涂料化学木器涂料

第十五章木器涂料第一节概述第二节醇酸型木器漆第三节丙烯酸自干木器漆第四节聚氨酯木器漆第五节不饱和聚酯木器漆第六节硝基漆第七节光固化木器涂料第八节水性木器漆第九节结语1

第一节概述

一、木器表面涂装的目的和要求木材是天然产物，组织构造复杂，材质不均匀，多孔、亲水膨缩。作为工业材料，可以说是不适宜的。但其特殊的纹理、外表及材色具有自然美，引人入胜，拥有巨大魅力。所以人们还是用其制作家具，装修居室。

（1）涂装目的①美化表面—在赋予色彩、光泽、平滑性之际，增强木材纹理的立体感和表面的触摸感；②保护材质—耐湿、耐水、耐油、耐化学药品、防虫、防腐等；③特殊作用—温度指示、电气绝缘、隔音、隔热等。

（2）木材表面对涂料的要求要达到上述涂装的目的并非易事，与金属、塑胶等其他材质涂装不同，木材涂装困难的原因主要有二点：①木材的多孔性。木材表面的孔隙度平均约占表面积的40%上下，少则30%左右，多则可达到80%。所以涂料对木材的润湿性和附着力是木材涂装的一个大问题；②木材亲水膨缩性，木材遇水狂胀，脱水猛缩，会造成涂膜开裂、脱落，所以涂膜的持久稳定性是木材涂装的另一大难题。另外木材有的含酸和脂胶类物质，易于渗出表面，再有木材质地的软硬度、材质结构，表面色相的不均一性等2也是木材涂装的难点。因为木材自身的特性及涂装上的难点，构成了木材涂料的特性及特殊的涂装配套体系。

（3）木材涂装对涂料的要求①因木材涂装是多层的配套体系，所以要求底层涂料对木材具有良好的渗透性、润湿性和优越的附着力，层与层之间也应具有良好的附着力以形成一个整体。②涂膜要具有良好的韧性，保证涂膜的持久性。③涂层要具有良好的装饰性，保证木纹的清晰度及明显的立体感。④涂层要具有良好的机械性能、耐水性、耐化学药品性、耐污染性、耐热性等良好的保护性能。⑤涂膜的硬度高，具有较强的耐磨擦性及良好的手感。⑥涂料要具有良好的施工性、重涂性。二、木器涂料的分类木材制品包括实木木材和人造板材（胶合板，中密度纤维板和刨花板）。用于木材制品的涂料统称为木器涂料，包括家具、门窗、地板、护墙板、日常生活用木器、木制乐器、体育用品、文具、玩具等所用涂料。以家具涂料为主。木器涂料按木器制造工艺分为2类，板材预涂料和木器成品涂装涂料。按涂料类型分为溶剂型涂料、水性涂料和无溶剂涂料。3木器涂料按成膜物质品种的分类列于下表：

类型品种名称类型品种名称天然树脂类

合成树脂类氨基树脂漆——酸固化氨基漆丙烯酸漆——热塑性丙烯酸漆合成树脂类酚醛树脂漆醇酸树脂漆硝基纤维素漆4木器涂料按涂装层次的分类见下表。品种名称作用着色剂封闭底漆头道底漆打磨底漆面漆罩光清漆对木材表面着色，使表面色泽均匀或美化对木材有填孔作用，驱赶孔隙中空气，封闭表面，防止木材干缩湿胀增加涂层附着力，提高涂膜丰满度有填孔作用，供打磨需要木器的主要表面涂层，装饰和保护。分清漆、透明色漆和色漆3类，每类又分有光和亚光2种提高整个涂膜装饰和保护性返回5

第二节醇酸型木器漆醇酸树脂是最先应用于涂料工业的合成树脂之一,也是至今乃广为应用的漆用树脂。其原料来源广泛,配方灵活,善于通过种种改性而赋于各种性能特色,因此可以应用于几乎所有类型的涂料之中。随着近10年来涂料工业的迅速发展,醇酸树脂采用的原料、应用的领域在不断扩大,工艺、设备在不断更新,产品品质在不断提高。以醇酸树脂为主要成膜物质，能在自然条件下氧化聚合固化成膜的涂料称为醇酸自干漆。将醇酸树脂溶于200#溶剂汽油，加入适量的催干剂即可制成清漆，再加入颜料和填料，即可制成色漆。其涂膜具有较强的光泽，良好的柔韧性，漆膜也比较美观，对底材具有良好的附着力，好的抗冲击强度，抗溶剂性，但耐水性、耐碱性较差。6（1）木器用铁红醇酸底漆原料名称用量/质量份干性中油度醇酸树脂铁红氧化锌45.0024.7510.0015um滑石粉有机膨润土防沉剂1%异辛酸钴8.000.251.204%异辛酸锌0.5010%异辛酸锆2.00二甲苯200﹟溶剂汽油2.006.10丁酮肟0.20合计100.0操作要点：混合均匀，200目筛网过虑。该配方的特点是漆膜快干，丰满，光泽高，硬度较好。上述干性中油度醇酸树脂为江门树脂PJ6565，其性能指标见下表：项目指标外观棕黄色透明液体色数（Fe－Co）≤10﹟固含量(52±1)％油度56％酸值≤10mgKOH/g粘度（20～80）s（格/250C）配方：7（2）黑醇酸磁漆原料名称用量/质量份干性长油度醇酸树脂中色素炭黑HTY-851（分散剂）74.855.000.150BYK104S（润湿分散剂）有机膨润土防沉剂1%异辛酸钴0.1000.251.604%异辛酸锌0.3010%异辛酸锆2.40BYK306（流平剂）200﹟溶剂汽油0.10015.30丁酮肟0.20合计100.0操作要点：混合均匀，200目筛网过虑。该配方的特点是漆膜光泽高，耐侯性好，柔韧性好，抗冲击，耐水，对颜料有良好分散性。上述干性长油度醇酸树脂为江门树脂PJ6616，其性能指标见下表：项目指标外观棕黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤10﹟固含量(60±1)％油度60％酸值≤10mgKOH/g粘度（7～25）s（格/250C）溶剂200﹟溶剂汽油/二甲苯配方：8（3）醇酸木器清漆配方：原料名称制造商/供应商质量份质量份AB醇酸树脂Alkydal681（75%）Bayer70.070.0松香水D6014.613.6二甲苯12.012.0流平剂BaysiloneOL17Borchers1.01.0流平脱气剂BorchiGolE2Borchers1.01.0锆催干剂Octa-SoligenZirconium18Borchers1.0-无铅催干剂Octa-Soligen69Borchers-2.1抗结皮剂BorchiNoxM2Borchers0.30.3合计100.0100.0制造工艺：在搅拌下按配方顺序加料，最后加入抗结皮剂，搅拌均匀即可。9醇酸木器清漆技术参数见下表：检测项目AB固体分（质量分数）/%5353基料含量（质量分数）/%52.952.9流出时间（DIN53211杯，4mm嘴，23℃）/s4545干燥时间（干燥时间记录仪湿膜厚100μm，h）24h后4～54～5室温贮存1个月后4～54～5摆杆硬度（DIN53157）/s24h后19191周后28262周后362910低粘度长油度干性醇酸树脂Alkydal681（75%）性能见下表：项目指标外观浅黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤6﹟固含量（75±1）％邻苯二甲酸酐含量25%油度66％酸值≤13mgKOH/g粘度5100±1100（23℃/mPa·s）溶剂松香水返回11

第三节丙烯酸自干木器漆以丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯类单体共聚制成的树脂，通过选用不同结构的树脂、生产工艺及溶剂组成制成的涂料，涂覆于以木材为底材的物件上，在自然条件下干燥成膜，起到装饰和保护作用的涂料，称为丙烯酸自干木器漆。该漆属于单组分，施工方便，耐老化，缺点是固体分较低。

丙烯酸自干木器清漆配方示例：原料名称制造商/供应商用量（质量份）热塑性丙烯酸树脂CAB(25%)江门树脂47.008.00醋酸丁酯6.00乙酸乙酯4.20丁醇5.20丁酮3.20丙酮6.40二甲苯20.0合计100.0012

操作要点：混合均匀即成。可用于藤器涂饰。上表中丙烯酸树脂为江门树脂PJ80402，其性能指标见下表：项目指标外观水白或微黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤1﹟固含量（60±1）％酸值≤6mgKOH/g粘度（80～150）s（格/250C）13丙烯酸自干铝粉漆配方示例：原料名称制造商/供应商用量（质量份）热塑性丙烯酸树脂7815T45先达树脂70.00醋酸丁酯10.0PMA2.70正丁醇6.00二甲苯5.00BYK-3060.300铝粉6.00合计100.00操作要点：混合均匀即成。热塑性丙烯酸树脂7815T45的性能指标见下表：项目指标外观水白或微黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤1﹟固含量45％酸值≤1mgKOH/g粘度Z～Z3（250C）Tg(℃)82返回14

第四节聚氨酯木器漆以聚氨基甲酸酯树脂为主要成膜物质制成的，用于以木材为底材的制品的装饰与保护，能在自然条件下干燥成膜的涂料，称为聚氨酯自干木器漆。通常，聚氨酯木器漆以双组分形式供应市场，是一种最常用的木器漆，构成了从低端到高端的系列化产品。

一、双组分聚氨酯快干清漆

（1）双组分聚氨酯快干清漆

组分A（漆基）配方：原料名称制造商用量/质量份羟基丙烯酸树脂DesmophenA450（50%）Bayer54.0醋酸丁酯14.0流平剂BaysiloneOL31（50%混合溶剂液）Borchers0.30025%醋酸丁酸纤维素CAB381-2丁酯液Eastman12.0丁酮19.7合计100.0制备工艺：搅拌混合均匀。15组分B（固化剂）：原料名称制造商用量/质量份HDI缩二脲DesmodurN75（MPA/X）Bayer8.00制备工艺：施工前，按比例与漆基混合。①双组分聚氨酯快干清漆性能见下表：项目数据A：B100：8组分A固体分（质量分数）/%30施工固体分（质量分数）/%30.5喷涂稀释剂（二甲苯：醋酸丁酯=1：1）/%10喷涂黏度（DIN53211杯4mm嘴）/s24适用期/h8干燥时间/min5硬度（干1周后，柯尼希法，DIN53157）195加氏20º光泽/%80加氏60º光泽/%86雾影13抗化学性（DIN68861，1B节）好16②羟基丙烯酸树脂DesmophenA450性能见下表项目指标外观水白或微黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤1﹟羟基含量/%1.0±.02固含量（50±2）％酸值≤（4±2）mgKOH/g粘度（23℃）/mPa·s

5000±1000水分/%≤0.117（2）双组分聚氨酯快干木材底漆组分A（漆基）：原料名称制造/供应商用量/质量份羟基聚酯DesmophenRD181（75%）Bayer10.0丙二醇甲醚醋酸酯5.00功能性填料SilithinV88Hoffmann2.00羟基丙烯酸树脂DesmophenA450（50%）32.025%醋酸丁酸纤维素CAB381-2丁酯液12.0流平脱气剂Baysilone34680.200醋酸丁酯20.0二甲苯18.8合计100.0操作要点：前3种原料混合，在高速分散机中2000rpm分散10min，然后加入其余原料混合均匀即成。18组分B固化剂：原料名称制造/供应商用量/质量份HDI缩二脲DesmodurN75（MPA/X）Bayer10.0操作要点：混合均匀。施工前按比例与漆基混合。双组分聚氨酯快干木材底漆性能见下表：项目数据A：B10：1组分A固体分（质量分数）/%25.7施工固体分（质量分数）/%27.7喷涂稀释剂（二甲苯：醋酸丁酯=1：1）/%10喷涂黏度（DIN53211杯,4mm嘴）/s21适用期/h8干燥时间/min619（3）双组分丙烯酸型聚氨酯白漆组分A（漆基）：原料名称制造商用量/质量份PJ32-60B羟基丙烯酸树脂江门制漆54.85丙二醇甲醚醋酸酯5.00R902（钛白粉）25.00SD-1（有机膨润土防沉剂）0.300BYK306（流平剂）0.15合计100.0操作要点：前3种原料混合，在高速分散机中2000rpm分散10min，然后加入其余原料混合均匀即成。20组分B固化剂：原料名称制造商用量/质量份HDI缩二脲DesmodurN75（MPA/X）Bayer14.70操作要点：混合均匀。施工前按比例与漆基混合。羟基丙烯酸树脂的指标如下表：项目指标外观水白或微黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤1﹟固含量（60±1）％酸值≤9mgKOH/g粘度（30～60）s（格/250C）羟值（120±10）mgKOH/g该配方为高档、不黄变双组分PU漆。可用于木器或金属涂装。21（4）醇酸树脂型双组分聚氨酯快干木材哑光漆

组分A（漆基）：原料名称制造商用量/质量份Novalkyd3750X70C先达树脂64.3二甲苯16.2乙酸丁酯5.00Byk-3060.4BYK公司Byk-3230.1BYK公司A-3505.5日本哑粉9610F0.5科莱恩蜡粉CAB-381-0.1（20%）4.0EASTMAN公司M-5（12%）4.0美国卡博特防沉桨合计100.0操作要点：在高速分散机中混合均匀即成。22组分B（固化剂）原料名称制造商用量/质量份TDI加合物（50％）Bayer50.0操作要点：混合均匀。施工前按比例与漆基混合。下表为先达3750X70C羟基丙烯酸树脂的性能指标。项目指标外观水白或微黄色透明粘稠液体色数（Fe－Co）≤1﹟固含量70％酸值≤18mgKOH/g粘度40000～70000（250C）羟值120mgKOH/g返回23

第五节不饱和聚酯木器漆以不饱和聚酯树脂为主要成膜物质，分A，B两组分包装，使用时两组分按一定比例混合，搅拌均匀，涂覆于木材基物品表面，装饰和保护底材。不饱和聚酯树脂配方见下表。原料名称用量/质量份顺丁烯二酸酐882.0邻苯二甲酸酐890.0乙二醇780.01，2-丙二醇411.0对苯二酚0.6合计2963.6操作要点：前四种原料加入反应釜缓慢加热升温，待大部分固体物料熔融后开动搅拌，并在液面以下通入二氧化碳。此时温度不应高于100℃。升温至160℃±2℃，并在此温度下保持至酸值达200±5mgKOH/g。继续加热升温至175℃±2℃，并在此温度下保持至酸值达135mgKOH/g以下。继续加热升温，并保持190～195℃至酸值达52±2mgKOH/g为止。如果在190～195℃保持2h后，酸值仍高于52±2mgKOH/g，则可以升温到195～200℃保持到酸值24达到52±2mgKOH/g。停止加热，搅拌冷却至90℃停止通入二氧化碳，加入对苯二酚，充分搅拌至完全溶解。继续冷却至室温。过氧化环己酮浆配方：原料名称用量/质量份环己酮98.0邻苯二甲酸二丁酯（1）60.030%双氧水155.0邻苯二甲酸二丁酯（2）84.4合计397.4操作要点：在搪玻璃反应罐中加入环己酮和邻苯二甲酸二丁酯（1），开动搅拌，滴加双氧水，并将反应温度控制在45℃以下。开始滴加后，由于反应放热，需在反应罐夹套内通人冰水降低温度，以使反应温度控制在45℃以下。双氧水滴加完后，反应温度会自行上升，此时要控制温度不超过50℃。在此温度下保持2.5小时结束反应。反应完成后，在搅拌下冷却降低温度，此时会有白色结晶析出，停止搅拌，静置过夜。吸出上层水液，加入邻苯二甲酸二丁酯（2），充分搅拌均匀，即得50%过氧化环己酮浆糊状物。测定活性氧含量应为5.5%。25不饱和聚酯清漆配方：原料名称用量/质量份不饱和聚酯树脂70.0苯乙烯（1）27.0过氧化环己酮浆糊4.0苯乙烯（2）2.08%环烷酸钴0.5苯乙烯（3）1.0合计104.5操作要点：施工前配制。不饱和聚酯树脂与苯乙烯（1）充分溶解混合。加入已事先搅拌混合均匀的过氧化环己酮浆糊与苯乙烯（2）的混合物，充分搅拌均匀。加入已事先搅拌混合均匀的环烷酸钴与苯乙烯（3）的混合物，充分搅拌均匀。配制好的清漆固化时间约2.5～3.0h。如果固化时间过长，可以再适量增加过氧化环己酮浆糊，但是总量不应大于清漆的6%。性能：不饱和聚酯清漆是厌氧型，所以在涂覆后必须隔绝空气，否则表面会发黏。一次涂覆的干膜厚度最大可达200µm。返回26

第六节硝基漆

硝基纤维素漆，简称硝基漆，是从硝酸纤维素（硝化棉NC）为主要成膜物，并加入不干性醇酸树脂和改性松香甘油酯以及增韧剂、溶剂、颜料等混合调配而成。

硝基漆是目前比较常见的木器及装修用涂料。优点是装饰作用好，施工简便、干燥迅速、对涂装环境的要求不高，具有较好的硬度和亮度，不易出现漆膜弊病，修补容易。缺点是固含量较低，需要较多的施工道数才能达到较好的装饰效果；耐久性不太好，尤其是内用硝基漆，其保色保光性不好，使用时间稍长就容易出现诸如失光、开裂、变色等弊病；漆膜保护作用不好，不耐有机溶剂、不耐热、不耐腐蚀；耗用的有机溶剂太多，在石油价格节节攀升的今天，成本也是不得不考虑的因素。硝基漆的主要成膜物质是以硝化棉（N/C）为主，配合醇酸树脂、改性松香树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂等软硬树脂共同组成。一般还需要添加邻苯二甲酸二丁酯（DOP）、二辛酯、氧化蓖麻油等增塑剂。溶剂主要有酯类、酮类、醇醚类等真溶剂，醇类等助溶剂，以及苯类等稀释剂。硝基漆主要可以用于木器及家具制品的涂装、家庭装修、一般装饰涂装、金属涂装和一般水泥涂装等方面。27透明腻子配方：原料用量/质量份H1/2s硝化棉9.0甲苯10.0滑石粉23.0天那水21.0422树脂10.0短油度醇酸树脂4.00硬脂酸锌23.0422树脂是一种马林酸树脂，是以松香和顺丁烯二酸酐进行加成反应并且用甘油酯化而成。具有软化高、色泽浅、不易泛黄、热稳定性好及附着力强等优点，适用于清漆、油漆、油墨、粘合剂等行业。28透明底漆配方：原料用量/质量份H1/4s硝化棉20.0422树脂15.5天那水46.4BYK-1410.15硬脂酸锌4.00短油度醇酸树脂11.5邻苯二甲酸二辛酯（DOP）2.00全亚光面漆配方：原料用量/质量份H1/4s硝化棉17.0ED-303.00MW-11351.50天那水40.1BYK-3000.20椰子油醇酸树脂28.0邻苯二甲酸二辛酯（DOP）2.00ED-30：二氧化硅消光剂，美国格雷斯公司。MW-1135:deuchem消光剂。29天那水配方：原料用量/质量份乙酸正丁酯20.0正丁醇10.0乙醇5.00丙酮5.00甲苯40％40.0乙二醇乙醚醋酸酯10.0甲基异丁酮10.0返回30

第七节光固化木器涂料（1）丙烯酸酯体系光固化白色腻子参考配方原料用量/质量份原料用量/质量份双酚A环氧丙烯酸酯28.2表面活性剂0.130三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7.53钛白粉14.1异丙基硫杂蒽酮（ITX）1.00滑石分14.1苯甲酸-2-二甲基胺乙脂4.80氧化钡28.2N-乙烯基吡咯烷酮1.88（2）丙烯酸酯体系光固化木器底漆参考配方原料用量/质量份原料用量/质量份双酚A环氧丙烯酸酯（含20%TPGDA）33.5二苯甲酮5.00四官能度聚酯丙烯酸酯15.0HMPP、HCPK等裂解型光引发剂1.50TPGDA40.0硬脂酸锌0.500叔胺4.00流平助剂0.50031（3）丙烯酸酯体系光固化木器面漆参考配方。原料用量/质量份原料用量/质量份双酚A环氧丙烯酸酯32.0TMP(EO)4TA10.0聚氨酯丙烯酸酯（Photomer6008）10.0DMPA（Irgacure651）4.00TPGDA38.0二苯甲酮2.00TMP（EO）3TA3.00三乙醇胺1.00返回32

第八节水性木器漆（1）水性木器透明底漆参考配方序号原材料用量/质量份备注1NeoCrylXK6180.0DSM2Dehydran12931.00Cognis消泡剂3乙二醇丁醚8.00工业级4水9.705Hydropalat8750.300Cognis润湿剂6DSX20000.500Cognis流平剂7水0.500底漆要求对木材的润湿性好、渗透性强、打磨性好、附着力强。丙烯酸共聚物具有快干、光稳定性好、透明性、流动性好及较好的低温柔韧性，成本较低，可选择粒径小、玻璃化温度适中的丙烯酸乳液作为封底漆树脂。助剂的选择要求基材润湿剂能有效降低体系的表面张力，增加对木材的润湿性和渗透性，提高层间附着力；消泡剂要求相容性好、消泡能力强。33制备工艺：①称量1组分，将2～5混合后在300rpm下加入，600rpm下分散30min；②将转速调至400rpm，将6用水稀释后加入搅拌均匀。

主要性能：固含量～33.6%粘度（涂4杯）40秒表干时间（湿膜50um）10～15min实干时间3h

附着力1级34

（2）水性木器高光面漆水性木器面漆的树脂有水性聚氨酯分散体、丙烯酸改性水性聚氨酯和丙烯酸乳液三大类。水性聚氨酯具有流平好、丰满度高、耐磨、抗化学品性好和硬度高等优点，非常适用于配制各种高档水性木器面漆，如家具漆和地板漆等。丙烯酸改性水性聚氨酯是通过核-壳等聚合方法将丙烯酸和聚氨酯聚合在一起的一种新型水性树脂，其不但具有丙烯酸树脂的耐候性、耐化学性和对颜料的润湿性，并且继承了聚氨酯树脂的高附着力、耐磨性和高硬度等性能，常用于中高档木器面漆；丙烯酸树脂具有快干、光稳定性优异的特点，传统的丙烯酸共聚物系热塑性树脂，机械性能较差，如硬度、耐热性较低，目前的发展趋势是采用多步聚合法制备常温自交联乳液，其特点是干燥迅速、硬度高、透明性、流动性好、耐化学品优异，并具有良好的低温柔韧性和抗粘连性，另外采用核-壳聚合方法也可以制备成膜温度低、抗粘连性及柔韧性好的多相丙烯酸分散体，但硬度稍差，丙烯酸类乳液由于相对低廉的成本，目前在市场上仍倍受关注，广泛用于水性底漆及低端水性木器装饰漆等。35水性木器高光面漆参考配方：序号原材料用量/质量份备注1NeoPacE-10680.0DSM2Dehydran12930.60Cognis消泡剂3FoamStarA340.6消泡剂4乙二醇丁醚8.00工业级5水1.106Hydropalat1400.400Cognis润湿剂7PerenolS50.300增滑剂8DSX20000.500Cognis流平剂9水0.500

工艺操作：①准确称量1组分，300rpm/min搅拌条件下加入预混后的2～7组分，600rpm搅拌30min；②将转速调至400rpm，加入8、9的稀释液调整粘度，并慢速消泡10min。36主要性能：固含量30%

粘度（涂4杯）40秒表干时间15min

铅笔硬度1H～2HE-106是一种水性丙烯酸-聚氨酯杂化体，综合性能较好。水性木器亚光面漆参考配方：序号原材料用量/质量份备注1UcecoatDW5562100UCB2Dehydran12930.60Cognis消泡剂3TS1001.00Degussa，消光剂4Aquamat2163.00BYK，乳化蜡（手感剂）5DowanolDEDowanolEB2.001.00Dow，成膜助剂6BYK3460.500BYK，润湿流平剂7UcecoatXE430(10%IPA)0.800UCBUcecoatDW5562是一种自交联型水性丙烯酸-聚氨酯杂化体。该配方所得涂膜硬度大于1H，40～60min实干。3d后，完全固化，加热可加速固化。37DW5562的性能指标见下表：项目指标固含量（40±1）％粘度50～100mPa.sNMP含量5％MFT～70C硬度（柯尼希法）135spH7.538（3）水性木器白色面漆参考配方材

料用量/质量份备注1水10.02TC-20261.0广东天银化工3DisponerW-5110.300Deu