data-full-width-responsive="true"> 水性双组分木器涂料的应用林进辉,李玉录,江宛芸,熊学军(东莞大宝化工制品有限公司,广东东莞523820)0 前言近年来,我国政府和公众对环境的关注已经明显增强。随着一系列环保法律法规的出台以及地方政府的政策规定,传统溶剂型涂料中挥发性有机化合物(VOC)以及有害空气污染物(HAPs)的使用愈来愈受到限制。在过去的几年中,越来越多的涂料厂和家具生产厂开始大力推行水性涂料以取代传统的溶剂型涂料。用于木器涂料的单组分水性涂料取得了较大的发展,大多集中在水性丙烯酸和单组分水性聚氨酯体系。水性丙烯酸具有市场接受度早和价格低廉的优点,但存在机械性能及耐化学性能差、热黏冷脆、抗黏性差等缺点。单组分水性聚氨酯涂料亦不能与溶剂型涂料媲美,两者均不适合制作高质量的木器涂料,而双组分水性聚氨酯涂料具有高性能和多功能,比如高固体分,耐磨性、柔韧性、耐化学品性和耐久性良好,同时大大降低VOC的释放,可满足高档涂料需求,所以双组分水性聚氨酯涂料是水性涂料发展方向和研究热点。1 试验部分11 水性木器涂料与溶剂型PU木器涂料的优劣造成水性木器涂料发展如此缓慢的主要因素是技术上的突破瓶颈,与溶剂型PU木器涂料相比,水性木器涂料存在固含量较低、干燥时间过长、丰满度不足等问题。水性单组分自交联体系,可以在一定程度上解决木器涂料所遇到的问题,比如耐水性、封单宁酸油脂、抗开裂性能以及在水性体系中的稳定性等方面上,此类体系较好地适用于木器底漆方面,但是在面漆的抗划伤、高光泽、耐磨性、耐化学品方面与传统的溶剂型涂料系列有较大差异,尤其与传统溶剂型双组分相比,客户更习惯于以传统溶剂型双组分性能去作衡量,这就使得单组分体系失去了应有的优势。水性双组分聚氨酯涂料与溶剂型聚氨酯涂料一样,如图1所示主要由羟基组分和异氰酸酯固化剂混合而成。在图2中可以发现最终涂膜的分子链中的硬段是大量的氨基甲酸酯基团,并容易形成氢键,软段则提供灵活性,软硬段的结合以及交联密度高使涂膜表现出高的机械性能和耐化性能。由于家具厂对于涂料的施工性能以及涂膜的性能要求不同,可以灵活地选择不同种类、不同羟基含量的树脂,搭配不同性能的异氰酸酯固化剂,以实现最佳的性价比。比如,Tg较高的树脂一般干性较好,但活化期或许会比较短;如果要得到物化性能更好的涂膜,则应该选择羟值较高的树脂;为了得到高透明性或者高光泽的体系,宜选用二级分散体,并搭配混溶性好的异氰酸酯固化剂。在实际的配方中,经常会使用各种树脂和各种固化剂的搭配。
12 水性双组分木器涂料用树脂羟基树脂可分为乳液型多元醇和分散体型多元醇,双组分水性聚氨酯涂料由水性羟基树脂和聚氨酯固化剂组成,其中水性羟基树脂包括乳液型和水分散体型(见图3)。
乳液型多元醇主要指丙烯酸多元醇乳液,一般采用乳液聚合方式合成,其主要优点是成本较低,产品中一般不含有溶剂,因为分子量大,Tg较高,涂膜在室温下干燥速度较快,但羟基官能度不高,对聚氨酯固化剂的乳化能力不强,其双组分涂膜性能尤其是涂膜外观和光泽一般,用这种乳液配制的涂料体系常常活化期较短,适合应用于哑光和快干的工业木器和家具的涂装。