水性木器漆基础知识

水性木器漆

简单地说，水性木器漆就是以水为主要溶剂或可以用水稀释的木器漆都可以称之为水性木器漆。它与溶剂型木器漆有着同样或类似的功能，主要是对木器起保护和装饰作用。水性木器漆与溶剂型木器漆的最大不同之处就是可以用水稀释。

由于溶剂型木器漆中有大量的VOC（有机溶剂），它们在太阳光和热的作用下参与氧化反应形成臭氧，导致空气质量变差并产生夏季烟雾，对地球生物造成危害。同时，VOC也对人体产生很大的危害，主要有以下几种方式：一是气味刺激感官，使人们感到口干舌燥；二是刺激粘膜和皮肤，导致中毒；三是VOC很容易通过人的血液和大脑，导致中枢神经受到抑制，使人产生头痛乏力等不适感呼吸道觉；四是VOC的基因毒性和致癌性。在溶剂型PU木器漆中，固化剂中往往有少量的游离TDI，TDI是一种对人体伤害很大的物质，主要是通过呼吸、皮肤接触毒害人体。并且，游离TDI也是一种易致癌高危化学物质。

因此，随着人们对家居环境和空气环境的日益关注，为了保护人类的生存环境和自身的人体健康，近年来，国家制定了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》、《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》、《室内空气质量标准》等十项涉及室内装饰装修材料有害物质限量的标准，以保护人体健康和减少对自然环境的污染。在木器涂料领域，市场在不断扩大，但对涂料的VOC的限制越来越严格，因此，水性木器漆成为木器涂料发展的必然方向之一。一、水性木器漆的发展概况

1937年，德国的Bayer教授首先人工合成了聚氨酯。

20世纪60年代末开发成功了水性聚氨酯分散体树脂（PUDs），水性聚氨酯作为聚氨酯涂料工业的一个重要组成部分得到飞速发展。

20世纪70年代逐渐开发出一些具有应用价值的水性聚氨酯涂料。

20世纪70年代末，将水性聚氨酯分散树脂和丙烯酸乳液进行物理掺混，这样既改善了性能，又降低了成本。

20世纪80年代中期，开发成功了丙烯酸-聚氨酯接枝共聚树脂。此外，还有采用加入交联剂的方法，使涂料成膜时进一步交联，改善了涂料的耐水性、耐溶剂性、耐热性等。

到了九十年代，国外一些公司采用聚合物中引入反应基团的方法，成功开发单组份、自交联型水性聚氨酯分散树脂。接着又有一些公司成功开发双组份水性聚氨酯涂料，使得涂膜性能

基本达到了溶剂型双组份聚氨酯涂料的性能。水性丙烯酸乳液虽然出现的比较早，但是在水性木器漆中大量使用也是最近才出现的。到目前为止，水性涂料已经达到了一个产品种类繁多、技术相对比较成熟的程度。

国内，七十年代就开始研究水性聚氨酯分散体系，但因种种原因，进展缓慢。所生产的PUDs产量小，品种少，基本上都是一些芳香族型水性聚氨酯分散树脂，主要用作皮革涂饰剂，贮存性和成膜性尚存在一些问题。2003年以前，我国水性聚氨酯研究开发水平基本处于国外七十年代的水平，而且仅限于皮革应用方面的研制开发。而国外许多公司的此类产品已开始推向中国市场。

目前，国内也有很多水性树脂生产厂家，质量和性能已与国外的接近。能满足很多要求不是很高的木器涂装要求。但在地板、家具等性能要求较高领域的水性木器漆用树脂主要还要靠进口。

二、水性木器漆的分类

水性树脂技术经过几十年的发展，现已成功的用于木器涂料中。根据水性木器漆成膜机理，水性木器漆可分为单组分和双组分两大类。单组分根据水性木器漆用树脂不同，常见的有水性醇酸类、水性丙烯酸类、水性聚氨酯类、水性聚氨酯-丙烯酸复合类等。其中，最为常见的是水性丙烯酸类、水性聚氨酯类和水性聚氨酯-丙烯酸复合类。双组分水性木器漆根据主剂部分树脂类型，也主要有水性丙烯酸和水性聚氨酯两大类型。

三、单组分水性木器漆

1、水性醇酸类

水性醇酸类木器漆是应用比较早的一类水性木器涂料，成膜机理类似于传统的溶剂型醇酸漆，是通过其组分中的不饱和脂肪酸氧化固化成膜。水性醇酸木器漆成膜温度低，不需要额外的添加成膜助剂，VOC含量低。水性醇酸木器漆具有良好的渗透性（相对分子质量小的原因）、流动性、丰满度、柔韧性、附着力和耐冲击性能，但干性差，硬度不高，一般需加催干剂。市场中该类型的水性木器涂料不是很多。

2、水性丙烯酸类

水性丙烯酸类木器漆是目前市场上比较常见的一类产品，因为其价格便宜，性能比较好而广受欢迎。具体的表现为涂膜色浅、光泽比较高（可以做高光清漆）、保光保色性能好、耐候性能好。而且该类产品硬度上升速度快，硬度也相对比较高，在水性木器涂料里属硬度最接近溶剂型漆的一类。耐一般家用化学品性能好。由于该类产品的主要成膜物质是丙烯酸树脂，该类

树脂相对成膜温度比较高，一般都需要添加成膜助剂才能在较低的温度下成膜，所以其VOC含量会受到一定的限制。玻璃化温度相对较高的树脂，漆膜会相对的比较脆，柔韧性和耐冲击性能会比其它类的稍差。但也有部分厂家的产品性能比较优秀，既有好的硬度也有好的柔韧性能。

3、水性聚氨酯类

水性聚氨酯类木器漆也是目前市场上比较多的一类产品，目前商品化的聚氨酯树脂分为阴离子类、阳离子类以及非离子类型三大类。但市面上最常见的是阴离子型。该类树脂是靠树脂高分子中的亲水基团而分散在水中，其成膜机理主要是靠高分子失水后堆积成膜。外观一般为半透明或微透明状。若分子中含有较多的氨酯键，我们称之为水性聚氨酯。该类树脂具有良好的机械性能，包括硬度、柔韧性、附着力、耐冲击性能等，还具有优异的耐磨性，采用IPDI或HDI合成的树脂还具有优异的耐候性能。但由于成膜过程没有交联或很少有交联，所以耐水和耐溶剂性能稍差。该类水性木器漆综合性能比较优异，比较适合家庭装修。

4、聚氨酯-丙烯酸复合类

虽然水性聚氨酯分散体具有很好的耐磨性、耐化学品性能及较好的弹性、柔韧性等机械性能，但其成本相对较高，并且在耐水、干燥等方面要比丙烯酸型差，因此，将聚氨酯水分散体和丙烯酸乳液采用一定的方法结合在一起，可得到聚氨酯-丙烯酸复合型树脂，兼有聚氨酯分散体和丙烯酸乳液的优点，其涂膜具有优异的力学性能和耐化学品性能，最重要的是成本价格大大降低。因此，得到了较为广泛的应用，成为水性木器漆市场最常见类型之一。

目前，聚氨酯-丙烯酸复合型树脂类复合的水性树脂有物理共混法、溶液聚合法、PUA核壳乳液聚合法、互穿聚合物网络法。

四、双组份水性木器漆

双组份水性木器漆就是通过含羟基的油漆组分和含NCO基团的固化剂组分按一定比例混合后交联成膜的可用水稀释的涂料。

该类型水性木器涂料是在90年代末发明的一种全新涂料。其相对于单组份水性木器漆具有的优点是硬度高、光泽高、耐化学品性能优、施工要求不高等。在单组份水性木器漆的施工过程中经常会碰到漆膜硬度不高、光泽不高、耐化学品性能不好等问题，而这些问题都是目前从树脂合成无法满足的，所以在这种情况下就出现了双组份水性木器漆应用技术。

双组份水性木器漆由两组份完成，一组分为含羟基（-OH）基团的水性分散体或水性聚氨酯分散体，也可以是含羟基的水性丙烯酸乳液分散体；另一组份为含NCO基团的水可分散或水可稀释的多异氰酸酯聚合物。两组份混合后-OH基团和NCO基团进行酯化聚合交联反应，生成分