水性木器漆的现状
2014/12/19
自20世纪60年代以来,世界各国日益重视挥发性有机化合物(VOC)对大气的污染,工业发达国家还成立了专门的管理机构,制定各种法规对涂装时的溶剂挥发量加以严格的限制。因此,各种环境友好型涂料应运而生。是作为涂料工业的重要组成部分的木器漆,同样也随之经历了一个重大的变革,水性木器涂料同时得到迅速的发展。
20世纪40年代,P.Schlack制备出了阳离子水性聚氨酯,标志着水性涂料的开端。
20世纪70年代,随着水性醇酸树脂、阴离子型水性聚氨酯的成功开发,水性丙烯酸-聚氨酯共混体系开始用于木质地板涂料。
1980年,水性丙烯酸-聚氨酯共混体系在瑞典、挪威、丹麦被迅速推广并商品化。
1987年,所有的欧洲国家开始使用水性透明地板漆,并首次开发出水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂。
1989年,水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂在欧洲商品化。
1992年至今,开发出新一代水性树脂;无助溶剂体系、非乳化剂体系(非皂化)、自交联树脂体系、双组分体系、水性UV固化树脂体系。
水性醇酸树脂的成膜机理与传统溶剂型醇酸树脂的相似,组分中的不饱和脂肪酸通过氧化固化成膜。由于水性醇酸树脂的自动氧化成膜,因此不需要成膜助剂,使得漆液中的挥发性有机化合物(VOC)趋近于零。随着水性树脂合成技术的不断提高,对醇酸树脂进行改性,以提高漆膜的物理化学性能。一般为自乳化型丙烯酸或聚氨酯改性。水性醇酸树脂具有良好的渗透性、流动性和丰满度,但其干性较差,保光性不好,因此如何提高其干性及保光性是今后水性醇酸树脂的研究方向。
与溶剂型丙烯酸树脂类似,水性丙烯酸树脂具有低成本、高硬度、良好的颜料分散性等优点。国内外对水性丙烯酸树脂的合成方法及涂膜耐化学品等性能提高的研究也在不断进行,目前已经有多种合成及改性方法。例如单相/多相(嵌段型)、自交联型、无皂聚合物型、水分散体型及含—OH的双组分丙烯酸类等。常温自交联水性丙烯酸树脂乳液具有良好的干燥速度及抗粘性。而核-壳结构丙烯酸乳在成膜性能方面也有很大的提高。
水性聚氨酯树脂具有良好的施工性,硬度及耐化学品性能等优点。目前市场上主要有阴离子型、阳离子型和非离子型三大类水性聚氨酯分散体,其中以阴离子型分散体居多。以水性聚氨酯树脂为主要成膜物质的涂料在多种性能上优于水性丙烯酸树脂,但其成本较高。往往两者按不同比例搭配使用以平衡涂膜的性能及成本,考虑到两者有限的相容性,可以采用水性丙烯酸分散体与水性聚氨酯分散体搭配。
近年来,研究人员综合了水性聚氨酯的耐磨性、耐化学品性和水性丙烯酸树脂的润湿性、颜料的分散性等特点,通过化学接枝改性的方法,制备出了水性聚氨酯-丙烯酸共聚树脂。在控制成本的同时,大大改善了涂膜的耐化学品、耐溶剂性及耐沾污性
双组分水性聚氨酯树脂与单组分水性木器漆相比,双组分水性木器漆具有更为优良的硬度、光泽、耐水性、耐化学品和耐候性等物理化学性能,。与溶剂型双组分聚氨酯涂料不同,水性异氰酸酯不仅与羟基反应,同时也与水发生反应,生成大量CO2气体,这些气体如果在成膜前不能及时排出,很容易造成涂膜起泡现象,同时水性异氰酸酯的价格也居高不下,因此双组分水性聚氨酯木器漆的应用受到了一定限制。
水性木器漆常用树脂:单组份丙烯酸(Acrylic),双组份丙烯酸(Acrylic),单组份醇酸(Alky),单组份聚氨酯分散体(PUD),单组份丙烯酸聚氨酯(PUA),双组份聚氨酯(OH-丙烯酸+NCO-),UV光固化乳液。
随着环保法规的进一步完善,以减轻地球负荷为目的,低VOC或零VOC排放的新型涂料成为研发的热点,水性木器涂料的研发更为引人注目。最近几年,我国关于水性木器涂料技术的研究非常活跃,技术水平提高也很快,但相对国外来说还有一定距离,主要因为国内水性木器涂料技术的应用范围还很有限,核心技术水性木器涂料用树脂在很大程度上还依赖进口。按照《中国涂料行业“十一五”科技创新发展纲要》的要求,“十一五”期间我国木器涂料的水性化要达到20%以上。2005年我国木器涂料产量约为60万吨,产值约为120亿元,但水性木器涂料所占比例不足10%,而同期欧洲70万吨以上的木器涂料中,水性木器涂料的比例高达80%以上,2006年我国水性木器涂料的比例仍不足10%。不过国外品牌的大量进人,对我国的水性木器涂料的发展起到了推动作用。据预测,未来5-8年,我国的水性木器漆的比例将占整个木器涂料的50%以上。2008年北京奥运会大量的场馆建设已经对环保提出很高的要求,为环保型水性涂料的大规模应用提供了很好机会。在我国建筑涂料已基本实现水性化,其VOC含量正逐渐符合有关的法规和标准,而对于木器涂料,只是对溶剂型涂料的VOC作了限量,该规定和国际标准还一定距离。相信针对水性木器涂料的国家标准及相应的环保法规的出台已为期不远了。在这样的大趋势下,国内开发具有自主知识产权水性木器涂料产品的技术发展趋势已悄然形成。
但是,由于水性木器涂料在关键技术方面的局限性,其漆膜在施工性、硬度、耐水性、光泽、丰满度、耐磨性等性能上目前与溶剂型涂料还有一定的差距。这也是今后水性木器漆工作者需要解决的问题。单组份木器漆施工较为方便,但是性能相当双组份稍微差一些,拜耳水性单组份聚氨酯2593-1,经典的单组份水性木器漆树脂,应用广泛,得到广大人民认可。拜耳较为经典的用在木器漆的羟基丙烯2470,做出来的木器漆面漆硬度,光泽和丰满度可以和油性的媲美
另外,推进水性木器涂料的快速发展,还需政府及人们共同创造一些条件。首先,应制定限制HAPs和VOC的相关法律法规,对溶剂型生产企业的VOC排放进行严格限制;其次要求人们全面提高对环境安全的保护意识;第三,加强水性木器漆的研发,尽快提高水性木器漆的各项性能,使其更为接近、达到或超越溶剂型的综合性能,并使其具有消费者能够接受的性价比。
我司主要经营拜耳水性聚氨酯、拜耳水性固化剂以及纽佩斯树脂等原材料。目前主推以下应用领域:水性可剥离涂料、水性哑光光油、水性纺织浆料、水性皮革涂饰、水性工业涂料、水性地坪(墙面)涂料、水性木器涂料、水性(弹性)塑料涂料、水性交通工具涂料等