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水性木器漆涂裝應用匯總

2019.01.14

    木器涂料是指應用在木質品上的涂料,主要起到保護木材和增加木制品美觀的作用。木材是一種多糖類的多孔性纖維組織,由于生長的地域和氣候不同,造成其內部構造上差異大,而且具有親水膨縮性。我國對木材標準含水率一般定為12%~18%,日本為15%,而歐、美標準含水率為12%。木材是多孔性吸濕材料,含水率過高或過低都會直接造成涂膜的開裂、脫落、發白以及長時間不干等問題。

    如何保持涂膜持久穩定性是木器涂料及木制品涂裝的一大難題。傳統的木器涂料主要以溶劑型為主。溶劑型涂料含有大量的揮發性有機化合物(VOC),且污染環境、損害油漆工健康、易燃易爆、浪費石油資源,對資源和人類生存環境都是一種危害。隨著社會的進步及石油化工技術的發展,涂料類型逐漸向綠色環保型轉變,一些新型涂料逐漸被開發出來并得到了木質家具企業的青睞。尤其是水性木器漆,其用水稀釋、無游離TDI、安全不燃燒,在綠色環保性能上具有絕對優勢而備受關注。但是水性木器漆的施工性(例如干燥速度)和物理化學性能(如硬度,耐水、耐乙醇以及耐日用化學品性)相對溶劑型較差也限制了其在工廠化涂裝中的應用。所以,水性木器漆如何選擇自己合適的涂裝領域以及涂裝工藝,對水性木器漆的持續發展具有非常重要的意義。筆者根據近幾年的市場需求和實際應用案例,對水性木器涂料如何可以更好地在工業涂裝中的應用進行了簡單總結,希望可以對水性木器涂料更好的發展和合理的應用起到一定的促進作用。

水性木器漆噴涂

 水性木器漆適用領域

    水性木器漆的主要成膜物質是水性樹脂,木器涂料常用的樹脂類型按化學結構分類主要有丙烯酸、聚氨酯、丙烯酸-聚氨酯以及水性醇酸等幾大類。而且水性木器漆的成膜是一個非均相、非分子級的不可逆過程,經歷了乳膠粒子的堆積、壓縮和融合階段。為了形成高質量的涂膜,往往需要借助于成膜助劑,致密性相對較差。而且水性木器漆的成膜物親水性大,所以涂膜就在耐水性、耐化學品等性能上要相對溶劑型涂料差[1]。上述類型的水性木器涂料主要以單組分為主,為了解決上述單組分水性木器涂料的缺陷,水性雙組分木器涂料和水性UV涂料最近幾年也發展迅速并得到了廣泛的應用。水性木器涂料的優點是施工簡單、氣味小、附著力好、流平性佳,缺點是干燥速度相對較慢、硬度和耐化學品性能一般。所以水性木器涂料可應用在不要求高硬度、不經常接觸強腐蝕的溶劑的木質品涂裝上。在工業涂裝方面滿足上述特點的木制品主要有兒童玩具、套房家具、木質餐椅、木質窗框、室內木門以及木質地板等。

水性木器漆樣板

 涂裝效果及涂裝工藝設計

    木制品素材種類繁多,從木紋上分,有深導管的(例如水曲柳、橡木等)和淺導管的(如樺木、紅櫻桃等);從軟硬程度上分,有軟木(例如紅松、梧桐木、椴木等)和硬木(如老榆木、花梨木、柞木等);從木制品構成上分有密度板、密度板貼皮、實木復合以及純實木等。水性木器涂料在工廠化涂裝應用中需要根據木制品素材的種類和所涂裝的木制品用途來選擇合適的涂裝效果和涂裝工藝。

木質兒童玩具

    我國是全球玩具制造大國,約70%的國際玩具市場銷售量由中國提供。木質兒童玩具多以亮麗的色彩和充滿想象力的形狀來吸引消費者,所以素材需要很好的機械加工性;常用的素材以密度板居多,也有部分櫸木、松木等實木產品。密度板價格便宜,機械加工性好,沒有天然木材的紋理,最適合的涂裝效果就是實色漆,一般采用兩底一面的工藝;在櫸木、松木上一般涂裝清底漆、清面漆或透明色漆達到顯露木材自然木紋效果。涂裝方式可以采用涂裝、刷涂、輥涂以及浸涂等方法。需要注意的是,密度板里面有很多黏合劑,并且所用原材料比較雜亂,水性底漆的施工至關重要。在涂裝時,需要選擇具有封閉單寧酸、油脂性能的水性底漆,防止涂膜變色。木質兒童玩具從成品涂膜性能上來說要求不高,需要嚴格控制的主要是涂膜里的有害物質含量,包括重金屬、多環芳烴、乙二醇醚及其酯類、苯系物和游離甲醛等。玩具的涂膜氣味要??;在耐化學品性能上,只需要能滿足一定的耐水、酒精等日用化學品和耐咖啡、綠茶等飲品即可;木質兒童玩具對涂膜硬度也不需要很高的要求,反而需要更好的柔韌性,抗開裂和溫變;涂料對木材附著力要好,玩具的邊角處不能掉漆;因為很多都是集裝箱出口產品,所以還需要具有好的高溫抗回黏性能。在多年的實際應用中,水性木器涂料對兒童玩具的以上性能要求都可以很好地滿足。

餐桌椅

 木質餐椅

    從實際應用上來看,餐椅主要是在室內供人吃飯、休閑時倚靠和乘坐的器具。在搬動或挪動位置過程中會出現磕碰,以及使用時會出現咖啡或茶灑在上面的問題,所以木質餐椅成品對涂膜要求有好的附著力,優異的耐茶、耐咖啡、耐紅酒以及耐可樂沾污性能,良好的抗粘連性能。木質餐椅生產廠家的日產量較大,一般中等規模的餐椅生產廠家日產1 000把以上,要求生產廠家具有高的生產效率,因此木質餐椅生產廠家大多采用流水線涂裝作業。流水線都有加熱烘干系統,所以,水性木器涂料干燥慢的缺陷可以得到彌補。木質餐椅用的木材多為櫸木、柞木、水曲柳、楓木等實木,采用的涂裝效果以開放式和半開放式為主,又可以分清漆和實色漆,清漆可以做本色(不做任何顏色效果)涂裝效果,也可以做透明色涂裝效果,透明色效果一般采用底著色工藝上色;實色一般黑色和白色偏多。典型的涂裝工藝大致如下:采用兩底一面或兩底兩面,每遍噴涂1~2槍,每遍涂膜噴涂后先在常溫下干燥10 min左右,涂膜表干后進入烘烤系統進行強制烘干(一般溫度控制在30~40 ℃)1 h左右,出來冷卻10 min后打磨除塵,然后進入下一道工序。經過涂裝后的木質餐椅涂膜手感光滑細膩,清漆透明度好、木紋清晰、色彩自然,實色漆遮蓋力強,不掉色。

木門水性漆噴涂

室內木門

    室內裝修最具表現力因素的裝飾木門的選擇和搭配是整個家居裝飾裝修過程的“畫龍點睛”之筆,木質門也越來越受裝修業主的青睞。室內木質門在涂膜性能上一般要求氣味盡量小,有好的柔韌性和附著力,涂膜手感要佳,具有一定的耐水擦拭性能;一般對耐溶劑性要求不會特別高,硬度適中即可;在工廠化涂裝時都是批量生產,噴涂時,先噴涂門的一個平面,待大致5~10 min后噴涂另外一個平面,然后懸掛晾干,所以要求所用的涂料要流平好、干燥快、抗流掛。室內木門的材質種類繁雜,水性木器涂料在室內木門涂裝應用中,根據素材種類合理選擇涂裝工藝尤為重要。①像水曲柳、橡木等木紋較深的木材,一般采用全開放涂裝效果,因為水性木器涂料的固體含量相對較低,豐滿度相對較差。如果采用全封閉涂裝效果,噴涂遍數會需要PU(聚氨基甲酸酯)涂料的兩倍甚至以上才能達到滿意的涂膜豐滿度,而且水性涂料本身干燥速度較PU涂料慢很多,這樣工廠生產1套門的時間需要7 d甚至更長時間,大大降低了工廠生產效率。采用開放效果,典型涂裝工藝大致為兩底一面,每遍只需要噴涂2~3槍即可,大大縮短了干燥速度,提高了生產效率。②像紅櫻桃、楓木等木紋較淺的木材,才可以采用全封閉的效果,典型工藝大致為三底一面,每遍需要噴涂4~5槍;素材如果是密度板,可以采用實色全封閉涂裝效果,因為實色漆的施工固體含量比清漆要高,采用三底一面的涂裝工藝,可以達到比較好的涂膜效果。

木質套房家具

木質套房家具

    木質套房家具主要指衣櫥柜、床及床頭柜等,尤其現在的兒童套房家具,水性木器涂料的應用占有很大的比例。套房家具與我們直接接觸的時間最長,其氣味的大小和有害物質含量多少直接影響著我們的生活和健康。溶劑型涂料雖然在性能上更優于水性木器涂料,但是隨著人們對健康的關注,綠色環保的水性木器涂料得到了快速發展。在涂膜性能上,套房家具要求好的附著力、一定的耐水擦拭性、好的耐沖擊性能、細膩的手感和較好的透明性;從工廠涂裝方面來講,所用涂料需要具有好的流平性、抗流掛性和快的干燥速度,現在的水性木器涂料也完全能滿足以上要求。木質套房家具的素材也跟室內木門一樣種類繁多:像水曲柳、橡木等木紋較深的木材,一般采用全開放涂裝效果,典型工藝為兩底一面;像紅櫻桃、楓木等木紋較淺的木材,則可以采用全封閉的效果,典型工藝大致為三底一面;素材如果是密度板,可以采用實色全封閉涂裝效果。

木地板

木質地板

    隨著人們生活水平的提高,以前冷冰冰的瓷磚現在越來越多地被木質地板代替來裝飾地面甚至護墻板。尤其是臥室、書房和客廳的地面,更多的人喜歡用木質地板來鋪設。木質地板腳感舒適,特別適合老人和小孩居住,對人體很適宜,特別能讓人感覺到自然溫馨的家居環境。地板對涂膜性能最主要的要求是耐磨性和耐劃傷性,其次是耐日用化學品性。從性能上考慮,一般的單組分水性木器涂料較難滿足要求,尤其是水性丙烯酸體系,耐磨性較難達標。在耐磨性具有一定優勢的是水性PUD樹脂,其耐磨性甚至比溶劑型PU涂料都要好,但是在豐滿度和耐水性上稍有欠缺。所以,木質地板用水性木器涂料體系一般選用的是水性雙組分體系或水性UV體系,這里所說的水性雙組分體系是指與多異氰酸酯來反應的產品,通過含有—OH的水性樹脂甲組分與含有多異氰酸酯聚合物水可分散體的乙組分混合后發生交聯反應而生成致密的涂膜,屬于交聯反應型產品。該類水性木器涂料也是性能最接近于溶劑型涂料性能的一類產品,其耐磨性比溶劑型PU要好;而UV固化水性木器涂料與傳統型UV固化涂料性比都可以說優勢明顯,突出優點是VOC可以趨向為零,不用活性稀釋劑,黏度調節容易,不僅減少活性稀釋劑臭味和對人體的刺激性,而且可以獲得高硬度兼柔韌性的涂膜,其硬度相對傳統UV涂料稍差,但耐磨性、抗劃傷性、抗化學品性和杯突實驗結果可以做到優于傳統UV涂料。不足之處就是在進UV機前需要增加紅外烘干性能進行水分閃干,但只是一種設備投資,其他涂裝線也可以使用,不是一種浪費。從素材上來說,木質地板的素材種類多以實木(包括密度板上貼實木皮)為主,形狀多為規則的長方形平板,所以地板工廠化生產多為輔以紅外干燥的輥涂生產線為主,UV固化水性木器涂料還并輔以UV機干燥。水性雙組分地板涂料典型涂裝工藝為兩底一面,UV固化水性木器涂料則多為三底一面。

木櫥柜

木質櫥柜

    隨著家居裝飾裝修業的飛速發展,整體櫥柜倍受青睞。整體櫥柜可以按照消費者家中廚房結構、面積,以及家庭成員的個性化需求,通過整體配置、整體設計、整體施工,最后形成成套產品;實現廚房工作每一道操作程序的整體協調,并營造出良好的家庭氛圍、濃厚的生活氣息。而為了更具有個性化和視覺享受,更多的人把木質櫥柜板作為首選。從涂膜性能上講,櫥柜用涂料需要具有優異的耐醇、醋、紅酒及洗潔靈的擦拭性,又需要具有好的附著力;從工廠生產角度看,需要具有好的流平性和干燥性?,F在的整體櫥柜多為在工廠是分拆開涂裝,到業主家后再進行拼裝的,所以形狀也跟木質地板一樣多為平面板式的,易于噴涂。因為櫥柜實際應用時,一般的單組分水性木器涂料較難滿足其高耐化學品性,所以,櫥柜用水性木器涂料多為水性雙組分體系或水性UV體系,因為需要個性化,板面多有簡單造型,適合噴涂施工,不太適合輥涂施工。水性雙組分櫥柜板涂料典型涂裝工藝為兩底一面,UV固化水性櫥柜板涂料則多為三底一面。

木質窗框

    水性涂料用于戶外窗框,在國外已經有四五十年的歷史,有案例顯示可維持窗框完整性及保護性能超過28年而不需要維修。在我國,水性涂料用于木質窗框的涂裝也有20年以上的應用案例。木質窗框對涂料的要求主要是附著力好、耐雨水耐曬、柔韌性好,具有一定的抗黏連性,對硬度無特殊要求。采用核-殼結構的水性樹脂,并添加紫外線吸收劑、位阻胺及涂膜防腐劑制成的水性木器涂料,具有優異的耐老化性能、柔韌性、耐水耐霉性及優異的附著力,而且具有一定的豐滿度,作為木質窗框用涂料,具有非常高的適用性。木質窗框采用的素材主要以松木、楸木和柞木為主,涂裝工藝也相對簡單。松木導管淺,一般做透明色全封閉效果,典型涂裝工藝如下:浸涂底漆(著色)→透明面漆(1~2遍)→透明有色面漆;楸木和柞木具有中等深度的導管,多采用半開放式涂裝效果,既可以做透明色,也可以做白色涂裝。

美式仿古家具

美式仿古木質家具

    美式仿古涂裝是美國流行仿古家具的涂裝方式簡稱,是通過涂料及施工手法加工家具,使之具有“古色古香”的特點,即人工做舊。美式涂裝多以硝基涂料為主,因為其干燥快、固含低、涂膜透明度高。隨著環保標準的提高及原材料價格的持續高漲,現在越來越多的工廠開始采用水性木器涂料體系進行美式仿古家具的涂裝。仿古涂料里最重要的是顏色體系,包括素材修色、Glaze著色、底修色、布印著色及牛尾干刷等,相應配套透明底漆和透明面漆。仿古家具要的是“古色古香”的特效,涂料起到的只是對木材的簡單保護作用,所以對涂膜的性能要求,水性木器涂料可以很好地滿足,例如耐水性和附著力。從工廠施工要求上講,需要有較快的干燥性能以滿足量產化。因為仿古涂裝每道涂膜厚度較薄,所以就避開了水性木器涂料干燥相對硝基涂料稍慢的缺陷。仿古家具素材多以松木、橡木、紅櫻桃為主,典型工藝流程如下:素材破壞做舊→素材底色調整(修紅修青)→底色→頭道底漆→格麗斯著色→底漆→干刷→底漆→布印、牛尾、刷黑邊等特效→面漆。雖然工藝
比較復雜,但是因為每道涂膜較薄,整個涂裝工藝一般在1天內即可以完成。
      除以上常見用途外,也有部分工廠使用水性木器漆做展架,因為氣味極低,所以受到各大商超的歡迎。

    水性木器漆是世界涂料界公認的室內裝飾裝修和家具裝飾保護用涂料的發展方向,與溶劑型木器漆相比在節約能源和保護環境方面具有無可比擬的優越性。雖然經過國內外科研院所和水性漆廠家的傾力開發,在技術層面上已經取得了一些列重大突破,但受限于水性樹脂本質性能和水性樹脂合成技術的發展程度,目前來說,水性木器漆在短期內難以達到完全代替溶劑型涂料程度,尤其是單組分水性木器漆,在硬度、豐滿度和耐化學品性上與傳統溶劑型涂料還有一定差距。如何根據水性木器漆的特點來選擇合適的應用領域和涂裝工藝并持續改進意義重大。

 

真金蟾捕鱼