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      雙組分水性木器涂料發展現狀及存在問題

      導讀:
      隨著經濟物質生活水平的提高,人們的健康環保意識逐漸增強。傳統溶劑型木器漆雖然具有良好的豐滿度、耐磨性、耐化學溶劑等優異性能,但其生產、施工中揮發的大量有機化合物VOC,對人體健康、生態環境帶來嚴重的危害。

      國家環保法規日趨嚴格,溶劑型木器漆市場生存空間愈來愈受限制,推動木器漆涂料“油改水”已成行業的共識。單組份水性木器漆以丙烯酸乳液為成膜物,具有施工便捷、干燥速度快耐候性好和價格相對便宜等優點,在水性木器涂料中發展最為迅猛。但是單組分水性木器涂料存在豐滿度差、抗劃傷、耐化學品等致命缺陷,無法滿足于家具市場涂裝要求,很難撼動溶劑型木器涂料的市場地位。涂膜物化性能與傳統溶劑型雙組分木器涂料相媲美的雙組分水性木器涂料很快再次吸引了人們的目光,期望推動雙組分水性木器涂料的發展,可以及時有效地彌補單組分水性木器涂料性能上的不足。共同推進水性木器涂料發展步伐,加快木器漆涂料“油改水”進程。

      1 雙組分水性木器涂料發展現狀

      單組分水性漆固化過程全靠水分自然揮發成膜,而雙組分水性木器漆生產配方中添加交聯劑加快漆膜的固化速度。目前雙組分水性木器涂料常用氮丙啶、有機硅偶聯劑、水性環氧樹脂、水分散型異氰酸酯共4 大類型,下面分別介紹4 大類型雙組分水性木器涂料的優缺點。

      1.1 氮丙啶為交聯型

      氮丙啶常溫下就可以快速與羧基發生交聯反應,并在與水的反應過程中被消耗掉,是水性木器涂料施工過程中常用到的室溫固化交聯劑。將氮丙啶交聯劑添入到水性聚氨酯等含羧基的水性木器涂料中,可有效提升水性木器涂膜的耐水性、耐化學溶劑、抗刮傷等綜合性能,從而提高水性木器涂料的品質,擴大其應用范圍。同樣的,在丙烯酸乳液型木器涂料中添加2%左右的氮丙啶交聯劑,也可以在一定的程度上改善其涂膜的物化性能。但氮丙啶畢竟不是很環保,其刺激性氣味大、毒性高的自身缺陷,不符合當代健康、環保理念的需求,所以在環保水性木器涂料領域運用并不普及。

      1.2 硅氧烷交聯型

      硅氧烷交聯劑在雙組分水性木器涂料中用量并不多,一般為涂料中樹脂用量的2%左右足以。這種交聯劑一般運用于水性聚氨酯體系類水性涂料,它在水性丙烯酸體系作用并不明顯,所以只能選用其他交聯劑代替。硅氧烷交聯劑與水溶解速度慢,為了不影響施工效率,在調漆過程中一般會將硅氧烷交聯劑用親水性溶劑稀釋,然后借助高速分散設備溶解到雙組分水性木器涂料中。水性氨基羧酸基丙烯酸樹脂體系的水性涂料在添加硅氧烷交聯劑反應后,其固化后的漆膜具有硬度好、光澤高、干燥速度快等優異性能,完全可以與水性雙組分聚氨酯涂料相媲美。硅氧烷交聯劑是一項新開發的交聯劑材料,目前在涂料市場上還沒有廣泛推廣和運用。

      1.3 環氧基交聯型

      環氧基可以在室溫環境下和樹脂中的羧基發生交聯反應,通過交聯反應的方式從而提高雙組分水性木器涂料的物化性能。環氧基交聯劑施工操作簡便高效,配比過程中與主劑可快速攪拌均勻。同時,該類交聯劑反應活性高,不含有機溶劑,無刺激型味道,不僅能加速雙組分水性木器涂料固化成膜速度,同時滿足水性涂料的各項環保性能,是當前涂料市場最受歡迎的一款交聯劑。環氧基交聯劑相比于多異氰酸酯、硅氧烷最大優勢是能夠快速均勻溶于水中,用量不多,有效地解決了雙組分水性木器涂料施工操作性問題,是當前國內最受關注的一類,發展比較迅速。

      1.4 多異氰酸酯交聯型

      多異氰酸酯是當前雙組分水性木器涂料市場中綜合性能最好的交聯劑,常溫就可以與樹脂的羥基發生聚氨酯反應,最終生成氨基甲酸酯[3]。多異氰酸酯交聯過程以水性多元醇組分為主劑、多異氰酸酯為固化劑,交聯施工手法與溶劑型聚氨酯木器涂料手法比較相近,兩者涂料固化后的涂膜性能基本相同。親水改性的HDI 型異氰酸酯具有良好的耐黃變性能,粘度適中,是目前市場上主要的多異氰酸酯交聯劑。但多異氰酸酯交聯劑使用不當容易發生副反應,使用中容易與羥基、水發生反應產生二氧化碳氣體,造成雙組分水性木器施工時漆膜產生氣泡,影響最終板面效果。同時,多異氰酸酯交聯劑國內并不具備生產技術,所以成本上比較昂貴,很多家具廠難以接受。

      2 雙組分水性木器涂料發展過程中若干問題的探討

      2.1 使用活化期問題

      過去我們使用溶劑型木器漆施工中,普遍以料液的粘度變化作為涂料活化期的判定依據,當漆料粘度增稠到無法正常施工視為已過活化期。水性木器涂料研發人員在衡量雙組分水性木器涂料活化期時,習慣性用溶劑木器漆粘度變化思維去考量水性涂料的活化期,其實這是完全不對的。事實上,并不是所有的雙組分水性木器涂料調漆后放置一段時間粘度都會有明顯變化,但料液放置時間長短肯定影響了雙組分水性木器涂料涂膜的物化性能,如漆膜的硬度、光澤等的波動??上壳按蠖鄶档乃阅酒魍苛涎芯咳藛T把大多數目光依然放在觀察配漆后涂料的粘度變化上,涂料在混合放置一段時間后涂膜的物化性能變化常常被忽視[4]。雙組分水性木器涂料要想要在家具生產中得到較好應用,就必須保證漆料在施工過程中物化性能有穩定的品質保障。

      2.2 產品性價比問題

      目前,雙組分水性木器涂料的市場銷售價格在(60~100)元/kg 之間,不僅比傳統溶劑木器涂料高出3~5 倍的價錢,也比技術比較成熟的單組份水性木器涂料高1.5~3 倍,很多消費者難以接受這樣的定價。雖然大家都知道水性木器涂料環保、健康,但誰都不情愿為高昂的雙組分水性木器涂料買單,極大地限制了雙組分水性木器涂料市場的推廣。單組份水性木器涂料技術比較成熟,在價格方面與溶劑型木器涂料比較近,卻遠遠達不到溶劑涂料的性能,環保意識的提高并沒有體現在消費者的行動中。雙組分水性木器涂料目前在國內雖有報道,但真正具備生產能力的企業少之又少,特別雙組分水性木器涂料搭配的交聯劑,還在依賴于國外進口,所以成本上比較昂貴。。不過隨著國家“環保風暴”的不斷開展,水性木器涂料與溶劑木器涂料成本在不斷地縮小,特別是在環保部頒布了“環保領跑者”的產業政策后,政府大量補貼水性木器涂料行業,成為水性木器涂料加速發展的新動力。

      3 結語

      與單組分水性木器涂料不同的是,雙組分水性木器涂料在成膜過程產生化學交聯反應,所以其涂膜物化性能遠比單組分水性木器涂料更具有優勢[6]。雙組分水性木器涂料更能有效滿足家具市場的需求,是短時間內快速取代溶劑型木器漆涂料最有潛力的產品。但雙組分水性木器涂料的發展同樣并非一帆風順,其在施工操作、使用活化期、性價比的缺陷,在一定程度上影響了其推廣和應用。隨著科技的進步和技術水平的提高,涂料領域先后研發出施工操作簡便的水性環氧樹脂交聯型雙組分水性木器涂料,同時該涂料還具有良好的漆膜物化性能,雙組分水性木器涂料的發展向前邁進了一大步。相信未來水性木器涂料在單組分水性木器涂料、雙組分水性木器涂料雙驅動的發展下,水性涂料互通有無共同進步,不久的將來能夠全面取代溶劑型木器涂料。

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