李效玉:當(dāng)前水性木器涂料的應(yīng)用問題與對(duì)策
2009-5-14 來源:搜房網(wǎng)
關(guān)鍵詞:水性木器涂料 李效玉
先說水性木器漆用樹脂,就目前水性木器漆用樹脂分類來看,主流的不外乎是三種。樹脂合成的特點(diǎn)在于共聚物分子量可以很大,乳化劑可以很少,乳液結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì),LIPN。這樣的結(jié)果可以在漆膜上形成多項(xiàng)的聚合物。如果是對(duì)于聚合物的分子設(shè)計(jì)和粒子設(shè)計(jì)做得好的話,也可以的。
水性木器涂料成膜:聚合物乳膠成膜,是通過聚合物粒子逐漸堆積,然后粒子融合成膜,成膜助劑起到幫助成膜的作用,這個(gè)粒子堆積和成膜過程是一個(gè)緩慢的過程,一般分為以下三個(gè)過程:
一、充填過程:乳膠型涂料施工后,水分揮發(fā),微粒相互靠近,達(dá)到密集的充填狀態(tài),體系中的乳化劑及其他水溶性助劑留在微粒間隙的水中。
二、融合過程:水分繼續(xù)揮發(fā),高聚物微粒表面吸附的保護(hù)層破壞,裸露的微粒相互接觸。其間隙愈來愈小,至毛細(xì)管徑大小時(shí),毛細(xì)管壓力高于聚合物微粒的抗變形力,微粒變形,最后凝集、融合成連續(xù)的涂膜。
三、擴(kuò)散過程:殘留在水中的助劑逐漸向涂膜擴(kuò)散,并使高聚物分子長鏈相互擴(kuò)散,形成具有良好性能的均勻涂膜。涂料的成膜過程對(duì)最終形成涂膜的表觀狀態(tài)、性能等有決定性的影響。
這是一個(gè)示意圖,第一張圖是大量的水,第二張圖是粒子的球形堆積,第三張圖是粒子發(fā)生了形變,最后進(jìn)行融合。往往在聚合物體系中加上交聯(lián),因?yàn)榻宦?lián)以后可以提高介質(zhì)性,體現(xiàn)的交聯(lián)不是提高硬度的一部分。這個(gè)過程融合,如果說在這里設(shè)計(jì)了交聯(lián),什么時(shí)候發(fā)生交聯(lián)呢?是在三四天還是十幾天以后呢?交聯(lián)什么時(shí)候發(fā)生呢?如果從成膜的致密性來看,如果粒子發(fā)生了交聯(lián),粒子不能發(fā)生交聯(lián),粒子的就不能進(jìn)一步融合,那就比較容易形成致密的融合。所以交聯(lián)速度是有講究的,不能過快也不能過慢。有一部分是連續(xù)的,有一部分是不連續(xù)的。
這就有一個(gè)問題,從你的乳膠粒子成膜的速度和交聯(lián)的速度都不能太快來看,如果對(duì)工程和家裝這個(gè)問題可能不會(huì)突出,因?yàn)槟阍诩依镅b修完以后,你不至于去包裝它,就算住進(jìn)去人都沒有問題,成膜過程會(huì)逐漸的發(fā)生,但是家具的快速包裝就有問題,在漆膜沒有充分的形成對(duì)它進(jìn)行包裝,如果在重量或者高溫下,勢(shì)必對(duì)漆膜進(jìn)行破壞。如果采用快速固化、交聯(lián)、提高性能的話,這時(shí)候就會(huì)損失漆膜的致密性。
有些研究者采用沸點(diǎn)較低、快速揮發(fā)的成膜助劑,以提高聚合物膠乳成膜時(shí)的硬化時(shí)間,也會(huì)影響粒子的融合,所有這些拔苗助長的方法,均會(huì)或多或少的損失漆膜的某些性能,只是在性能和時(shí)間二者之間取一個(gè)平衡。
如果設(shè)想縮短這個(gè)過程,需要提高成膜溫度,提高鏈段運(yùn)動(dòng)的速度,加快粒子的融合成膜,形成比較致密的漆膜,這就要求有個(gè)高溫烘烤的過程,所以水性木器涂料有一個(gè)高溫烘烤車間對(duì)于提高漆膜性能十分重要。如果想快速成膜的話,就加烘烤,但是烘烤需要能力,分子的運(yùn)動(dòng)如果利用微波的技術(shù),我是從橡膠合成加工出身的,如果用微波的話幾分鐘就可以實(shí)現(xiàn),是否可以引進(jìn)微波技術(shù)對(duì)漆膜過程進(jìn)行規(guī)劃。這是提高乳膠粒子的成膜過程。當(dāng)然還可以實(shí)現(xiàn)光固化的交聯(lián),光固化的交聯(lián)可以把聚合物的分子量設(shè)置得非常低,快速包裝又可以實(shí)現(xiàn)了。20分鐘漆膜表干了以后,進(jìn)行光固化。
對(duì)于自交聯(lián)體系,或者雙組分交聯(lián)體系的水性木器涂料而言,所設(shè)計(jì)的交聯(lián)過程一定要和粒子融合的時(shí)間相一致,否則粒子內(nèi)或粒子間過早交聯(lián)也會(huì)影響粒子的融合過程。
(PPT)上面兩個(gè)圖是一個(gè)快速成膜過程和一個(gè)慢速成膜過程。這是把水擦掉以后漆膜成功,耐水、耐醇、快速固化會(huì)有一個(gè)痕跡。這是一個(gè)戶外漆,昨天在對(duì)東莞拍的照片,漆膜還是很好的,沒有發(fā)現(xiàn)任何的均裂、脫皮的現(xiàn)象。
水性木器涂料由于是以水作為分散介質(zhì),水的存在勢(shì)必在家俱和裝修的施工中帶來一些問題。如果沒有把封閉漆,直接水性底漆,表面發(fā)現(xiàn)溝壑。
對(duì)于人造纖維板的涂裝,我國是人造纖維板的生產(chǎn)大國,生產(chǎn)量是8848億立方米。由于人造板纖維經(jīng)過處理,遇水極易發(fā)生膨脹,形成纖維的突出,造成涂層表面缺陷,很難打磨平整,造成人造纖維板表面涂裝缺陷。人造纖維板用水性木器漆的時(shí)候也會(huì)遇到水的問題。
水性木器涂料對(duì)實(shí)木底材施工,會(huì)導(dǎo)致木材中的纖維木徑發(fā)漲,涂裝過程中經(jīng)多道涂裝打磨施工,短時(shí)間很難看出缺陷,但是時(shí)間稍長后,就會(huì)在涂層表面發(fā)現(xiàn)溝壑,這是個(gè)木材經(jīng)水膨脹以后又收縮的過程造成的。
這些涂裝過程中水對(duì)纖維素的膨脹,需要有適宜的封底涂料來解決,進(jìn)行封底。據(jù)我了解的信息,有些涂裝廠家用油性涂料封底來解決水性涂料中水對(duì)纖維素的膨脹問題,可見這個(gè)問題解決起來是比較困難的,不容易解決。我們是水漆,你把底漆用油漆,面漆用水漆。但是木材封閉底漆的溶劑往木材纖維內(nèi)滲透,被面漆封閉,會(huì)長期在木材內(nèi)部存留,造成木器家具、家裝等用戶的室內(nèi)環(huán)境污染,從環(huán)境污染角度看,這是極不可取的。
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(藍(lán)劍)