实木定制家具的水性木器漆涂装工艺及树脂选择-水性聚氨酯树脂

实木定制家具的水性木器漆涂装工艺及树脂选择

华成明，汤诚

（武汉仕全兴新材料科技股份有限公司，武汉430040）

摘要：根据实木定制木器漆涂装工艺特点，以水性聚氨酯分散体、丙烯酸改性聚氨酯水性分散体配以水性聚氨酯固化剂作为各涂层的主要成膜物质，制备水性封闭底漆、水性格丽斯、水性透明底漆、修色剂、水性哑光面漆。并对家具厂工序要求及特点深入了解，优选出合适的产品及施工工艺。按该工艺，施工性与油性漆相当，水性产品各项性能接近油性，能完全代替油性漆用于实木定制家具，生产环节基本不需另外增加设备投资，综合成本不高，现已在客户实际应用中得到很好评价。

关键词：实木定制；水性；低成本；实用；水性聚氨酯；关键技术

1.前言

市场上实木定制家具现在主要使用硝基漆和溶剂型PU漆，硝基漆和溶剂型PU漆生产和施工过程中使用和排放大量挥发性有机物（VOC），各地正陆续限制使用或禁止使用。而市场上代替油性的水性产品在底材封闭、擦色/修色效果、施工性上达不到油性产品的要求，并且需要大量投资水性专用设备，限制了水性产品的推广。本研究采用武汉仕全兴水性潮固化(FB-260)做封闭底漆，具有极好的防涨筋和封油封单宁酸功能并且几乎适应所有木材封闭；以水性聚氨酯分散体(PUD-5435C/5435)制作的水性格丽斯和修色剂有很好上色性、立体感和施工性；以水性聚氨酯分散体(PUA-5139、HPUA-7140)制作的水性透明底有很好打磨性和透明度；以丙烯酸改性聚氨酯水性分散体（HPUA-7140）配以水性聚氨酯固化剂（S-101）制作的双组份水性哑光面漆具有良好手感、柔和光泽、极佳的透明度。该体系做出来的开放涂装效果，完全媲美油性漆效果，适应现有家具厂油改水，且综合成本与油性相当。

2.实验部分

2.1主要原料

2.2实木定制家具涂装工艺及树脂选择

2.2.1底着色

底着色要求施工方便、着色均匀，油性底着色一般是把色精溶在稀释剂中直接修色，也有加入少量清漆。稀释剂不改变颜色，挥发快、润湿好，易于观察对色，修色均匀不易跑油发花。水性底着色必须考虑到这些问题。水性着色剂必须无色透明，与水性色精相容性良好。水挥发速度慢，表面张力大，用它做溶剂润湿差，容易跑边、发花。本实验采用无水乙醇作为稀释剂，乙醇环保、挥发快，低气味，与PUD-5435溶解性好，施工简单，着色均匀，施工基本与油性着色相当；着色时对色方便，底着色后可以直接上封闭底漆。

2.2.2 水性封闭底

水性漆施工时水会渗透到木材内部溶胀木纤维，也会溶解木材中的单宁酸并向漆膜表面渗出，造成涨筋和发黄变色等弊病，这也是水性漆代替油性漆所面临的一个难点。市面上一般采用自交联丙烯酸、阳离子树脂、金属离子螯合等方法做水性封闭底，但交联程度有限、耐水性不够，所以往往达不到满意的封闭效果。本实验分别用仕全兴两种封闭底漆，对比市售某水性封闭底做松木封闭试验。2.2.2.1按照实验配方（见表1）制漆，备用。

表1 1#双组份水性封闭底漆配方

表2 样品编号与配比

2.2.2.2 按表2配比在松木白坯上分别刷一遍水性封闭底漆，4小时后喷涂单组份白底，间隔3小时打磨喷涂单组份白面漆，晾干，记录相关数据。15天后检测变黄情况。

2.2.2.3结果与分析

表3 测试结果

双组份聚氨酯封闭底漆由于水性固化剂可以与水性树脂的羟基交联，也会与

水分反应增加封闭底的交联密度和耐水性，异氰酸酯基团与小分子的单宁酸的羟基反应生成大分子量产物起到锚定作用，进一步减少了单宁酸渗出引起的变色，比一般单组份封闭底封闭效果好很多。FB-260粒径极小，易于渗透进木材内部，其带有的活性异氰酸酯基团与单宁酸、木质素等反应更充分，故而有更好防涨筋效果，而且干燥速度更快、施工方便，更适合做木材封闭。

在榉木上做的防涨筋对比试验：从左到右为双组份封闭底、FB-260封闭底、市售封闭底、普通透明底

关键技术：水性潮固化，油性潮固化的原理，适应所有底材

2.2.3水性格丽斯（也有叫擦色油）

水性格丽斯与油性格丽斯一样，要有较好的导管渗透性，上色快，好收干净、没接头；与底材和面漆附着力好。

表4 水性格丽斯参考配方

按表4配比配制水性格丽斯，施工性好，擦色均匀上色快，达到油性格丽斯效果。下图为在水曲柳板材上擦色效果图。左边为底材，中间为黑胡桃色水性格丽斯，右边是擦色后效果。

关键技术：聚氨酯擦色树脂5435C，固色效果好，开放时间长,成本低

2.2.4 清底漆

清底漆主要是要透明度好，好打磨，干燥速度快，省工省时。

表5 单组份清底漆参考配方

按表5配制清底漆，表干25min，45min可打磨，透明度优良。按表1配方加上5%水性硬脂酸锌，相应配极少量水性固化剂（3-5%）做双组份透明底，丰满度和硬度更好，表干25min，可打磨时间4小时。

底漆打磨效图

关键技术：低羟基PUA树脂，既可自干，又可加少量固化剂，成本低、快干2.2.5修色

修色与底着色基本相同，修完可以直接上面漆。

表6 水性修色参考配方

修色实样

关键技术：添加乙醇。解决了水性漆集边、发花问题

2.2.6哑光面漆

罩光面漆要求平整光滑，良好手感、透明度高、耐化性、硬度、耐磨性等，还要求24小时后叠放不粘泡棉。

表7 双组份哑光面漆参考配方

按表7配方制漆，面漆：固化剂B：水=100:12:20依据GB/T23999-2009检测结果如下表8

表8 哑光面漆检测结果

双组份哑光面漆性能优于GB/T23999-2009标准要求，基本达到油性PU漆效

果，由于消光粉添加量少或不加，透明度还优于油性漆。

整体涂装效果

关键技术：自消光树脂和固化剂，透明度高于油性，其他性能优异

2.3 将2.2水性实木定制家具工序整理如下：

实木定制家具是一类高档家具，底材是实木，特别注重涂层性能和装饰性，一般对漆的干燥速度不作严格要求，所以下面推荐双组份清底漆和双组份清面漆的组合。如果流水线作业，可以考虑单组份底漆双组份面漆组合。

表9水性实木定制家具工序