橡膠木家具用水性涂料

實木家具以天然性的木材作為主材料，不僅給人一種自然的生活氣息，還具有較高的環(huán)保系數(shù)。實木家具種類較多，在目前家具市場上，松木兒童家具以其高性價比占據(jù)著實木家具的半壁江山，并且也是木器涂料水性化較早、水性涂裝較為成熟的實木家具品種。但是松木家具存在以下幾個缺點：(1)有節(jié)疤、木質(zhì)軟，易開裂變形，不能承受太重的質(zhì)量，不能作為承重家具；(2)松木家具顏色會變深，尤其是日照情況下；(3)松木易漲筋，特別是樟子松，為了防漲筋，松木家具采用多次涂裝，表面涂膜較厚，這樣雖然掩蓋了某些缺點，但失去了本色的追求自然的核心價值。

橡膠木板材是最新的一種現(xiàn)代家具板材，被公認為世界上用途最廣泛的輕質(zhì)硬木實木之一，其木質(zhì)結(jié)構(gòu)粗且均勻，具有天然象牙色調(diào)，花紋美觀，材質(zhì)細致較硬，色澤淡雅，易著色，能接受所有類型顏色的染色和涂裝，易與別種木材的顏色基調(diào)相配合，適合制作各種造型優(yōu)美、曲線柔和的產(chǎn)品[1]。實際上，橡膠木作為家具制造的新型材料，由于其獨特的裝飾效果、大眾化的價格使之成為了家具行業(yè)中性價比較高的品種，被愈來愈多的消費者所喜愛。

1　橡膠木家具水性化涂裝存在的問題

橡膠樹，亞熱帶樹種，盛產(chǎn)于東南亞國家，國內(nèi)產(chǎn)于海南、云南及廣西、福建一帶。目前國內(nèi)市場上，以橡膠木打造的家具制品，已成為中低端家具消費時尚。但是在橡膠木家具的水性化涂裝應用中，仍存在易漲筋、白色涂裝易滲色等弊病，針對上述問題，本文重點從水性樹脂選擇、配方設(shè)計、涂裝工藝等方面進行了研究和探討。

2　實驗部分

2.1　主要原料

水性丙烯酸樹脂(PA)、水性聚氨酯樹脂(PU)，陽離子樹脂，成膜助劑(二丙二醇單甲醚、二丙二醇單丁醚)；消泡劑、潤濕劑、流平劑，增稠劑或觸變劑；防滲色助劑(復合金屬鹽分散體)，L-44、2544，市售。

2.2　實驗方法

本文的測試按照如下方法進行衡量評估：

2.2.1　防漲筋性能評估方法

基材(240#砂紙砂光和320#砂紙砂光)→刷涂或噴涂水性清底漆1道或2道(施工間隔時間：室溫干燥3h)，對比板材表面的漲筋和平整度差異，并按如表1標準評分。

2.2.2　防滲色性能評估方法

基材(240#砂紙砂光和320#砂紙砂光)刷涂或噴涂水性清底漆1道或2道(室溫干燥3 h，400#砂紙砂光)噴涂水性高遮蓋白面漆1道常溫放置條件及50 ℃條件下(自干放置7 d/自干放置3 d后放入50 ℃烘箱7 d)，對比防滲色性能，并按如表2標準評分。

3　結(jié)果與討論

3.1　水性清漆涂裝

橡膠木屬于環(huán)孔闊葉材，被公認為世界上用途最廣泛的輕質(zhì)硬木實木之一，經(jīng)過處理后的橡膠木板材表面平整，但噴涂或刷涂水性封閉底漆后，導管周圍易漲筋。本小節(jié)主要探討了配方設(shè)計、水性樹脂的類別、涂裝工藝對水性清底漆防漲筋性的影響，水性清底漆實驗配方如表3。

3.1.1　水性樹脂類別對防漲筋性的影響

水性樹脂是水性木器封閉清底漆的關(guān)鍵組成部分，清底漆的封閉性能與水性樹脂有著密切的關(guān)系。在配方設(shè)計時，一般從粒徑、耐性、滲透性等方面著手，篩選某一類水性封閉底漆或膠固底漆用樹脂。但是，要求一類水性樹脂同時滿足細粒徑、高耐性、優(yōu)秀的滲透性和低成本比較困難。在涂料領(lǐng)域中，樹脂復配技術(shù)目的是為了解決高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)樹脂難成膜的問題，并已形成了一定的理論體系，目前也有部分產(chǎn)品在建筑涂料行業(yè)實現(xiàn)了商業(yè)化應用。

PA具有干速快，早期耐性和打磨性好等優(yōu)點；PU具有粒徑小，滲透性優(yōu)等優(yōu)點。因此借鑒建筑涂料領(lǐng)域樹脂復配技術(shù)的思路，本小節(jié)從樹脂復配角度出發(fā)，探討了樹脂復配及復配比例對橡膠木防漲筋性的影響，結(jié)果如表4。

由表4結(jié)果可知，配方中只有單純的PA樹脂時，水性封閉清底漆在橡膠木上漲筋明顯；當以PA復配PU樹脂時，水性封閉清底漆在橡膠木上的防漲筋效果有較明顯的改善，且防漲筋性能隨PU質(zhì)量分數(shù)的增加而增強。這是因為PU分散體的低粒徑和優(yōu)異的滲透性，能夠很好地滲入橡膠木導管，并對木質(zhì)纖維進行膠固；另外，PA因其多重交聯(lián)技術(shù)和較高的有機硅含量，相對具有良好的早期耐水性和較好的打磨性，這樣可以大大降低涂膜因砂透而引起二次漲筋的風險。鑒于PU的價格較貴，建議PA與PU的復配比例為4/1～2/1。

3.1.2　配方設(shè)計對防漲筋性的影響

不同的木材，由于其生長環(huán)境不同，木材致密度和硬度不同，木材的含水率與吸水率也不盡相同，因而導致涂裝水性涂料時，漲筋情況表現(xiàn)出顯著的差異。類似松木與杉木這類軟木，漲筋現(xiàn)象較嚴重，在設(shè)計底漆配方的時候盡量走快干、高固含量的思路，通?？梢杂行У亟鉀Q漲筋的情況；而對于橡膠木這類輕質(zhì)硬木，高固含量底漆思路卻不再適合。由表5結(jié)果可知，同樣以PA復配PU或單純的PA底漆，固含量過低或過高，防漲筋效果均未達到最高水平，而當固含量為28%左右時，底漆防漲筋性相對**。究其原因，可能是高固含量不利于底漆的滲透，而低固含量易導致砂透引起二次漲筋。

3.1.3　涂裝工藝對防漲筋性的影響

橡膠木屬于環(huán)孔闊葉材，表面充斥著木質(zhì)纖維和導管，而導管對封閉清底漆在基材上的潤濕和流平也會有一定的阻礙作用。因此，木材白坯施工時，頭道封閉清底的潤濕性、滲透性和流平性的好壞則顯得尤為重要。為獲得良好的防漲筋效果，除了上述樹脂種類和固含量的影響，在配方設(shè)計時還需要優(yōu)選基材潤濕劑、消泡劑、流平劑和流變助劑；更為重要的是還需要控制封閉底漆在較低的施工黏度，并且不能厚涂。經(jīng)驗表明：較低的施工黏度與合適的濕膜厚度會獲得更優(yōu)的滲透、流平效果。

3.2　水性白漆涂裝

在水性木器涂料涂裝過程中，常出現(xiàn)滲色問題。特別是淺色或白色涂料的涂裝時，涂膜在干燥階段就滲色，或者成品家具在使用過程中涂膜逐漸滲色，從而影響涂膜表觀性能。究其根本原因，是因為存在于木材中的色素具有親水性，能夠溶解于水性涂料的分散介質(zhì)水中，而遷移至涂膜表面；其次，水性涂料早期交聯(lián)密度低、干燥速度慢也為色素向涂膜表面遷移提供了條件。

與松木相比，橡膠木的色素含量高，更易出現(xiàn)滲色現(xiàn)象，是橡膠木家具廣泛水性化涂裝需要解決的重要問題。本小節(jié)主要探討了水性樹脂類別及抗?jié)B色助劑對抗滲底漆封閉性能的影響，結(jié)果如表6。

可知水性丙烯酸樹脂的交聯(lián)方式及交聯(lián)密度對抗?jié)B色性有直接的影響，即高金屬交聯(lián)丙烯酸樹脂＞陽離子樹脂＞高交聯(lián)密度丙烯酸樹脂＞低金屬交聯(lián)丙烯酸樹脂＞普通丙烯酸樹脂。上述實驗也表明，在金屬交聯(lián)樹脂中加入抗?jié)B色助劑，其作用并不明顯，而在普通的水性丙烯酸樹脂中加入抗?jié)B色助劑，在一定程度上可以減輕滲色現(xiàn)象，但不能徹底杜絕滲色現(xiàn)象。另外需要注意的是在陰離子乳液中加入抗?jié)B色助劑，易造成穩(wěn)定性變差的問題，因而在配方設(shè)計時需要格外留意。高金屬交聯(lián)樹脂E，雖然噴涂1遍即可對色素起到較好的封閉效果，但是其成膜溫度太高，開裂風險較大，需要慎重使用。而陽離子樹脂F和金屬交聯(lián)樹脂D，雖對色素有較好的封閉效果，但1遍封閉底漆也不能保證100%封閉住，需要做2遍封閉底漆才能保證對色素的徹底封閉。

4　結(jié)　語

基于橡膠木家具水性涂料涂裝，借鑒水性建筑涂料領(lǐng)域乳液復配技術(shù)的思路，研究了防漲筋清底漆的影響因素；同時也探討了不同水性樹脂對色素的封閉性差異，研究發(fā)現(xiàn)：

(1)當以PA復配PU樹脂時，水性清底漆的防漲筋效果有較明顯的改善，且防漲筋性能隨PU質(zhì)量分數(shù)的增加而增強。

(2)固含量過低或過高，防漲筋效果均未達到**水平，而當固含量為28%左右時，底漆防漲筋性相對**。

(3)較低的施工黏度與合適的濕膜厚度，會使得清底漆獲得更優(yōu)的滲透性和流平效果，繼而表現(xiàn)出更優(yōu)的防漲筋性能。

(4)淺色或白色涂裝時，金屬交聯(lián)樹脂和陽離子樹脂對色素均有較好的封閉效果，但需要做2遍封閉底漆才能保證對色素的徹底封閉。

(5)在普通的陰離子樹脂中加入抗?jié)B色助劑，可以減輕滲色現(xiàn)象，但容易導致體系穩(wěn)定性變差；在金屬交聯(lián)樹脂中加入抗?jié)B色助劑，對提高封閉底漆的抗?jié)B色性，作用并不明顯。

橡膠木具有雙重經(jīng)濟價值(膠乳和木材)，且種植技術(shù)已成熟，是一種容易人工操縱用之不盡的可再生資源，已成為最有用途和最要的木材之一。隨著水性木器涂料技術(shù)的日趨完善和成熟、阻礙水性木器涂料大面積應用相關(guān)難題的逐一攻克、相關(guān)環(huán)保法律法規(guī)相繼出臺，我們相信世界因水性涂料會更加的美好。