水性木器涂料如何通过宜家R2标准检测

□ 陈传印，蔡炎儒，熊学军，刘浚铭
（东莞大宝化工制品有限公司，广东东莞 523820）

0 前言
环境与健康是人类21世纪生存与发展的最重要主题之一。随着人民生活水平的不断提高，改善居住环境已成为人们关注和消费的热点。室内装修讲究环保、健康、无毒、无害，家具生产与原材料供应环节均受安全与环保要求限制，涂料工业中的溶剂型木器涂料最终不能满足这一苛刻的消费需求，应运而生的水性木器涂料由于无毒无味、不污染环境、不易燃烧、对人体无害等优势而倍受关注。

众所周知，宜家是家具行业中知名度较大的国际品牌，是最关注安全和环保的家具用品供货商，其家具用品也是最早普及使用水性木器涂料，也是家具行业内最早制定水性木器涂料供应技术标准的企业，所以通过宜家标准的检测也就代表了众多厂家在水性木器涂料的研究水平。虽然近年来在政府出台政策引导产业升级背景下，水性木器涂料得到了较快发展，但在核心技术难题上如何提高耐醇性、增强耐水性等方面还是水性木器涂料厂家攻克的重点。据所知，在通过耐醇性方面，市面上的水性双组分PU能通过的不多，特别是单组分水性木器涂料要通过此测试难度很高。本文就以通过宜家水性木器涂料表面抗性R2标准要求展开讨论。

1 试验部分
1.1 主要原材料与仪器设备
1.1.1 主要原材料
水性树脂：水性UV树脂、水性羟基树脂、水性固化剂、水性AC树脂、水性PUA树脂、水性PUD树脂；
助溶剂：DPM 、PMA；
助剂：消泡剂1、润湿剂2、增稠剂3；
其他原材料：松木、黑色浆（自制）等。

1.1.2 仪器设备
SFJ-400砂磨分散多用机，恒温恒湿实验机，精度0.01 g电子秤，NK-2杯，温度计，W-71喷枪。

2 宜家标准中关于水性木器涂料
2.1 物理性能/表面抗性技术要求解读
2.1.1 带涂层/贴面的实木、木基材料、塑料和玻璃材质的基材，以及平滑、水平涂层的金属基材(见表1)
表1 带涂层/贴面的实木、木基材料、塑料和玻璃材质的基材，以及平滑、水平涂层的金属基材的技术要求

2.1.2 带涂层的实木和木基材料基材（不包括表面贴面，见表2）

3 水性木器涂料通过宜家R2标准技术瓶颈
3.1 水性UV、水性双组分PU、水性单组分涂料R2测试探讨
3.1.1 测试流程
黑色亮光流程：松木→黑色底漆×2次→透明亮光面漆×1次
黑色哑光流程：松木→黑色底漆×2次→透明哑光面漆×1次
透明亮光流程：松木→透明底漆×2次→透明亮光面漆×1次
透明哑光流程：松木→透明底漆×2次→透明哑光面漆×1次
[注：每次喷涂量：110 g/m2；亮光面漆光泽：90 s heen以上；哑光面漆：20 s heen以下（60°光泽计）。]

3.1.2 水性UV R2测试
选取国外某厂家的水性UV树脂制样和同业知名品牌样品做对比测试：自制黑色底漆、透明底漆、透明哑光面漆、透明亮光面漆，按3.1.1流程制做样板各4 块，在 25 ℃、50%条件下待干15 d按R2标准测试。测试结果如表3。
测试结论：水性UV体系具有较高的交联密度，黑色及透明流程通过R2测试较容易；但水性UV操作局限性较大。

3.1.3 水性双组分PU R2测试
选取国外某厂家的水性双组分羟基AC树脂及水性固化剂制样和同业知名品牌样品做对比测试：自制黑色底漆、透明底漆、透明哑光面漆、透明亮光面漆，按 n（—NCO）∶n（—OH）固定比例配制样品，按3.1.1流程制做样板各4块，在25 ℃、50%条件下待干15 d按R2标准测试。测试结果见表4。

测试结论：自制样品均通过R2测试，同业黑色哑光样板耐醇性稍差，水性双组分体系虽具有较高的交联密度，但较水性UV难通过R2测试。

3.1.4 水性单液型体系 R2测试
选取国外某厂家耐醇性较好的AC树脂制样和同业知名品牌样品做对比测试，自制黑色底漆、透明底漆、透明哑光面漆、透亮光面漆，按3.1.1流程制做样板各4 PCS，在25 ℃、50%条件下待干15 d按R2标准测试。测试结果见表5。

测试结论：①自制及同业单组分样品，黑色亮光及哑光R2测试不能通过；透明亮光及哑光R2不能通过，特别表现在耐醇性及耐摩擦方面。②单组分自交联体系由于其交联密度不够，耐醇性表现
不佳。

3.1.5 水性木器通过R2测试难点总结
(1) 测试选取不同厂家的多支水性UV树脂，均可通过R2测试，说明水性UV树脂体系比较容易通过R2测试。
(2)水性双组分PU具有和溶剂型PU相当的涂膜物性，测试不同厂家的多支水性双组分PU体系树脂及固化剂，结果部分可以通过R2测试，说明较水性UV难通过R2测试，树脂选择性稍强。
(3)针对单组分体系：分别选取不同厂家，不同类型的多支AC、PUA、PUD树脂体系进行测试，结果均不理想。单组分体系耐醇性方面表现不理想，是目前要通过R2测试的最大瓶颈。但单组分具有价格相对便宜、易操作等优点，突破此瓶颈意义重大。
(4)黑色系列较透明难通过，哑光较亮光难通过。

4 大宝如何突破水性单组分R2测试瓶颈
采用交联改性技术是提高水性涂料树脂性能最直接、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，显著提升聚合物的物理化学性能。通过在单组分水性涂料树脂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。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、耐醇性、物理机械性能以及在水性体系中的稳定性等方面上的突破。通过反复试验摸索，大宝自制改性AC乳液，调制黑色底漆、透明底漆、透明哑光面漆、透明亮光面漆，按3.1.1流程制做样板各4 块，在25 ℃、50%条件下待
干15 d，按R2标准测试。测试结果见表6。

测试结论：①自制AC改性自交联乳液调制的黑色亮光及哑光，透明亮光及哑光可以通过R2测试。②自制AC树脂具有快干、价廉、易施工的特点，可以克服单液型涂料耐醇性的缺点。