但是近年来水性木器漆的发展势头很猛,特别在中国,凡是有一定实力的油漆厂,都在开发水性木器漆,并已取得了可喜的进展。与此相适应,国外厂家的各种类型的水性木器漆乳液和成品漆已纷纷涌向中国市场,国内许多研究机构和厂家在乳液制备上已有所突破,打破了乳液在品种和来源上国外厂家一统天下的局面。目前,从品种上说丙烯酸类、醇酸类、聚氨酯类、环氧类,单组分、双组分的都有,形成了一个蓬勃发展的竞争局面,水性木器漆市场的繁荣已初见端倪,相信在不久的将来,不仅水性木器漆,其他水性工业漆在中国都会有一个良好的前景

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