data-full-width-responsive="true"> 1 前言水性木器漆的发展顺应了环保法规的要求, 大量减少了木器漆中有机化合物的释放量(VOC) ,正在成为继内外墙建筑乳胶涂料之后的又一市场热点。水性木器漆发展的原动力来自于水性树脂技术的创新、发展与成熟, 漆膜的各项性能主要取决于水性树脂性能, 但配方技术也占有重要的地位, 而配方技术的核心就是助剂的选择与合理应用。与溶剂型木器漆一样, 按施工的先后顺序, 水性木器漆可分为水性腻子、水性封底漆、水性面漆; 根据面漆中颜料的含量, 面漆可分为清漆和着色漆; 根据面漆的光泽度又可分为高光面漆、半光面漆和哑光面漆等。
它们各有其性能特点和要求。水性木器面漆在性能上与溶剂型木器漆要求相同, 但是用水替代了有机溶剂后, 从生产到施工、漆膜性能的控制等, 均产生了新的技术难题, 笔者在实践中发现, 出现的技术难题可以从相对比较成熟的溶剂型木器漆技术和水性乳胶涂料技术两个角度考虑加以解决: 一方面, 水性木器漆多用于门窗、附墙板、地板、家具等, 多为清漆, 光泽从高光到哑光, 透明、丰满度高、手感好、漆膜平整度高。在漆的润湿、流动、流平、漆膜表面缺陷控制等方面可以参考溶剂型木器漆的特点。另一方面,水性木器清漆中, 树脂固含量大约占30 % , 其余60 %～70 %为水和有机溶剂。水的表面张力高, 为72mN/ m , 对基材的润湿能力差; 水性树脂体系为乳液型或水分散型, 如要分散稳定, 需要添加多种助剂, 是一个较为复杂的体系, 与溶剂型相比, 体系的相容性易出现问题。溶剂型木器漆多为树脂溶液, 有机溶剂的表面张力数值约为( 30 ～ 40 )mN/ m , 润湿好, 溶解能力强, 体系相容性较好。因此, 水性木器清漆作为一个水油两相体系, 必然会存在表面张力不平衡、起泡与消泡、流动与流平等影响漆膜表面性能的问题。2 表面张力不平衡对水性木器面漆的影响211 润湿剂的选择水性木器漆从涂膜形成开始到干燥为止的过程中, 始终存在表面张力不平衡的现象。首先是在润湿过程指基材表面的空气被液体涂料所取代的过程, 良好的润湿过程要保证液体涂料的表面张力小于基材的临界表面张力。水性木器清漆的构成为水性树脂(占30 %) 、水、助溶剂(多元醇醚类等) 、助剂; 水性树脂的种类有丙烯酸乳液、丙烯酸分散体、聚氨酯分散体(单组分、双组分) 、丙烯酸/ 聚氨酯混合物等。水性木器树脂的表面张力与树脂的种类和分散状态有关, 一般水性醇酸树脂、聚氨酯分散体的润湿性较好, 而丙烯酸乳液或分散体的表面张力较高, 润湿性较差。水的表面张力高, 助溶剂的表面张力较低。要实现良好的润湿、铺展效果, 必须选择适当的基材润湿剂。基材润湿剂能有效降低体系的表面张力, 增加对木材的润湿性和渗透性, 提高层间附着力。基材润湿剂主要为各类表面活性剂: 非离子(如烷氧基醚类) 、阴离子、炔二醇类、聚醚改性聚硅氧烷类。作为水性木器漆润湿剂, 要求用量少, 降低表面张力效率高, 相容性好, 一般要溶于水, 与体系其它组分相容性好, 不会引起重涂和附着力下降的问题, 低气泡, 不稳泡, 对水的敏感性低。常用的润湿剂性能比较见表1 。
注: 1 括号内数值为水溶液中表面活性剂浓度; 2 Cognis 公司产品。 从表1 中看出, 聚醚改性聚硅氧烷降低表面张力效率高, 低泡, 不影响重涂, 耐水性好。212 润湿剂应用性能对比润湿剂除了对基材润湿有显著作用, 还调整漆膜干燥过程中表面张力不平衡, 改善漆的流动与流平, 是实现漆膜平整度控制的主要因素。比如, 在涂膜干燥过程中, 随着溶剂和水的挥发, 会出现贝纳尔德旋涡现象, 是由于溶剂的挥发导致体系在垂直和平面上出现表面张力差, 导致漆膜不平整(如缩孔、桔皮、针孔、缩边等) , 润湿剂可以起到调整体系表面张力、改善组分之间的相容性的作用。以下做了在丙烯酸/ 聚氨酯分散体中润湿剂的应用性能比较实验。实验配方见表2 。
在2000r/ min 下高速分散60min 后慢速消泡,在木板、3M 胶片上涂刷, 评价润湿性和流平性,结果见图1 。
实验结论:润湿性: H - 140 、H - 875 H - 110 、对比产品 H - 120抗缩孔: H - 140 H - 875 H - 110 、H -120 、对比产品抗起泡: H - 120 H - 110 H - 140 H - 875
