摘要 : 介紹了水性木器涂料的國家標準、膩子的作用、底涂和面涂 , 并討論了其施工工藝。
關鍵詞 : 水性木器涂料 ; 前景 ; 配方
1 前言
傳統的木器涂料如硝基涂料和聚酯涂料硬度高、干燥快、耐化學品性優良 , 長期以來一直受到人們的青睞 , 但溶解固體樹脂高含量的強溶劑對人類的危害性持久 , 甲苯、二甲苯、氯仿等對于施工人員的健康已經造成很大影響。隨著裝修業的興起 , 在室內裝飾過程中和施工后殘留的大量有害物質 , 可能長時間保留在室內 , 對人們的身心健康有很大危害 , 是居室中無形的殺手。
鑒于此 , 國家對室內裝修涂料制定了一系列的強制性國家標準 , 對水性木器涂料的技術指標作了規范 , 如表 1 所示。水性木器涂料的總揮發性有機化合物的含量 (TVOC) 限值為 250g/ L 。
表1 水性木器涂料有害物質的限量標準
從表 1 看出 , 水性木器涂料中 VOC 和甲醛的含量要求都比較低 , 所以如何選用水性木器涂料用樹脂便成了關鍵 , 換句話說 , 水性木器涂料的配方和樹脂要以這兩點為基準點 , 同時達到優異的性能和環保的規范要求。
目前市場上有兩類水性木器涂料用樹脂可供選用 , 一類是水性聚氨酯 , 一類是丙烯酸乳液。水性聚氨酯用于木器涂料時具有流平性好、耐化學品性好、易施工、有硬度和韌性的平衡等優點 , 但性能好的水性聚氨酯多為進口 , 價格貴 , 固含量偏低 , 因此影響涂膜的豐滿度 , 需多次涂覆 , 用于木器涂料時膩子不易打磨。由于丙烯酸乳液的合成機理要求 , 達到一定的硬度 , 必須有足夠硬性的單體 , 在成膜過程中對成膜溫度的要求是加入一定量的成膜助劑 , 這樣勢必要影響到配方中 VOC 的含量 , 而太硬的單體會使干燥后的涂膜變得發脆 , 所以不宜選用過硬的乳液 , 玻璃化溫度應以 (50 ～ 60) ℃ 為佳。丙烯酸乳液穩定性好 , 豐滿度高 , 作為木器涂料用膩子應首選考慮 , 因其打磨性好、易施工、性價比高 , 在裝飾涂料、底涂和膩子方面已獲得成功應用。丙烯酸乳液類作為木器涂料用樹脂 , 應選用有特殊的合成工藝和機理、綜合性能優異的乳液。目前市場的應用基本上屬于百花齊放的局面 , 因為國家對裝飾市場還沒有強制性的要求 , 普通百姓及施工人員對產品還有一個適應和接納的過程 , 所以限制了水性木器涂料的推廣。但隨著環保理念的深入和強化 , 木器涂料的環保是一個必然趨勢 , 所以各廠家都在積極投入 , 開始進行產品研發。
2 水性木器涂料膩子
用放大鏡或顯微鏡觀察 , 木材表面分布有大量的毛細孔和細纖維 , 這類物質在潮濕的空氣中會粘 附大量的水汽 , 而在干燥的條件下 , 細纖維會伸長出來形成很多毛刺 , 同時有或多或少的油脂分布在表面 , 使木材具有一定的表面能和表面活性 , 裝飾木材表面必須使這種活性降到最低限度 , 才有利于施工。在裝飾過程中 , 木材本身的材質和紋理要體現出來 , 所以就不能像批墻膩子掩蓋墻面 , 而是要求透明度越高越好 , 同時要有封閉作用 , 能有效填補表面的毛細孔 , 抹平或粉碎分布在各處的纖維和毛刺 , 同時使木材表面變得更加平整 , 易于打磨 , 為涂層施工創造了良好條件。
下面以一個木器涂料膩子的配方作為例子來分析各成分的作用和目的 , 如表 2 所示。
表2 水性木器涂料膩子的配方
在此選用一個玻璃化溫度約 60 ℃ 、 MFF T 約 0 ℃ 的乳液作為膩子的基料 , 乳液本身是采用特殊合成工藝 , 含固量 41 % , 干燥后的涂膜有極佳的透明性和一定的韌性 , 同時有很好的基礎硬度 , 表干速度很快。加入一定量的填料 , 填料的搭配是膩子成功與否的重要因素。重鈣不宜太多 , 同時要選用粗粒徑的填料使填充效果比較好 , 滑石粉使膩子層比較滑爽 , 手感好 , 易于打磨。一定要用純度和白度高的填料 , 如有雜質存在 , 等到上底涂和面涂時就會有嚴重的咬底現象 , 影響表面的清潔度和透明度 , 使裝飾面變得難看 , 反之 , 膩子層做得好 , 不但能起到良好的封閉作用 , 也可提高涂層的豐滿度和光潔度。在此配方中 , 因為乳液的干燥速度快 ; 用乙二醇來起緩沖作用 , 可減少咬底現象。此配方有很好的流動性 , 既可以批刮抹涂 , 也可以刷涂 , 刷涂的工藝適合在裝飾涂料市場應用。
3 底涂
作為膩子層和面涂的中間過渡層 , 底涂既要有一定的封閉作用 , 又要有一定的硬度和豐滿度 , 同時對底和面要有良好的附著力和相容性。因此選用像 GD87 一類的丙烯酸乳液 , 固含量適中 , 配方容易調整 , 可適量兌水稀釋 , 也不影響豐滿度和流平性 , 施工工藝容易掌握。
4 面涂
面涂是木器涂料最后的一道工序 , 木器涂料的價值和檔次就靠它來體現 , 所以選擇什么樣的乳液便成了關鍵。總的來說 , 要求面涂有以下特點 :
(1) 快干 ; (2) 硬度高 ; (3) 有一定的韌性 , 能抗沖擊 ; (4) 附著力好 ; (5) 耐污漬程度高 ;
(6) 耐磨性好 ; (7) 耐高溫水和低溫水 ; (8) 線收縮性小 ; (9) 豐滿度高 , 干膜透明性好 ; (10) 氣味小 , 低 VOC 和甲醛 ; (11) 能適當地抗紫外線。
綜合以上性能 , 應選擇玻璃化溫度在 55 ℃ 以上的乳液。同時干膜要有適當的韌性 , 維持抗沖擊能力。選定了基料之后 , 只是成功面涂的一半。另外 , 還需要根據面涂的要求調制配方 , 面涂有透明的、半透明的 , 有高光、半啞光、啞光 , 有清漆、色漆。尤其良好的施工性能是必須具備的。所以面涂中有很多溶劑、助劑和填料 , 各個組分的作用對應用都有重大影響 , 同時也存在相互作用和牽制 , 甚至反作用對涂膜的性能有反面影響。下面是一個簡單的面涂配方實例 , 見表 3 。
表3 面涂的配方
面涂的配方要以理論為指導 , 同時要經過大量的實驗來證明。尤其是水性木器涂料 , 無論是理論還是實踐 , 都沒有油漆應用得那么成熟 , 有那么多產品可供選擇 , 油漆工的施工工藝也很成熟。
因為溶劑是水 , 水性木器涂料對底材的潤濕和流平要來得困難 , 需添加助劑來改善。如果牽涉到刷涂工藝 , 還有消泡的效果要迅速、持久 , 加量要 適中 , 不能引起縮孔和火山口現象 , 通常水性木器涂料的乳液是比較溫和的 , 但有些乳液應用了特殊的合成工藝 , 會有強醇醚類的化學物質加入引起輕微的咬底現象 , 可通過具有一定緩沖作用的乙二醇或丙二醇來杜絕。考慮以上助劑的影響 , 再配合大量實驗 , 就能配制出適應各種面涂的水性木器涂料。
5 施工工藝的探討
水性木器涂料的工藝和油漆有很大不同 , 油漆通常是雙組分 , 有固化劑和基料 , 油漆工有很豐富的經驗。而水性木器涂料基本上是單組分 , 對施工的要求更高 , 要求對油漆工進行專門的培訓。
通常 , 水性木器涂料的噴涂工藝相對簡單 , 對 配方的要求可以低一些 , 因為這種工藝對底面的潤濕反應小 , 細小的噴點在涂層上能迅速粘附 , 固化成膜 , 這種工藝適合在家庭裝修時用。而刷涂時的走刷 , 是大面積的施工行為 , 底材局部的表面能和表面活性影響到面涂和底涂的潤濕性能 , 面涂的配方是一個關鍵要素。所以在設計面涂配方時 , 要考慮到施工工藝以及對底層的作用 , 要選擇合適的噴槍和噴嘴 , 控制一定的噴量和距離跨度。這種工藝適合在家裝涂料市場和工廠大量加工。用以上的方法和理論作指導來配制面涂 , 方能達到各方面的性能要求 , 如涂膜的、易施工性、潤濕性、重涂性、豐滿度和光亮度。
