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如何正确选择和使用水性木器家具漆?

随着环保政策的推进及消费者环保意识的提升,各省市出台了家具行业装饰必须使用水性漆的政策,这为水性木器家具漆的发展带来了机遇。水性漆是符合生态环境可持续发展的绿色产业,也是漆类未来发展的方向,水性漆所占的市场份额在逐年增长已是不争的事实,且有提速的趋势。

 

1. 水性漆性能创新是打开市场关键

 

1.1普通水性漆存在的不足

 

虽然水性漆在环保性能上优于传统油漆,但由于水性漆用树脂的制造工艺不同,两者之间质量、性能差异很大。普通的水性漆(例如乳液型),跟油性漆相比,确实存在耐水性差、易揭皮、丰满度差、硬度差等缺陷。

如果单在环保性能上迎合消费者,在产品内在质量、性能、施工工艺、装饰效果、装饰成本上无法满足家具企业的需要,水性木器漆的市场依然很难打开。这就需要水性漆生产企业在水性漆性能上做技术创新。

 

1.2助剂调整难以解决问题

 

目前市场上的单组份水性木器漆的生产,主要采用自交联型水性丙烯酸乳胶、单组份水性PU合成材料,生产出来的产品主要优点是环保性好、价格低廉,但致命缺点是硬度低(≤2B)、易刮伤、耐水性差、遇水易泛白、耐热性差、受热易粘连,可以作为低档木质家具上的装饰使用。

也有采用羟基丙烯酸乳液同聚氨酯交联的双组份木器家具漆及水性聚氨酯作为原料的双组份木器家具漆。以这两种树脂为原料组成的双组份木器家具漆在综合性能上比原来的单组份乳液型木器漆有较大提升,比如硬度能达到HB,耐热性、耐水性也有所提升,但仍不能满足高档实木家具装饰对漆膜的要求,如硬度、光泽、耐水、耐候、抗黄变等性能和施工性能要求。

 

1.3丙烯酸水二级分散体树脂

 

水性漆想满足上述性能要求,靠调整助剂想来解决问题是很难达到上述性能要求的,必须选用高性能的丙烯酸树脂。

丙烯酸树脂同其他树脂相比,具有更优异的耐候性、耐黄变性,是木器家具漆首选成膜材料。目前常用的水性丙烯酸树脂生产工艺有两种:一种是以丙烯酸乳胶合成工艺生产的乳液型树脂。另一种最新的生产工艺是以少量溶剂合成、水分散的二级分散体树脂。二级分散体树脂同油性漆树脂合成工艺条件基本相同,仅稀释剂不同,油漆使用溶剂稀释;二级分散体则采用独特的工艺设备,用水分散稀释。二级分散体具备油性漆树脂的各种物理性能,且同时具有优异的环保性能。

 

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

图1 丙烯酸水二级分散体树脂漆效果示意(远名水漆)  

 

2. 新型实木定型水与水性木器漆介绍

 

2.1水性定型水的实测与应用

 

使用丙烯酸二级分散体配制的水性实木定型水(封闭底漆)是一种高效封闭底漆,它具有VOC含量低,气味小。涂刷该产品后,木材导管和毛细孔封闭后阻水效果优异,抗水性好。木材含水率在环境湿度变化情况下变化极小,抗裂抗变形性和抗黄变性良好,应用于实木家具、木器地板上,可有效减少实木板材开裂、鼓泡、变形、黄变等现象,并可避免漆膜凹陷、涨筋等缺陷产生,是替代原来溶剂型底得宝等的理想产品。

 

表1 远名水性木材定型水(封闭底漆)与油性封闭的封闭效果对比

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

 

该水性实木定型水(双组份封闭底漆)在1.2厘米的橡胶木板涂刷后竖立测试变形情况,结果表明,橡胶木板材经碳化后含水率在5至6条件下,涂刷定型水后在露天热晒夜露风雨吹打竖立存放15天后测试,含水率仍然保持在6左右, 板材未发现弯曲变形现象。

 

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

图2 太仓市金强家具有限公司试验现场(远名水漆)

 

2.2水性木器漆的实测与应用

 

用该丙烯酸二级分散液生产的远名水性木器漆,漆膜除具有丙烯酸树脂特有的耐老化、耐候、耐黄变性能和良好的机械性能外,漆膜同时具备高光泽(≥90)、高硬度(≥H),木纹显影通透性好,耐水性极佳。家具装饰效果完全可同溶剂漆媲美,且性价比高。

 

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

图2 实木小门水中浸泡7天结果:

漆膜不起泡、不发白,不开裂、不变形

 

经国家建筑工程材料质量监督检验中心检测,达到和超过国家GB/T 23999-2009所规定的技术指标,其中硬度指标≥H。

 

表1 远名水性漆漆膜实测结果

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

 

该新型双组份水性漆广泛适用于高档实木家具的封闭装饰,硬度高,光泽亮,通透性、丰满度、耐候性、抗黄变性好,耐水耐热,抗刮抗划,施工性好。从上表的水性漆漆膜实测结果来看,该新型单组份水性漆(加附着力促进剂),施工性好,适用于连续化生产,广泛适用于通用家具材料装饰。

经计算,其综合材料施工成本同油漆相比仅高出10%左右。

 

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

图3 新型水性木器漆涂装效果示意(远名水漆)

 

3. 实木水性漆的干燥方法与设备选择

 

3.1 水性漆的干燥误区与影响因素

 

水性漆干燥有两个常见的误区,一是认为水性漆对干燥设备和施工工艺同油性漆一样,没什么特殊要求;二则认为水性漆干燥设备投资太大,小厂投资不起。

水性漆跟油性漆区别在于稀释溶剂不同。稀释剂不同,干燥机理亦不同。油性漆的干燥速度取决于温度和溶剂的挥发速度。例如,以二甲苯为溶剂的油性漆来说,二甲苯的蒸发潜热只有30-40KJ/kg,而以水为溶剂的水性漆,蒸发潜热高达2200-2500KJ/kg。因此,水性漆的挥发速度远远小于油性漆的挥发速度。

水性漆的干燥,即漆中水份挥发快慢除与温度有关,还与环境湿度相关。湿度越高,挥发速度越慢,而环境湿度又随气温、天气等多因素变化,晴好天气环境湿度大约只有10%左右,而阴雨天气,环境湿度高达95%。水性漆假如在高湿度的状况下施工,不但漆膜干得慢,涂层还容易发白和脱皮。在低温下施工(特别是在5℃下),水性漆同样干得慢,成膜不好。因而选择合适的涂装干燥工艺和设备是水性漆施工成与败的关键。

其实水性漆施工条件不算苛刻,只是油性漆积累了几十年的施工经验,大家对油性漆的性能有了充分的了解,而对水性漆接触少,对其性能缺乏了解,施工经验相对不足,只要充分认识、掌握水性漆干燥成膜机理及特性,完善施工环境,就能确保漆膜质量。

 

3.2水性漆常用的几种干燥方法

 

水性漆的干燥方式有很多,不同的干燥方式对水性漆的干燥速度和成膜质量的影响均不相同。水性漆常用的几种干燥办法如下:

 

①热空气干燥

热空气干燥是采用对流原理,以温度为35-60℃的热空气为载热体,将热能传送给工件外表的涂层,涂层吸收能量后固化成膜的加热干燥办法。常用电或蒸汽作为热源,先使空气加热,热量经过对流方式由热空气传送给涂层外表,使涂层得到快速干燥。采用热空气干燥工艺,能够明显加快涂层干燥速度,并具有适应性强的特性,是应用较为普遍的一种干燥方式。

 

②微波干燥

微波是指波长为1mm-1m,频率为300MHz-300GHz,具有穿透性的电磁波,常用的微波频率为915-2450MHz。

微波场以每秒几亿次的高速周期性地改动外加电场的方向,使水分子疾速摆动,产生显著的热效应,从而使涂料内部和外表的温度同时疾速升高,使漆膜涂层中的水分迅速挥发,微波加热的优点在于干燥速度特别快,对被干燥物件没有外形要求。

 

③紫外线干燥

水性UV木器涂料采用紫外线光固化的干燥方式。

在水性UV涂料中含有少量的光敏剂,在紫外线的映照下,光敏剂吸收特定波长的紫外线,产生活性基团,引发成膜物质的聚合反应,构成网状结构而使涂层固化。紫外线固化具有涂层固化速度快、涂膜质量好等特性。

 

④红外线干燥

所谓红外线固化实际上是指被涂饰的家具板件及其涂层在红外线的照射下,吸收辐射能量并被转化成热能,从而完成涂层的固化。红外线是一种不可见射线,介于可见光和微波之间,波长为0.72-1000um。按波长范围分,能够分为“近”、“中”、“远”红外线,常用远红外线干燥涂层,红外线固化具有固化速度快、升温疾速、固化质量好等优点。

 

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

图4 选择合适的干燥方法有助于提升涂饰质量(远名水漆)

 

3.3几种干燥方法的利弊分析

 

几种干燥方法各有利弊。紫外线干燥方法仅能用于干燥UV涂料;红外线加热干燥方法,加热时涂层存在着明显的温度梯度,它的干燥是由外表向内部延伸的,这就使得它不适用于干燥较厚的涂膜,而且紫外和红外干燥方法只适用于干燥平板状的家具板件。

微波干燥技术是一种技术领先的干燥方法,干燥速度快、生产效率高,但投资较大,且工作时容易出现机械和电气故障,影响工作效率。虽然对干燥物件没有外形要求,但是由于干燥物件的材质不一样,厚度及涂层面积不一样,因此干燥过程中的物件各部位受热后表面温度也不一样,故而操作控制要求较高,控制不好,家具局部漆膜过热后容易出现如开裂、起泡、脱皮、变形等问题。

家具行业一般都已具备空气加热待干房或干燥流水线,如以此为基础,在待干房中或流水线上配置几台抽湿器,降低环境湿度即可。该干燥工艺改造容易,投资最省,见效快,操作控制简单方便。

 

附录1:实木水性漆的技术条件

 

表2 远名水性漆最佳施工工艺条件

如何正确选择和使用水性木器家具漆?

 

附录2:实木水性漆的参考工艺

 

表3 白色样板制作工艺

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表4 白色带金银纹路样板制作工艺

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表5 开放式色漆样板制作工艺

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表6 封闭式色漆样板制作工艺

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