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中国木器涂料用合成树脂现状及发展趋势 |
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11/19/2009 8:54:00 AM
佳工机电网
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作者:杨向宏,阿克苏诺贝尔工业涂料中国区采购总监
能用于涂装木器的涂料应具备良好的装饰功能:有些人希望买到的品木制家具能看到清浙的木纹,此时的涂料必须具有极好的透明性,耐变色性和耐用性;某些人希望买到的木制家具涂膜表面光亮如镜;而家具表面光泽柔和,手感滑爽则是讲究生活品味的人的致爱。当然,木器涂料要适应环境要求,具有良好的保护功能:木材与钢铁、塑料等材料不同,它是多孔的纤维素物质,易吸潮,易被微生物侵蚀腐烂。同时木制品随着使用环境的不同,有着特殊的使用要求。对于经常接触油、盐、酱、醋等一类调味,也经常接触热水杯、烟头等物品的木桌面,其表面的涂膜耐温变、耐化学品的侵蚀会成为首先考虑的因素;又如椅子是经常要承受摩擦的,因而椅子表面的涂层必须具有一定的硬度和耐磨性。
树脂即成膜物质,对木器涂料的最终性能和作用起着决定性的作用。
近年来,随着对环境保护要求的提高,对水性树脂及光固化树脂的需求在迅速增长,但由溶剂性合成树脂制成的木器涂料以其优异的施工性能、突出的物理化学性能和综合性价比仍然占有相当重要的地位。
溶剂型合成树脂在木器涂料中的应用
目前主要木器涂料用树脂仍以溶剂型树脂为主,主要有硝酸纤维素树脂(硝基漆)和聚氨酯树脂(PU木器涂料)两大类。当然,传统的醇酸树脂涂料和不饱和聚酯树脂涂料仍有一定应用。
◆硝基漆
硝基漆多用于开放型涂饰,此是一种完全显露木材表面管孔的一种涂饰工艺。经开放型的表面涂饰,木材表面除手感比较滑爽外,可完全看不出表面已经经过涂料表面涂饰处理的涂层比较薄,又没有填孔的感觉:有一种用材的真实感。通常,开放型涂饰要求多次涂膜,漆膜外观重现性差,极易出现“个性化作品”,因此大受美国市场欢迎,这也是“美式涂装”的来由。
所谓硝基漆就是采用硝酸纤维素(硝化棉)作为主要成膜物质。根据腻子,底漆及面漆要求不同多采用1/2至1/8秒硝化棉,以前在中高档“美式涂装”中1/8秒硝化棉多用于面漆,现在,随着对漆膜性能要求的变化,加之新型增塑剂的引入,成本较低的1/4秒硝化棉占了总用量70%左右;而家装用硝基漆属于半开放型涂饰,由于多采用手工施工,5-6秒至1/2秒硝化棉用量较大。
没有人会单独用硝化棉制漆,因为漆膜光泽不高,附着力很差,并且不挥发分含量很低,很多技术要求无法满足。为了改进这方面的缺点,在制漆时会加入一些混容性好的树脂来①增加不挥发分含量,同时并不过多地提高漆的粘度;②增加漆膜附着力;③增加漆膜的丰满度及光泽度;④提高其它特殊要求的性能,如耐候性、耐水性、耐湿热性、柔韧性、耐热性和防延燃性等。
在硝基漆制备中,最常用且经济实惠的合成树脂就是由多元醇、多元酸与脂肪酸合成的醇酸树脂。如用不干性油(主要椰子油)改性的短油度醇酸树脂可以在很多方面有效地改善硝基漆附着力、柔韧性、耐候性、光泽、丰满度及保色性等。醇酸树脂油度的增加可使漆膜具有更好的光泽及柔韧性,但硬度及耐磨性则相应变差 ;干性油醇酸树脂(长油度)可以大大提高硝酸纤维素漆膜的附着力,较好的光泽及耐久性,其性能在很多方面甚至超过不干性油醇酸树脂,但氧化成膜后其漆膜耐溶剂性差,即易出现“咬底”现象。因此,除了确定只喷涂一次或在指定条件下(间隔很短即涂两层)涂装外,硝基漆(尤其是要求多层涂膜的美式涂装)中不会使用干性油醇酸树脂。
硝基漆中,也会使用松香改性马来酸酐树脂或松香改性醇酸树脂以提高腻子打磨性;加入某些乙烯类树脂(如氯乙烯62%,乙酸乙烯38%)可有效地提高漆膜延展性及柔韧性(在一定程度上起到增塑剂的作用),同时漆膜色泽浅并保色性好。为了提高硝基漆光泽,增加固含量及耐晒牢度,并可加入大量的廉价稀释剂,人们通常会加入少量脲醛缩合型树脂。
◆聚氨酯木器漆
聚氨酯漆又称聚氨基甲酸酯漆,近似嵌段共聚物。目前用作木家具涂料的聚氨酯树脂漆大多是由含异氰酸酯基的树脂与含羟基的聚醚、含羟基的油改性聚酯和含羟基的丙烯酸树脂等含活泼氢的高聚物树脂反应生成含氨酯键的聚氨酯树脂。
在木器涂料中,硝基漆装饰性好但保护性能差;而聚氨酯漆兼具装饰性和保护性,且漆膜外观重现性好,适用于批量生产的木器,如办公桌椅等。聚氨酯木器漆膜的硬度高,耐磨性特强,不仅具备良好的保护功能,且漆膜光亮及丰满度极佳,也可配制成雅致的亚光效果。同时具有优异的美观、装饰性能,因此聚氨酯木器漆多用于装饰性要求高的家具、钢琴等。它也被大量用作地板清漆等。
聚氨酯木器漆的漆膜有极强的粘附力,漆膜的柔韧性好,有的双组份聚氨酯漆的硬度和柔韧性可根据需要调节;漆膜具有较全面的耐酸、抗碱和耐一般化学品的腐蚀性。同时,它还可低温固化,即使在0℃以下,只要在催化剂的作用下也可固化,因而施工季节适应性强。聚氨酯木器漆耐低温性突出,漆膜即使在零下40℃左右的使用环境中也不会开裂、剥落。
目前在施工作业时常采用以能否显露木材表面美丽花纹的管孔为主要区别的封闭型涂饰、开放型涂饰和半开放型涂饰的三种表现手法。
封闭型涂饰是一种将木材管孔深深地掩埋在透明涂膜层里为主要特征的一种涂饰工艺。该涂饰物件的表面为厚厚的透明树脂层所覆盖。实际上,在木材表面要获得高光的涂膜表面光泽,没有足够厚度的涂膜层是难以获得的。这类涂饰多使用含固量高、密封性好的聚氨酯透明树脂漆、PU高光透明树脂面漆,并且底层都对木孔作过填孔处理。经封闭型涂饰的家具表面通常涂膜呈现丰满、肉实的效果。
用于木器的聚氨酯木器漆主要有:
◇油改性聚氨酯酯木器漆
又称聚酯油或氨酯醇酸。它是类似于醇酸树脂的二异氰酸酯改性醇酸树脂,它较醇酸树脂干燥快、硬度高、耐磨性好、抗水、抗弱碱性耐性强。
油改性聚氨酯酯木器漆多用于床、柜、课桌等普通木制品表面涂饰。
◇潮气固化型聚氨酯木器漆潮
简称潮固型聚氨酯漆,引用了聚氨酯分子结构中的异氰酸酯基团很容易与水反应生成脲键而固化成膜的原理设计出的聚氨酯木器漆。潮气固化型聚氨酯木器漆多用于体育场馆和室内装潢的地板漆。
◇催化固化型聚氨酯木器漆
它类似于潮固型聚氨酯漆,是以三级胺类(三乙胺,三乙醇胺等)、金属盐(氯化亚锡等)或环烷酸盐(萘酸钴等)作固化催化剂即另一组份B。
催化固化型聚氨酯木器漆成膜快,又没有潮固型聚氨酯树脂在固化时受空气中温度和涂层厚度的影响,因此在正常情况下催化固化型聚氨酯漆产生涂膜气泡、针孔的弊病较少,所以应用也较泛。
◇羟基固化聚氨酯木器漆
它是聚氨酯木器漆中性能好、适用范围广,可室温固化的节能型涂料。羟基固化聚氨酯木器漆由含羟基树脂和含异氰酸酯基树脂两部分组成。
含羟基树脂
含羟基丙烯酸树脂由羟基含量在2%-4%的丙烯酸树脂与含异氰酸酯基的氨基甲酸酯树脂结合而成。可在室温下快速固化。目前木器涂饰领域中正在风行的PU聚酯漆就属于这类;用于双组分聚氨酯树脂木器漆中的醇酸树脂多采用羟基含量在2-4%的短油度蓖麻油醇酸树脂、甲苯二异氰酸酯(TDI)、三羟甲基丙烷加成物配制而成的双组分聚氨酯:漆膜具有极高的硬度和耐热性,是生产高级家具、乐器很好的木器涂料;曾有人使用含羟基聚酯生产木器漆,但由于需较多的强溶剂如环己酮稀释,成本高,所以这类树脂目前在木器漆中较少采用。
多异氰酸酯树脂
多异氰酸酯基树脂含异氰酸酯基团,在双组分聚氨酯漆中与羟基树脂有良好互溶性。主要有三种类型:
加成物型,目前PU聚酯漆的硬化剂大多属于这种类型的加成物,它与含羟基树脂配合而构成高性能的聚氨酯涂料膜;
预聚物型,这类含异氰酸酯基团的预聚物与含羟基树脂按一定比例配合使用;
三聚体型,它是由二异氰树脂单体在催化剂作用下缩聚而成。具有干燥快、硬度高、不易泛黄、耐候性好的特点,但它与含羟基树脂配合使用时的可使用时间短,并且必须用酯类、酮类等强溶剂,不能用烃类和苯类溶剂稀释。
由于TDI苯环上的两个氨酯键的活性,相差6-8倍。利用这个特点,占用一个氨酯键和TMP反应来做固化剂,大分子,毒性小很多,然后在双组份聚氨酯木器漆(2KPU),系统里,另外一个氨酯键可以和另外一个组分的羟基丙烯酸,醇酸树脂,羟基聚酯(聚酯多元醇)反应以成膜。
著名的685双组分聚氨酯透明树脂漆就是用松香改性的短油度蓖麻油醇酸树脂为乙组分和以其与甲苯二异氰酸酯(TDI)的预聚为甲组分组成。使用时甲、乙二组分按规定的比例调配而成。
◆不饱和聚酯漆
不饱和聚酯树脂是由不饱和的二元酸(如马来酸酐)和二元醇(如丙二醇,二甘醇)经缩聚而成的线性聚酯树脂,用乙烯基单体(如苯乙烯)作活性稀释剂,形成一个以自由基聚合交联而成的不溶不熔的涂膜。其中活性单体在此体系中起着稀释剂和成膜组成物的作用,因此又称不饱和聚酯漆为无溶剂漆。此漆膜硬度高,光泽高,耐热性好,抗化学药品性强,特别适合餐厅家具的表面涂饰,由于体系中采用钴盐促进剂和过氧化物引发剂,漆膜色较深。使用不饱和聚酯漆作面漆时,不能与水性腻子,虫胶漆配套使用,否则易因附着力差产生脱皮现象。
◆醇酸树脂漆
用干性油改性的醇酸树脂能自干,所制成的漆即为醇酸树脂漆。用于木器表面涂饰的醇酸树脂漆有透明清漆和磁漆两类。即将长油醇酸树脂溶于200号溶剂汽油中,加入适量催干剂可制成清漆;再加入颜料和填料,色漆(磁漆)即制成了。
醇酸树脂漆以价格低廉,各项性能平均被广泛用于低档木器制品上。
此外,酸固化(如对甲苯磺酸)氨基醇酸树脂漆,丙烯酸木器清漆及热塑型丙烯酸树脂改性的硝基漆即家装硝基漆在市场上都有一定应用。
中国木器涂料用溶剂型合成树脂目前现状
在中国,几乎所有的树脂厂都生产木器涂料用溶剂型合成树脂,大部分形成规模的木器涂料生产厂都自制溶剂型合成树脂。但很少国内企业真正理解木器涂料用溶剂型合成树脂的要求。
◆木器涂装困难的原因
与金属,塑胶等其它材质不同,木器涂装困难的原因主要有四点:
◇木材的多孔性
木材表面的孔隙度平均约占表面积的30%-80%。所以涂料对木材的润湿性和附着力是木器涂装的一大难题。
◇木材的含水率
木材是亲水膨缩性的,我国对木材标准含水率一般定为12%-18%,日本为15%而欧,美标准含水率为12%。木材是多孔性吸湿材料,含水率过高过低会直接造成涂膜开裂,脱落,如涂双组分聚氨酯涂料或PU聚酯时,由于木材含水率高而在涂饰过程中产生大量气泡是常见的涂膜缺陷,所以,保持涂膜持久稳定性是木器涂装的又一大难题。
◇木材内部构造上差异大
木材是一种多糖类的多孔性纤维组织,由于生长的地域和气候不同,造成其内部构造上差异大,如杉木之类的针叶树与柚木之类的阔叶树内部结构就大不相同。
本人认为,目前中国合成树脂领域下列方面有待改进:
◆品质的稳定性
国内不少树脂厂完全能生产出一流的醇酸及丙烯酸树脂,但品质的稳定性一直令人不放心。
◇生产过程控制有待改进
采用电脑控制反应过程在国内树脂厂仍属新鲜事物,员工操作不规范不认真会影响产品品质。如多元醇加量不足,季戊四醇受潮等原因可导致醇解不透明;每次投料时少加几袋季戊四醇或多加几袋苯酐都会导致粘度上升快,酸值降不下来,我们曾发现某著名树脂厂计量称严重不准,造成实际上未按配方加正确的原料量;在酯化反应中没很好控制冷却水或加入的植物油,甘油含水量过高都会造成冲料。树脂聚合过程中温度的控制致关重要,在人工操控的情况下怎样有效地控制好反应温度应引起各厂家足够重视。“美式涂装”多采用异丙醇湿润的硝化棉,所要求配套的椰子油醇酸树脂色度要浅,粘度适中。曾经一国际大公司同一配方和原料放在其中国的两间不同工厂制造,一间品质合格而另一间至今还不行。原因可能出自聚合过程。
◇对采购的原料把关不严
把关不严是导致品质稳定性不佳的原因之一,以椰子油醇酸树脂为例:主要原料有苯酐,季戊四醇,椰子油及二甲苯。不同厂家生产的苯酐和季戊四醇品质有差异,椰子油品质直接影响到产品色度,而树脂中采用溶剂型二甲苯还是混合异构二甲苯会影响到树脂与硝化棉的相脂溶性;豆油杂质含量过多也会造成醇解不透明。此外,豆油的碘值对树脂品质也有影响。
◇国内仍有不少木器涂料厂同时自己生产树脂,好处当然是可以为自己产品“量身订制”,但由于缺乏规模,生产的树脂成本和品质稳定性均得不到保证。自己生产的树脂 “内供”时矛盾突出: 服务不到位,品质不稳定,出了质量事故不愿承担责任,内部结算成本高且无处 “讲理”。若不是管理层“硬压”,有几家愿意用自己 “兄弟”厂生产的树脂?
◇很少国内企业真正理解木器涂料用溶剂型合成树脂的要求。产品同质化严重,多为一窝蜂模仿,其后果是血拼价格。如可用于生产醇酸树脂的多元醇,多元酸及脂肪酸有多种,但国内合成树脂领域用来用去就那么几种 :椰子油,蓖麻油,豆油,季戊四醇,三羟甲基丙烷,苯酐。国内企业往往专注于生产,销售。极少有专门团队研究市场,竞争对手,尤其是下游应用。多数专业树脂厂对下游客户具体应用状况基本上一无所知。笔者尚未在国内任何一家专业树脂企业看到完善的产品应用实验室(三木除外)。
◇一味模仿,追求低成本造成树脂品质差且不稳定,国内不少树脂厂采用价格较低的椰子油酸,豆油酸而不是椰子油,豆油来生产醇酸树脂;使用价格更低的溶剂级二甲苯甚至非标混合二甲苯而不是混合异构二甲苯,这样生产出的树脂虽然成本低,但品质令人满意吗?
◇我国聚氨酯木器漆虽然发展到了相当规模,但优质异氰酸酯固化剂仍大量依赖进口,不少国产固化剂中游离甲苯二异氰酸酯(TDI)含量仍不能令人放心。
◆树脂厂缺乏专业服务团队与客户沟通
木器漆中不仅仅含树脂,还有颜/填料,溶剂及相应助剂等,客户生产线涂装工艺也是与涂料配方相匹配的,若要考虑树脂的替代,希望找到的树脂“一模一样”,否则会造成动一发触全身,这一点在硝基漆中尤为突出。
◆国内树脂公司的通用弊病还有重近利而忘远规
本人和很多树脂厂打交道,都不愿意进行远期规划和投资,几个月没有下单基本上就找不到联系的窗口了。
国内不少树脂公司是个人投资或者家族企业,某些虽具有一定远景规划,但重权力忘人才。多半树脂厂员工都是看老板的方向或者喜好工作,而没有进行制度化,有思想作为的员工想全面施展才能可能有难度。
◆国内企业应利用其无可比拟的优势
由于不同客户对涂料制造商所提供的木器涂料在施工及性能方面要求不同,往往标准产品无法使用满足要求,国内企业可以在很短时间内“微调”。而对国外企业来讲,这几乎是不可能完成的任务,尤其在短时期内。即使他们愿为你“订制”,也要求客户有量的承诺,并且所需时间不短。这是国际大公司在中国“不断丢业务”的原因之一。这一点是国内企业,尤其是小企业赖以生存的法宝。但国内企业在“度身订做”,新产品研发及“贴近客户”方面有待改进。
本人不认为涂料厂自己生产树脂是一件好事,向专业树脂厂购买会得到品质更有保证的树脂。追求售价低廉是造不出性能优异且稳定的树脂,国内厂商应摆脱对别人产品的一味模仿,真正了解客户的需求和应用特点,只有同客户一道才能开发出适应市场的产品。
中国木器涂料用合成树脂发展方向
溶剂型木器涂料含有机溶剂高达50%。这些溶剂最终都将挥发到大气中,造成严重污染。此外,涂料中还存在合成树脂残留有害化合物的污染、使用重金属颜料造成的污染以及有害助剂的污染等。这些污染给生态环境造成破坏,给人身健康造成威胁。
中国政府于2001年底发布实施强制性国家标准GB 18581《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》,正在报批过程中的GB18581-2008《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》,对溶剂型木器涂料中有害物质含量明确提出了进一步限制。该标准的实施真正引起了涂料行业对挥发性有机化合物(VOC)危害的重视,降低VOC已成为行业技术创新关注的重点和发展趋势;同时,各厂家重视原料质量和成品质量控制,如芳烃溶剂中苯含量控制,以毒性更低的溶剂代替芳烃溶剂 ;在木器涂料中采用新型环保增塑剂也列入了议事日程。2001年时大部分中小企业的固化剂游离甲苯二异氰酸酯(TDI)含量达不到限量要求,平均为3%~4%,然而目前绝大部分均能达到标准限量要求。
该标准的实施引领了涂料行业环保发展方向,该标准还带动了粉末涂料、无苯、无溶剂涂料、水性涂料、高固体涂料等低污染涂料的发展。
最有可能被用于取代溶剂型木器涂料的是水性木器涂料和紫外光固化水性木器涂料。
◆水性木器涂料
一般会选用粒径小,玻璃化温度适中的丙烯酸乳液作为封底漆树脂 ;用作面漆的树脂多为水性醇酸树脂,水性聚氨酯分散体(PUD),丙烯酸改性水性聚氨酯(PUA)和水性丙烯酸乳液四大类。
◇水性醇酸树脂
组分中的不饱和脂肪酸通过氧化固化成膜,涂膜中的挥发性有机化合物(VOC)趋近于零。用自乳化型丙烯酸或聚氨酯对醇酸树脂进行改性,可提高漆膜的物理化学性能。
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。对于本身相对分子质量相对较低的水性醇酸树脂,需要通过氧化交联干燥后方可获得较好的机械性能。但传统的催干剂在水性体系中受到诸多因素的影响而会丧失部分活性,从而影响了水性醇酸树脂的干燥速度和交联密度。此外,其分子链段中的酯基在碱性条件下易发生水解,影响了树脂的贮存稳定性。因此如何提高其干性及保光性是水性醇酸树脂有待改进的地方:许多大公司正在开发新型络合催干剂(如钴盐和钾盐的络合物)来改善干性差的问题;通过引入耐水解的合成原料(如用间苯代替邻苯,长碳链多元醇代替短碳链多元醇)和控制中和度可望解决醇酸树脂易水解的问题。同时通过加入丙烯酸乳液或水性聚氨酯树脂可望提高醇酸树脂的保光性等。目前水性醇酸树脂主要被用来生产水性木器实色漆。
◇丙烯酸乳液
与水性醇酸树脂相比,丙烯酸乳液具有快干、保光保色性好等特点,但传统的丙烯酸乳液成膜后耐水性、抗回粘性及柔韧性较差,不适于水性木器漆的制备。目前,丙烯酸乳液聚合技术已经由传统的均相聚合发展为无皂聚合、核壳(多相嵌段)聚合以及自交联等改性技术。如采用多步聚合法制备常温自交联丙烯酸乳液可大幅改善漆膜理化性质(涂膜硬度、耐水性等),同时具有良好的低温柔韧性和抗热回粘性。丙烯酸乳液目前一般被用于生产水性底漆及中低端木器面漆。
随着水分散多异氰酸酯固化剂的问世,许多公司相继开发生产了含羟基丙烯酸酯乳液,和水性聚氨酯固化剂配合使用,可使涂膜的耐溶剂性得以很大提高。
◇水性聚氨酯分散体(PUD)
独特的微观两相结构(硬链段和软链段)使其具备优异的低温成膜性,流平性好,丰满度高,耐磨,耐化学性及硬度高,特别适于配制如家具漆和地板漆等高档面漆 ;水性聚氨酯树脂还具有良好的施工性,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。所有PUD都含有一定量羧基,这些羧基成盐后可以避免树脂絮凝。市场上一般将不含羟基并直接使用的PUD称为单组分水性聚氨酯树脂,也被称为1KPUD;含羟基的PUD称为双组分水性聚氨酯树脂,它一般要用适量水性异氰酸酯作固化剂——又被称为2KPUD。与1KPUD相比,2KPUD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。由于水性异氰酸酯价格昂贵,国内不少厂家改用价格低廉的氮丙啶作固化剂。
在使用水性双组分聚氨酯时应注意下面问题:
A. 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。
B. 水性双组分聚氨酯的适用期较短,另外加入固化剂后粘度的增长若与适用期不相适应时会影响涂膜流平性、光泽、耐久性等理化性能。
C. 体系中存在着多重反应 :如异氰酸酯与多元醇的反应,氨基甲酸酯和脲与异氰酸酯的反应,以及异氰酸酯与水的反应 ;还存在着异氰酸酯与羧基的反应,该反应更慢于和水的反应。在这些反应中取得平衡不易。
D. 将双组分涂料混合后放置一段时间再施工,涂膜的抗流挂性变强,形成针孔的极限厚度变小;闪蒸时间越长,流平性越好,形成针孔的极限厚度也越大,但漆膜硬度、耐溶剂性、耐化学性稍有降低 ;另外温度高,湿度低也有利于水分的挥发,湿度降低会提高涂膜形成针孔的极限厚度和抗流挂性。
如何解决这些问题将是水性双组分聚氨酯发展的关键。
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。市场上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。
◇丙烯酸改性水性聚氨酯(PUA)
它是通过核-壳等聚合方法将丙烯酸和聚氨酯聚合在一起的新型水性树脂,它综合了双方的优点 :如聚氨酯优异的硬度、耐磨性、柔韧性、附着力和突出的低温性能以及丙烯酸树脂优异的耐候性、耐化学品性和对颜料的润湿性。如在相同硬度下,PUA柔韧性和机械加工性大大高于PUD。而成本低于PUD。丙烯酸改性水性聚氨酯可用于中高档木器面漆,随着改性技术的日益成熟,PUA的应用将越来越广泛。
此外,自乳化的光固化丙烯酸聚氨酯树脂的开发成功使得水性光固化树脂得以更高性价比,更环保而被用于水性木器涂料的制造。其它用于木器涂料的水性树脂还有水性环氧乳液,水性硝化棉等。这些树脂不仅提高了木器涂料的某些性能,还拓宽了水性木器漆在木材领域的应用范围。
然而,水性木器涂料某些不够完美的性能如施工方式与油性木器涂料不同;慢干——在规定时间里涂膜干不透,施工过程中对温度、湿度较敏感;漆膜硬度等理化性能不够理想及成本高有待人们去完善。如果分析产品的生命周期并结合近年各类产品的发展速度,我们会发现硝基漆正处于成熟期,而酸固化木器涂料己处于衰退期;但水性木器涂料正处于初始期。
我们认为溶剂型木器涂料被水性木器涂料成功取代有赖于下列方面:
◇大胆采用新材料和新技术改进干燥速度、耐性及抗热粘性,合成可商品化并价格适中的水性树脂。
◇配合UV固化等新施工工艺,克服水性木器涂料性能的不足,使性能达到同类溶剂型木器涂料的水平。
◇配套开发水性木器涂料简便施工工艺和配套设备结合更有效的交联固化体系,对其推广应用将起到重要作用。
◇相关技术标准制定,鼓励政策的实施,对促进水性木器涂料发展也将起重要作用。
◆紫外光固化(UV)木器涂料
紫外光固化(UV)水性木器涂料每年正以9-12%速度增长,在产品的生命周期中,我们发现紫外光固化(UV)水性木器涂料正处于快速增长期。
常规涂料的固化成膜不是采用自然干燥就是加热固化,而UV固化则采用紫外线照射引发产生自由基聚合的固化成膜方式。紫外光固化(UV)水性木器涂料优点是:固化时间短;基本无公害,它不用活性有机稀释剂,VOC可趋向零;漆膜性能优良。
缺点:不适于复杂形状部件的涂装,紫外线照射不到的地方不会干燥成膜;涂膜饱和度有待提高;成本不低。
目前,紫外光固化(UV)水性木器涂料主要被应用在平板家具、地板涂饰上。
在相当时期内,溶剂型木器涂料仍会在市场上占主流地位。其实,环境友好型木器涂料也可通过对溶剂型木器涂料“改造”得到。
可研究采用纯天然的溶剂如乙醇替代常用的甲苯,二甲苯等芳烃溶剂;开发“绿色”溶剂如酯类及脱芳烃溶剂以制造无苯木器涂料;开发“绿色”增塑剂替代常用的邻苯二甲酸酯类增塑剂,如DOP和DINP等;在上述基础上开发高固含木器涂料,以降低VOC。
虽然溶剂型木器涂料被环境友好型产品如水性木器涂料和紫外光固化木器涂料取代是工业和社会发展的必然趋势。但在被取代的过程中,各个环节正面临很大的挑战,产品、推广、施工和成本的控制等 ;政府法规和政策的引导也致关重要。我们坚信在不久的将来,环境友好型产品木器涂料一定会在市场上占主导地位,甚至完全取代目前的溶剂型木器涂料,当然,所使用的树脂也将不会再含有对环境有害的有机溶剂和相关物质。
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于12/25/2010 4:10:00 PM评论说:
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