
毋庸置疑環(huán)境和資源問題水性木器涂料發(fā)展的根本原動力。水性木器涂料必將成為木器涂料的主流,在我國這只是個時間的問題。目前涂料科學技術(shù)發(fā)展的水平來看,國內(nèi)外對于木材的保護和裝飾性來講功能和效果都足夠了。但對于工業(yè)的發(fā)展技術(shù)來看,涂料實現(xiàn)水性化對于產(chǎn)品的性能,水性的涂料和油性涂料來比還有很大的差距,飽和性還不夠,不管是中國,全世界都是這樣的。水性木器漆逐漸的油性涂料轉(zhuǎn)變?yōu)樗阅酒髌,而水性木器漆逐漸成為主流,只是時間的問題。
由于水性木器漆是以水為分散介質(zhì)的,在家具和裝修的施工中也明顯由水所引起的一些特性漆膜性能和一般溶劑型涂料相比也有一些差異。水介質(zhì)的問題就是水作為稀釋性問題,是水性料和油性涂料都存在的問題。水和木材結(jié)合在一起,就構(gòu)成水性木器漆現(xiàn)在存在的問題。
從以下兩方面跟大家探討,一個是水性木器漆體系本身的問題;第二個是被涂裝木器材料表面的問題。
先說水性木器漆用樹脂,就目前水性木器漆用樹脂分類來看,主流的不外乎是三種。樹脂合成的特點在于共聚物分子量可以很大,乳化劑可以很少,乳液結(jié)構(gòu)可以設(shè)計,LIPN。這樣的結(jié)果可以在漆膜上形成多項的聚合物。如果是對于聚合物的分子設(shè)計和粒子設(shè)計做得好的話,也可以的。
水性木器涂料成膜:聚合物乳膠成膜,是通過聚合物粒子逐漸堆積,然后粒子融合成膜,成膜助劑起到幫助成膜的作用,這個粒子堆積和成膜過程是一個緩慢的過程,一般分為以下三個過程:
一、充填過程:乳膠型涂料施工后,水分揮發(fā),微粒相互靠近,達到密集的充填狀態(tài),體系中的乳化劑及其他水溶性助劑留在微粒間隙的水中。
二、融合過程:水分繼續(xù)揮發(fā),高聚物微粒表面吸附的保護層破壞,裸露的微粒相互接觸。其間隙愈來愈小,至毛細管徑大小時,毛細管壓力高于聚合物微粒的抗變形力,微粒變形,最后凝集、融合成連續(xù)的涂膜。
三、擴散過程:殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴散,并使高聚物分子長鏈相互擴散,形成具有良好性能的均勻涂膜。涂料的成膜過程對最終形成涂膜的表觀狀態(tài)、性能等有決定性的影響。
這有一個示意圖,第一張圖是大量的水,第二張圖是粒子的球形堆積,第三張圖是粒子發(fā)生了形變,最后進行融合。往往在聚合物體系中加上交聯(lián),因為交聯(lián)以后可以提高介質(zhì)性,體現(xiàn)的交聯(lián)不是提高硬度的一部分。這個過程融合,如果說在這里設(shè)計了交聯(lián),什么時候發(fā)生交聯(lián)呢?是在三四天還是十幾天以后呢?交聯(lián)什么時候發(fā)生呢?如果從成膜的致密性來看,如果粒子發(fā)生了交聯(lián),粒子不能發(fā)生交聯(lián),粒子的就不能進一步融合,那就比較容易形成致密的融合。所以交聯(lián)速度是有講究的,不能過快也不能過慢。有一部分是連續(xù)的,有一部分是不連續(xù)的。
這就有一個問題,從你的乳膠粒子成膜的速度和交聯(lián)的速度都不能太快來看,如果對工程和家裝這個問題可能不會突出,因為你在家里裝修完以后,你不至于去包裝它,就算住進去人都沒有問題,成膜過程會逐漸的發(fā)生,但是家具的快速包裝就有問題,在漆膜沒有充分的形成對它進行包裝,如果在重量或者高溫下,勢必對漆膜進行破壞。如果采用快速固化、交聯(lián)、提高性能的話,這時候就會損失漆膜的致密性。
有些研究者采用沸點較低、快速揮發(fā)的成膜助劑,以提高聚合物膠乳成膜時的硬化時間,也會影響粒子的融合,所有這些拔苗助長的方法,均會或多或少的損失漆膜的某些性能,只是在性能和時間二者之間取一個平衡。
如果設(shè)想縮短這個過程,需要提高成膜溫度,提高鏈段運動的速度,加快粒子的融合成膜,形成比較致密的漆膜,這就要求有個高溫烘烤的過程,所以水性木器涂料有一個高溫烘烤車間對于提高漆膜性能十分重要。如果想快速成膜的話,就加烘烤,但是烘烤需要能力,分子的運動如果利用微波的技術(shù),我是從橡膠合成加工出身的,如果用微波的話幾分鐘就可以實現(xiàn),是否可以引進微波技術(shù)對漆膜過程進行規(guī)劃。這是提高乳膠粒子的成膜過程。當然還可以實現(xiàn)光固化的交聯(lián),光固化的交聯(lián)可以把聚合物的分子量設(shè)置得非常低,快速包裝又可以實現(xiàn)了。20分鐘漆膜表干了以后,進行光固化。
對于自交聯(lián)體系,或者雙組分交聯(lián)體系的水性木器涂料而言,所設(shè)計的交聯(lián)過程一定要和粒子融合的時間相一致,否則粒子內(nèi)或粒子間過早交聯(lián)也會影響粒子的融合過程。
(PPT)上面兩個圖是一個快速成膜過程和一個慢速成膜過程。這是把水擦掉以后漆膜成功,耐水、耐醇、快速固化會有一個痕跡。這是一個戶外漆,昨天在對東莞拍的照片,漆膜還是很好的,沒有發(fā)現(xiàn)任何的均裂、脫皮的現(xiàn)象。
水性木器涂料由于是以水作為分散介質(zhì),水的存在勢必在家俱和裝修的施工中帶來一些問題。如果沒有把封閉漆,直接水性底漆,表面發(fā)現(xiàn)溝壑。
對于人造纖維板的涂裝,我國是人造纖維板的生產(chǎn)大國,生產(chǎn)量是8848億立方米。由于人造板纖維經(jīng)過處理,遇水極易發(fā)生膨脹,形成纖維的突出,造成涂層表面缺陷,很難打磨平整,造成人造纖維板表面涂裝缺陷。人造纖維板用水性木器漆的時候也會遇到水的問題。
水性木器涂料對實木底材施工,會導致木材中的纖維木徑發(fā)漲,涂裝過程中經(jīng)多道涂裝打磨施工,短時間很難看出缺陷,但是時間稍長后,就會在涂層表面發(fā)現(xiàn)溝壑,這是個木材經(jīng)水膨脹以后又收縮的過程造成的。
這些涂裝過程中水對纖維素的膨脹,需要有適宜的封底涂料來解決,進行封底。據(jù)我了解的信息,有些涂裝廠家用油性涂料封底來解決水性涂料中水對纖維素的膨脹問題,可見這個問題解決起來是比較困難的,不容易解決。我們是水漆,你把底漆用油漆,面漆用水漆。但是木材封閉底漆的溶劑往木材纖維內(nèi)滲透,被面漆封閉,會長期在木材內(nèi)部存留,造成木器家具、家裝等用戶的室內(nèi)環(huán)境污染,從環(huán)境污染角度看,這是極不可取的。