水性木器漆的配方、生產工藝及應用

管立明

中圖分類號：TM586 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）27-0398-01

水性木器漆是以水為介質（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，第二步樹脂膠粒擠壓融合成膜，部分交聯開始。

水性木器漆的體系比較復雜，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，一般按其樹脂粒徑來劃分（當然這種界限并不是十分嚴格的）。

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秀的，大部分水性木器漆用樹脂都采用此類，當然也有少量水溶性和水乳膠型的.

水性樹脂按其化學組成來分，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，由于它自身的穩定性能限制了它的應用.

2，丙烯酸樹脂，保光、保色性好，耐候性優異，尤其是含自交聯基團的核殼結構的乳液，硬度高，抗粘連性好，有的還具有不錯的抗化學性能，是目前水性木器漆的主要樹脂，還可以細分。它的主要缺點是偏脆性。

3，聚氨酯樹脂（PUD），良好的低溫成膜性和低溫彈性，非常優秀的機械性能，豐滿度高。缺點是價格高昂。

4，聚氨酯-丙烯酸復合乳液（PUA或APU），綜合了聚氨酯和丙烯酸的優點，同時也降低了成本。

助溶劑

說水性木器漆不含有機溶劑是不正確的。

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》）。所以要謹慎選擇。

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。

在傳統溶劑型涂料中，一般講潤濕分散劑是對顏（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。這是因為水的表面張力高（72達因/平方厘米），必須降到能潤濕被涂物才能形成連續的涂膜。

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的，這與體系有關。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

● 有機硅類

● 特殊類

選擇和搭配合適的消泡劑對配方師的智力提出了挑戰。

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，使得穩定性能更好。

由于水性體系是一個亞穩定體系，比起傳統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，可與多種交聯劑反應，我們要選擇一種性能優異的交聯劑。水性體系常見交聯劑種類及機理如下：

★ 多異氰酸酯交聯

異氰酸酯常溫下與樹脂中的羥基反應，生成氨基甲酸酯，水性體系中還可能與羧基反應生成酰胺并放出二氧化碳，同時還能與水反應生成脲和二氧化碳，這是有害的副反應。

▲ 氮丙啶化合物交聯

氮丙啶化合物和羧基常溫下迅速反應，也可以和水反應被消耗。

● 環氧基交聯

環氧基可于樹脂中的羧基和羥基發生化學反應，這類反應也可以用于乳液合成使乳膠粒子輕度交聯。

● 硅氧烷交聯

帶特殊官能團的硅氧烷與乳液的活性基團反應，有機硅氧烷水解自聚而交聯，如帶環氧基的硅氧烷與乳膠粒子中的羧基反應。

▲ 多碳二亞胺交聯

碳二亞胺可于羧基反應，但與水反應很慢。

◆ 金屬離子交聯

碳酸銨鋯鹽或碳酸銨鋅鹽與樹脂羧基的交聯反應可室溫進行，產生的離子鍵有很好的耐熱和耐醇性，并且交聯后漆膜的硬度和耐水性得到改善。

水性木器涂料發展的難點在推廣，它的施工工藝也不同于傳統的溶劑型木器漆和建筑乳膠漆，所以照搬以前的經驗就行不通了，這對我們特別是有著十數年豐富經驗的施工師傅提出了挑戰，因為他們必須要忘掉某些“習慣”。

水性木器涂料以水為介質，施工時必然會受到溫濕度的影響，可以先想象一下在高溫高濕、高溫低濕、低溫高濕、低溫低濕四種環境下水性漆的表現。

水性木器漆對木材的潤濕性不如溶劑型漆油，因此更容易出現“發白”的問題，也是很多人對水性木器涂料“感覺不對”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，特別是白漆，噴涂時它的施工黏度一般在22S左右，同時進漆量要調大一些。

水性木器漆面對的板材是多樣的，在不同的板材上表現不同。其中比較典型的是白漆在劣質中纖板上的施工問題，水性漆會對中纖板的部分纖維造成溶脹，這些細小的纖維會隨著水分不斷的遷移滲透到表面，干后形成黑色的細小殘渣影響外觀。我們推薦的處理方法是，先用水性板材封閉劑封閉一遍，必要時兩遍（因為中纖板的種類繁雜），同時干燥時間盡量長些，24小時以上，再按正常施工白底白面。

對于貼木皮的中纖板，其中一些可能會使用一些廉價的脲醛膠，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，容易出現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小時以上再正常施工。

由于板材的多樣性和施工底材的復雜性，我們建議技術服務人員先小塊實驗后再向客戶慎重推薦，同時做好施工師傅方面的工作。

我們不建議不同廠家的產品混用，因為水性漆的品種和成份復雜，不同種類和性質的東西混用往往會出現相容性的問題，我們更不建議水性和油性的產品共用，這樣容易引起交叉污染。

在現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，卻很不規范，原因是很多人懷著僥幸心理。我們發展水性木器漆任重道遠，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裝飾中的應用》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配方調整》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