水性木器封闭底漆的研究

□ 詹朝任,李 锋,任德忠,周炜健
(佛山市美涂士化工有限公司,广东佛山 528308)

0 前 言
水性木器涂料出现在市场已有多年,随着技术不断地创新,其综合性能突飞猛进,并逐步为市场所接受,特别是在2009年的过去一个季度,水性木器涂料的市场占有率明显比以往递增,这是很好的现状。但是,水性木器涂料本身还是存在很多在施工过程难于解决的问题,例如水溶性颜色板材与中密度纤维板制作实色涂装的色素渗出引起涂膜变色、板材含有植物油或单宁酸渗出导致涂膜附着力变差等等问题,制约了水性木器涂料的迅速发展及市场占有率的提升。因此, 研发一种多功能水性木器封闭底漆配套使用, 解决以上的问题是当前涂料行业研发的重点。下面是针对以上的技术问题, 浅谈水性木器封闭底漆的配方设计及应用。

1 配方设计
水性木器封闭底漆是一种以水为分散介质的特殊分散体系,由于其主要用于底材的封闭作用,故需要体系具备很好的渗透性。因此首要的是选择耐水性好、粒径细、特殊改性的水性树脂,并配以合理的助剂；再者,体系的黏度必须相对比较低,有利于涂料渗透进基材的毛细管,获得优异的封闭性。
1.1 水性树脂的选择
水性树脂是水性木器封闭底漆的重要组成部分,树脂固体分一般为15%～30％,是配方体系建立的灵魂。水性木器封闭底漆的封闭效果好坏直接与水性树脂有密切的关系,若水性树脂本身的性能差,用其他助剂添加于体系中,很难提高水性木器封闭底漆的封闭性能,只是很轻微的改善,根本达不到基本的性能要求。树脂的选择可以基于以下几个原则：①粒径越细越好,好是纳米级；②特殊改性;③耐水性要好；④适当的玻璃化温度。玻璃化温度太高,硬度高,打磨性好,但渗透性能相对较差；而玻璃化温度过低,渗透性优异,而涂膜干燥性差,涂膜容易发黏,容易粘灰尘,很容易造成施工方面的缺
陷,因此,玻璃化温度一般为10～15 ℃为佳。表1和表2分别体现了树脂类型和玻璃化温度的影响。
表1 用于木器封闭底漆水性树脂的性能比较结果

注：性能测试参照化工行业标准H G/T3828-2006《室内水性木器涂料》。

注：性能测试参照化工行业标准H G/T3828-2006《室内水性木器涂料》。
从表1明显看出,水性特殊改性纳米树脂的综合性能是优异的。从表2明显看出,水性特殊改性纳米树脂玻璃化温度为15 ℃的综合性能优异。
综上所述,以水性特殊改性纳米树脂的性价比方面是为理想的选择。
1.2 基材润湿剂的选择
通常来说,水性木器封闭底漆的固体含量设计得比较低,其余大多部分都是水,而水的表面张力大。因此,必须选择能很好降低体系表面张力的润湿剂来促进体系对基材的润湿性能。
理想的润湿剂应当包含以下几个方面：
(1) 有效降低体系的表面张力能力,改善其对基材的润湿性和渗透性。
(2) 尽可能低起泡性、不稳泡。
(3) 尽可能低的水敏感性。
(4) 不影响层间附着力。
表3是基材润湿剂主要种类、特点及应用。

1.3 消泡剂的选择
水性木器封闭底漆由于体系设计的黏度比较低,消泡剂的选择比一般的水性木器涂料体系还要难。因为消泡剂是受控相容的原理存在于体系中,也即是消泡剂与体系的相容性越差,消泡性越好；反之,消泡性就越差。那么体系的黏度越低,对消泡剂的稳定更差,很容易漂浮于体系的表面,造成施工过程中重涂出现跑油的现象。如图1所示。

因此,消泡剂必须选择分子级亲水型消泡剂为佳,这样的消泡剂与体系的相容性好,不容易析出,稳定好,不会造成涂膜的弊端。
1.4 其他助剂的选择
水性木器封闭底漆是水基的涂料,很容易在生产过程中受到细菌的污染而分解,运输及贮存过程中长期的防腐稳定性,而且又是用于木器涂料的基层,也容易给予木材残留水分,同时造成木材发生霉变的隐患,所以要添加0.15%～0.2％的防腐杀菌剂,从环保性的角度考虑,尽可能选择没有添加甲醛或对环境及人类危害较大的防腐杀菌剂类型。添加防腐杀菌剂的过程中要注意生产工艺的操作规程及与配方其他助剂的匹配。

2 配方实例(见表4)及生产工艺

生产工艺：先投入A料,在中低速搅拌中依次慢慢投入B至F料,在中低速中分散10～15 m i n,送检,合格后用200目的滤网过滤包装(E与F料预先混合均匀待用)。