水性木器漆如何有效应用于家装市场Taiho

1、水性木器涂料如何有效应用于家装市场林进辉 李玉录 朱清溪 熊学军(东莞大宝化工制品有限公司技术部，东莞523820)摘要：近年来，大宝化工在家装市场推广水性木器涂料取得一些成功经验。使用水性木器涂料，要达到理想的涂装效果，关键在于做好素材封闭处理。本文重点介绍水性木器多功能封闭底漆的开发、性能研究及在应用过程中工艺效果展现。本封闭底漆成功研制，有效解决了水性木器涂料在使用中耐水性、防开裂性和封油封单宁酸性等问题，并极大的简化了水性木器涂料的操作流程，为木家具涂装及装修市场进一步拓展奠定了坚实的技术基础。关键词：水性木器封闭底漆；耐水性；防开裂性；封闭性；施工工艺；家装0.引言随着全球气候的变化

2、和能源的日趋紧张，世界各国相继制定了严格的环保法规和政策，鼓励和推广使用绿色环保、节能节材的新产品。低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料以及辐射固化涂料已成为涂料研发的发展方向。相比于其他低污染涂料，水性涂料由于具有可实现技术途径多、应用面广、安全、施工相对简单而成为首选品种。工业木器涂料2013-2017年的增长速度是6.8%，而水性木器涂料的增长迅速将达到25%左右。也就是说，以2012年水性涂料销量为2万吨计算，到2017年水性涂料销量将达6万吨左右。水性木器涂料将迎来黄金发展期，但是水性木器涂料仍有诸多缺陷，比如硬度低、耐水性差、耐溶剂性差、丰满度较低，高温回粘性以及干燥速度慢等，

3、限制了水性木器涂料的进一步发展。在实际应用中，由于各种木材材质的因素，会影响涂膜的表观性能，例如水曲柳、松木、橡胶木的吸水涨筋、其中的单宁酸、松脂油等，会造成涂膜的诸多缺陷。为了解决这些问题，大宝基于乳液合成基础原理，研制出了微乳液树脂，并开发出具有多功能的封闭底漆，进而解决了水性木器涂料在涂装过程中由于木料材质的影响而造成的涂膜缺陷，同时简化施工工艺，使得水性木器涂料操作如同油性木器涂料一样，油漆工无需改变操作习惯即可顺利施工。1. 大宝如何突破水性单组份封闭底漆之封闭效果采用交联改性技术是提高水性涂料树脂封闭性最直接、最有效的方法之一，可显著提高树脂交联度，进一步增大聚合物的分子量，显著提

4、升聚合物的封闭性能。通过粒子设计，分子链上引入多官能度的内交联单体，使其在分子内部进行适度交联，同时在水性树脂体系中引入羰基和酰肼基团，在成膜过程中，当体系pH值变至弱酸性时，聚合物分子链上的酰肼基团与羰基发生不可逆的脱水反应并生成腙基，使得聚合物分子在较低温度下获得较高的交联度，反应方程式如下图所示。图1 自交联反应方程式另外通过水性树脂粒子结构的设计，调节软硬单体种类、比例和合成工艺，使得树脂粒子具有多层核壳结构和细小的粒径，从而获得优良的成膜性、透明性和稳定性。聚合物分子内和分子间形成的高效多重交联以及合理的粒子结构设计，实现了单组分水性树脂在耐水性、封单宁酸油脂、抗开裂性能以及在水性体

5、系中的稳定性等方面上的突破。成膜后交联密度极大的提高，保证了树脂乳液的成膜物的良好封闭性。我司对此项技术进行了专利申请，专利名称：一种自交联核壳结构丙烯酸微乳液的制备方法，专利号：ZL 2010 0132816.1，证书如下图所示（图2），为发挥乳液特性，我司将其应用在封闭底漆，取得良好的效果。图2 所用乳液之专利证书2.试验部分2.1试验原料项目厂家水性树脂自制乳液（80nm）消泡剂BYK、Tego基材润湿剂 BYK、Tego成膜助剂DOW增稠剂BYK、Tego、海名斯功能助剂BYK、Tego、海名斯杀菌剂DOW、索尔2.2实验设备设备名称型号喷枪W-71纤维刷-高速搅拌机CHF-100A-

6、IR5G-S2恒温恒湿实验机ITH-800-400-CP-AR色差仪CM-2500d电子称XS 3250附着力测试仪Super粘度杯岩田2#秒表-超音波膜厚计100U2.3水性木器多功能封闭底漆的检测方法测试方法 标准 涂膜密着性百格测试 GB/T 9286-1998 冷热循环耐候性测试 CNCIA-HG/T 0004-2012 耐水测试表面抗性测试 EN 12720* 封油封单宁酸测试-2.4水性木器多功能封闭底漆的配方及生产工艺水性木器多功能封闭底漆的配方见表1。序号品号用量/%1乳液82.352消泡剂0.23润湿剂0.14去离子水55成膜助剂46功能助剂0.157杀菌剂0.28总量100

7、.00表1 水性木器封闭底漆的配方生产工艺：首先将树脂乳液加入分散釜中，在中速搅拌下加入消泡剂，分散10min左右，依次加入基材润湿剂,经水稀释后的成膜助剂，高速搅拌一段时间，低速搅拌下加入功能助剂及杀菌剂等,搅拌均匀过滤包装。2.5施工工艺和性能检测2.5.1水性木器多功能封闭底漆封闭效果测试之样板制备和施工工艺取2块未经过打磨的红橡木实木板，以320#砂纸仔细打磨后，其中一块（A）喷上水性木器多功能封闭底漆，喷涂量80-100g/m2,自然待干4h后，320#砂纸轻砂后喷涂白色底漆，喷涂量80-100g，待干4h，320#砂纸重新打磨均匀，喷涂第二道白色底漆，待干24h检测；另取一块（B）

8、红橡木实木板，以320#砂纸仔细打磨后，喷涂白色底漆，喷涂量80-100g，待干4h，320#砂纸重新打磨均匀，喷涂第二道白色底漆，待干24h检测，对比测试封色效果(见图3)。2.5.2水性木器多功能封闭底漆的耐水性测试之样板的制备和施工工艺分别取3块未经过打磨的水曲柳贴皮木板，以320#砂纸仔细打磨后，其中一块（A）喷涂上一般型透明底漆，第二块(B)喷涂多功能封闭底漆，第三块(C)喷涂油性PU封闭底漆，三块木板喷涂量均为80-100g/m2,将三块喷涂底漆后之木板均室温下干燥12h后，在三块木板上置入20-40g水，对比测试耐水性(见图4)。2.5.3水性木器多功能封闭底漆的防开裂测试样板的

9、制备和施工工艺分别取2块未经过打磨的纤维板，在板子上作一条2-3mm宽的沟槽，以石灰粉加水（1:1）调和后，将沟槽填平，待干4h，以240#砂纸仔细打磨。板(A)喷涂一般型透明底漆，待干4h后，320#砂纸轻砂后喷涂白色底漆，喷涂量80-100g，待干4h，400#砂纸重新打磨均匀，喷涂白色面漆，待干7D；板(B) 喷涂多功能型封闭底漆，待干4h后，320#砂纸轻砂后喷涂白色底漆，喷涂量80-100g，待干4h，400#砂纸重新打磨均匀，喷涂白色面漆，待干7D。将上述两块素材，置于恒温恒湿试验机中作冷热循环实验，一个cycle为-20x2h50x2h,对比测试抗开裂性能（见图5）。3.结果与讨

10、论3.1水性木器多功能封闭底漆基本物性的检测本文介绍之多功能封闭底漆的基本物性检测如下表所示。序号检测项目检测结果单项结果检测标准 1涂膜外观平整光滑合格目测2干燥时间HG/T3838-2006表干/min15良好实干/h2良好3硬度BBISO 15184-1998 4涂膜密着性 00GB/T 9286-1998 5光泽（60。）/%8586GB/T 9754-1988 6打磨性良好良好GB/T 13453.2-1992 7耐弯曲2mm2mmCNCIA-HG/T 0004-2012 8耐水测试 24h无异常无异常EN 12720* 9耐醇性测试 无异常合格EN 12720* 10耐油脂无异常合

11、格EN 12720* 11耐咖啡无异常合格EN 12720* 12耐干热测试无异常合格(GB/T 4893.3-2005) 表2 封闭底漆的综合性能的评价测试结果3.2水性木器多功能封闭底漆的封闭效果的检测3.3.1封闭底漆封油封单宁酸效果的测试如图3所示，其中的(A) 未喷涂封闭底漆的底材上，喷涂两道白色底漆后表面的效果图，(B)喷涂了封闭底漆的底材上，喷涂两道白色底漆的效果图。从图3中我们可以明显看出，未经过封闭的素材板，素材上白色底漆已经出现泛黄纹路，有明显的油脂及单宁酸外渗，而经过封闭的底材，喷涂两道底漆，其效果远远好于没有经过封闭的效果。不难看出，经过封闭底漆处理之素材的封油封单宁酸

12、效果良好。（A）未喷涂封闭底漆（B）已喷涂封闭底漆图3 封闭底漆封油封色效果对比图3.3.2水性木器多功能封闭底漆耐水效果的测试如图4所示：A图为喷涂一般透明底漆的水曲柳素材板，B图为喷涂多功能封闭底漆的水曲柳素材板效果图，C图为喷涂油性PU封闭底漆的水曲柳素材板效果图。从图4中可以看出，经过水性木器多功能封闭底漆及油性PU封闭底漆处理过的素材，其耐水性在24h测试后仍然未渗透，耐水性为优，而一般透明底漆处理后的素材，其耐水性在0.5h后已经渗透，说明经过水性木器多功能封闭底漆处理后之素材具有与油性PU封闭底漆相当的耐水效果。图4封闭底漆耐水性测试对比图 由于本身的耐水性极佳，使得处理后的素材

13、具有良好抗水性，在后期的喷涂施工中减少了水对素材的进一步破坏，从而避免各种缺陷。3.3.3水性木器多功能封闭底漆的抗开裂效果测试如图5所示：板(A)为喷涂一般透明底漆之纤维板，板(B)为喷涂封闭底漆之纤维板。从图5可以看出，在填充石灰粉的沟槽处，一般性底漆处理之样板在经过20cycle后明显开裂，而封闭底漆处理后，样板经过20cycle冷热循环，沟槽处仍然完好，说明了封闭底漆具有良好的抗开裂性能。板(A)喷涂一般型透明底漆板(B)喷涂多功能封闭底漆图5 封闭底漆抗开裂对比测试图由于封闭底所用乳液，具有室温交联功能，在干燥后形成立体交联网状结构，提升了成膜本身之拉伸强度，在温度变化及素材本身涨缩

14、变化时可以具有足够强度适应相应变化，不因素材的收缩膨胀而产生开裂、变形等弊病，素材基层即做好抗开裂保护。综上述，此款水性木器封闭底漆不仅具备突出的封闭性能，同时具有良好的素材适应能力，经过大宝化工多方面优化，已使其成功解决多种素材出现之问题。3.4封闭底漆的不同搭配工艺流程及市场应用施工工艺流程在水性木器涂料之应用中占据重要的角色,有了效果良好的底漆,还需要有与之相适应的施工工艺流程搭配,才会彰显水性木器涂料的魅力,以下是我司开发之相关产品部分工艺流程。3.4.1本色涂装工艺效果 素材：松木 工艺流程：素材修补水性封闭底漆透明底漆透明面漆图6 本色涂装施工工艺流程及效果3.4.2 白色开放式工

15、艺效果 素材：水曲柳工艺流程：素材修补水性封闭底漆白色底漆白色面漆图7 白色开放式施工工艺流程及效果3.4.3 白色全填充工艺效果 素材：水曲柳 工艺流程：素材修补水性白色腻子水性封闭底漆白色底漆白色面漆图8 白色全填充施工工艺流程及效果3.4.4面修色涂装工艺效果 素材：樱桃木工艺流程：素材修补水性封闭底漆透明底漆水性透明腻子透明底漆面修色透明面漆图9 面修色涂装施工工艺流程及效果经过大宝不懈努力，将该多功能封闭底漆配方同施工工艺同步优化，根据不同素材，开发多种工艺效果，大大缩减了施工流程，操作像使用油性涂料种一样方便简单，施工人员无需改变其施工习惯即可上手操作。3.4.5封闭底漆的市场应用

16、案例大宝经营水性木器涂料多年，取得良好成效，以下是封闭底漆在市场应用中的真实案例，图10为中山某法国餐厅装修案例，图11为沈阳某橱柜系列装修案例。 图10为中山某法国餐厅装修案例 图11为沈阳某橱柜系列装修案例4.结语(1) 采用粒径极细树脂进行产品开发，其粒径小于80nm，树脂本身具有良好的润湿性，保证封闭底漆的优异渗透性能；同时由于所用乳液自身交联作用，在成膜中形成交联结构，提高涂料膜致密性，使得封闭底漆具有优异的耐水性、抗开裂性及封油封单宁酸性能。(2)在实际施工应用中，由于木材种类不同，为应对各种弊病，就需要开发不同涂料品种以适应之，增加施工工艺，造成油漆厂商成本上升，该多功能封闭底漆的开发及应用，解决