0 引言
随着现代经济和科技的迅速发展、生活水平的提高、人们对环保和健康意识的增强,环保产品越来越受到人们的重视,水性木器涂料应运而生。但是,人们对水性木器涂料的认识还比较陌生,甚至连水性木器涂料的概念都不是很清楚,更谈不上辨别水性木器涂料性能好与坏,制约了水性木器涂料市场迅速形成。因此,水性木器涂料的基本知识是人们目前必须要掌握的重要问题,同时也从近期水性技术配方方面来优化水性木器底漆宽容性及制备高固含、高透明水性木器底漆来解决漆膜的丰满度等技术难点,改变人们对水性木器涂料片面认识的观念,让更多的人去了解水性木器涂料是每一个水性木器涂料生产商的新课题、新挑战,也是水性木器涂料在市场上能否占有一定份量的关键因素之一。
1 水性木器涂料的成膜机理[1]
水性木器涂料的成膜机理是通过水气的慢慢挥发,水性木器涂料漆膜的不断收缩,体积慢慢变小,当水分挥发到一定的程度后,成膜助剂再开始蒸发,带有剩余的水分和残余的助剂挥发,水性木器涂料的成膜物质的微粒慢慢靠近,互相挤压变形,最后通过毛细管的作用,凝聚在一起且慢慢聚结成膜,较好的涂料体系会发生自交联形成一层平整光滑网状的涂层。水性木器涂料的成膜机理是通过以下几个阶段形成的(如图)。
初始状态:均匀分散的聚合物微粒。
2 影响水性木器涂料干燥速度的因素[2]
水性木器涂料是一种以水为分散介质的水分散体系,由于水的蒸发潜热大,是大多数有机溶剂的5~8 倍,水要变成水蒸气需要吸收很多的热量,所以其挥发速度受到很大的制约,这也是水性木器涂料的本质之一。主要影响水性木器涂料干燥速度的因素是环境温度高低、相对湿度的大小、漆膜厚薄以及气流流动的快慢等。
2.1 环境温度
水性木器涂料的干燥性是制约水性木器涂料迅速发展的重要的环节。其中,最主要影响水性木器涂料干燥性是环境温度,在湿度一定的情况下,温度越高干燥速度就越快,温度越低干燥速度就越慢。这也是水性木器涂料施工宽容性必须考虑的重点之一。
2.2 相对湿度
影响水性木器涂料干燥性的另一重要因素是环境相对湿度。水的挥发速度取决于大气中的相对湿度,若空气中的湿度大或已经几乎达到饱和,水性木器涂料中的水分要从漆膜中蒸发出来比较难,即使是常温20~30 ℃的情况下,水性木器涂料中水的挥发速度也明显比湿度较低时慢得多,即湿度越大水性木器涂料的干燥越慢,湿度越小干燥越快。但温度与湿度对水性木器涂料的挥发速度影响并非呈正比,当温度较低时,湿度有一定的变化对水性木器涂料干燥性的影响并不是很大,而在温度较高的情况下,随着湿度的增加,水性木器涂料的干燥仍然会慢。
2.3 涂膜厚度
水性木器涂料的干燥速度与涂膜的厚度有正比的关系,与干燥时间不是一定的速率关系。在温度和湿度一定的情况下,涂膜越厚水性木器涂料的干燥速度就越慢,涂膜越薄干燥速度就越快,但是涂膜的厚度增加一倍,干燥速度并不是一倍的增加,而是倍数以上的增加。
2.4 气流
水性木器涂料的干燥性与空气中气流的流动性也有密切的关系。在温度、湿度和涂膜的厚薄一定的情况下,空气的气流流动越快,涂膜表面的相对运动就加快,水的挥发也相应加快,水性木器涂料的干燥速度就越快,反之,水性木器涂料的干燥速度就越慢。
3 水性木器涂料与溶剂型涂料的区别
水性木器涂料与溶剂型涂料从原材料制备、调漆、直到施工均有差异,主要体现以下方面。
3.1 涂料组成差异
表1 所示为溶剂型和水性木器涂料的主要组成差异。
3.2 性能的区别
水性木器涂料独特的配方体系决定了其有别于常规溶剂型涂料的性能表现。表2 所示为水性木器涂料与主要溶剂型木器涂料的性能比较结果。
注:以上的产品性能对比结果会随着产品的定位变化而变化。
4 水性木器涂料的性能
对于消费者,甚至很多涂料开发和施工人员,水性木器涂料都是较新的事物,如何分辨其性能的好坏就成了一个亟待解决的问题。表3 所示是一些辨别水性木器涂料的性能优劣的方法。
注:测试时均为常温干燥1 周以上的漆膜。
5 水性木器涂料的技术难点及状况
高固含、高透明度的水性木器底漆的研发更是水性技术遇到苛刻矛盾的性能指标,要达到理想的平衡点必须对原材料进行合理的挑选,同时,还要考虑体系的稳定性、低温成膜性等基本要求,以及生产工艺难易程度去一次次测试、筛选,才能真正满足配方设计的要求,有时,还要抛开成本高的因素,解放自己的配方设计思想,大胆去寻求最佳的配方设计构架。目前,极少数企业正陆续向市场推出可以涂刷于黑胡桃板材上透明度极佳且固含量高达45%以上的单组分水性木器底漆,该产品在打磨性能方面也比通常的产品好很多,并很好地解决了水性木器涂料丰满度差的问题。该产品在市场上的出现,得到用户特别是油漆工一定的好评,对水性木器涂料的发展起到很重要的环节,也可以说是水性木器涂料技术的一个飞跃的象征。
6 水性木器涂料应用技术知识
水性木器涂料应用技术知识见表4。
7 水性木器涂料常见问题及处理方案
水性木器涂料常见的涂膜病态及处理措施如表5。
8 结语
水性木器涂料是一种新型的环保产品,必须以全新的观念去理解,从配方组成,原材料的认识,成膜机理,性能表现以及问题处理等多个方面去实践、总结和提高。水性木器涂料的市场前景与人们的认识息息相关,水性木器涂料的知识和理念能否广泛传播,是否能够指导工程人员的研发和生产实践,是这一环保产品能否真正推广开来的关键。水性木器涂料高固含、高透明底漆新产品的出现,引起了人们对水性木器涂料的重视,一定程度上改变了人们对水性木器涂料一直来认为丰满度差的问题,改变了人们对水性木器涂料认识的不良观念。