對丙烯酸酯類水性木器涂料未來的展望探討

鐘明良

摘 要：我國木器家具消費量巨大，作為其美麗外觀和耐用質(zhì)量重要保證的一方面，木器涂料的性能直接就關(guān)系到木器家具的質(zhì)量。木器涂料在我國的涂料工業(yè)中占據(jù)著重要的地位，隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的出現(xiàn)，涂料的發(fā)展越來越體現(xiàn)出綠色環(huán)保、高耐磨性及抗化學(xué)腐蝕性的特點。本文對丙烯酸酯類水性木器涂料特點以及未來發(fā)展方向進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：丙烯酸酯；水性；木器涂料；展望

一、前言

木器涂料不僅有裝飾美化作用，而且對木材有很好的保護(hù)作用，延長其使用壽命。傳統(tǒng)木器漆均以甲苯、環(huán)己酮、丙酮、汽油和醋酸丁酯等為溶劑并加以鉛類助劑所組成，這些有機溶劑和助劑在生產(chǎn)、施工和成膜后的較長期內(nèi)，仍會不斷釋放出有害物質(zhì)。水性木器涂料的關(guān)鍵在于其基料乳液的制備，其中由苯乙烯一丙烯酸單體共聚的聚合物乳液，因其成本低、玻璃化溫度高、硬度高，這類產(chǎn)品多用作木器打磨底漆， 也用于要求不高的裝飾性涂料或臨時保護(hù)涂料。

隨著我國合成高分子材料產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，以各種優(yōu)質(zhì)合成橡膠和合成樹脂為原料研制的水性涂料，在80年代相繼投進(jìn)使用：如雙組分聚氨酯涂料、丙烯酸酯類的淺色涂料、陽離子氯丁膠乳瀝青防水涂料和硅橡膠涂料等，使我國涂料發(fā)展進(jìn)入了一個新的時期。到21世紀(jì)初，20年間我國丙烯酸樹脂漆增長了20倍。近30多年來世界各國對丙烯酸酯涂料進(jìn)行了全面開發(fā)，是丙烯酸酯樹脂系列涂料繼醇酸樹脂涂料之后，成為有一類通用性很強的合成樹脂涂料。

目前在國內(nèi)木器涂料市場上，環(huán)境友好型水性木器涂料已成為涂料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢之一，但絕大部分水性涂料在性能方面與溶劑型涂料仍有一定差距，例如硬度、豐滿度、封閉效果、抗劃傷性、耐化學(xué)品性和生產(chǎn)效率等。丙烯酸酯類水性木器涂料結(jié)合了固化涂料和水性涂料兩者的優(yōu)點。與傳統(tǒng)溶劑型或無溶劑型UV涂料相比，消除了使用揮發(fā)性有機化合物導(dǎo)致的污染和刺激性，易于噴涂，收縮程度低，具有更好的附著力，易于消光，易于清洗施工設(shè)備和容器。與傳統(tǒng)雙組分涂料相比，其生產(chǎn)效率高，沒有活化期而易于操作，同時又具有相近或更優(yōu)異的機械性能和耐化學(xué)品性能。辦公家具絕大部分市場要求全封閉效果，水性產(chǎn)品往往存在脹筋嚴(yán)重的問題。導(dǎo)致要達(dá)到全封閉效果需要多道涂裝，大大增 加了施工成本。同時，辦公家具面漆要求具有非常優(yōu)異的豐滿度、抗劃傷、耐燙等性能，普通的水性UV樹脂很難滿足。

二、丙烯酸酯類水性木器涂料的性能特點

丙烯酸酯涂料是由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物制成的涂料，這類產(chǎn)品的原料是石油化工生產(chǎn)的，其價格低廉，資源豐富。為了改進(jìn)性能和降低成本，往往還采用一定比例的烯烴單體與之共聚，如丙烯腈、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等。不同共聚物具有各自的特點，所以，可以根據(jù)產(chǎn)品的要求，知道出各種型號的涂料品種。它們都有很多共同的特點。

水性涂料是以水為溶劑或分散介質(zhì)的涂料。以水代替了有機溶劑它有利于環(huán)境保護(hù)和防止火災(zāi)，且改善操作環(huán)境和勞動條件。傳統(tǒng)的水性丙烯酸溶液，往往存在著干燥時間較長，涂膜硬度建立速度慢以及與溶劑體系相比在抗堆疊性能差距較大的缺陷。但是木器涂料特別是工業(yè)木器涂料通常是需要出色的硬度和抗堆疊性，以滿足工廠流水線操作施工的要求。針對不同的應(yīng)用，賦予產(chǎn)品不同的性能，使得丙烯酸酯類涂料不僅具有很好的耐水性，而且具有優(yōu)秀的柔韌性和硬度。由于聚丙烯酸酯的溶解度參數(shù)與未固化環(huán)氧樹脂的溶解度參數(shù)相差不大，兩者有很好的互溶性。又因為聚丙烯酸酯主鏈不含雙鍵，所以它具有良好的抗熱氧化作用。具體性能特點如下：

①具有優(yōu)良的光澤，可制成透明度極好的水白色清漆和純白的白磁漆。

②可制成中性涂料，調(diào)入銅粉、鋁粉，則具有金銀一樣光耀奪目的色澤。

③耐光耐候性好，耐紫外線照射不分解或變黃。

④耐熱性好。

⑤保光、保色，能長期保持原有光澤。

⑥可耐一般酸、堿、醇和油脂等。

⑦長期貯存不變質(zhì)。

性能參數(shù)如下表所示：

丙烯酸酯類水性木器涂料用于底涂和面涂。通過底涂樹脂提供涂層封閉性、高豐滿度、高附著力、 光澤度，通過面涂提供涂層高硬度、高抗劃傷性、高耐化學(xué)品性等。以水性光固化樹脂制備的涂料性能主要通過丙 烯酸酯雙鍵的固化交聯(lián)來實現(xiàn)其涂料的各種功能， 合成光固化底涂樹脂時，可以通過調(diào)整聚氨酯丙烯 酸酯低聚物分子量等方式，使得底涂樹脂獲得更好的流平、潤濕、滲透性，從而使得以其為底涂的涂料 具有較好的暖色、封閉等性能；而通過調(diào)節(jié)雙鍵密 度、交聯(lián)密度，可以得到更優(yōu)異的耐性、抗刮傷等性能。水性木器涂料的涂裝效果，與環(huán)境溫度、濕度、施工工藝、涂裝基材等因素密切相關(guān)，其施工寬泛性要遠(yuǎn)比溶劑型木器涂料為差：再者，丙烯酸酯類水性木器涂料的干燥時間也要明顯長于溶劑型木器涂料。因此，丙烯酸酯類水性木器涂料的施工成本要比溶劑型木器涂料貴。

三、現(xiàn)代水性木器涂料以及未來技術(shù)方向

現(xiàn)代水性木器涂料于上世紀(jì)90年代在中國市場的正式登陸，經(jīng)過大約20多年的發(fā)展之后，同為水性涂料的建筑內(nèi)墻涂料的水性化程度已接近為80%，水性外墻涂料的水性化程度也達(dá)到了30%左右。而水性木器涂料，占木器涂料總量不到0.5%的室內(nèi)裝修用水性。

丙烯酸酯類最重要的性能是要求快干，易打磨，所以最適合作為水性木器涂料成膜物質(zhì)的是自交聯(lián)型丙烯酸乳液，自交聯(lián)型丙烯酸乳液由DAAM+ADH構(gòu)成自交聯(lián)體系，DAAM引入核層，提高核玻璃化溫度，從而使其硬度大大提高，引入DDM提高聚合速度和交聯(lián)度，從而獲得較好的干燥性。聚氨酯改性型丙烯酸乳液雖然干燥速度很快，但是漆膜硬度較低，耐醇性差；丙烯酸水分散體K和N同樣存在硬度過低的問題；AEEM+HAD（甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯與1，6-己二胺）型自交聯(lián)丙烯酸乳液J雖然硬度極高，但漆膜柔韌性和耐純性比不上DAAM+ADH的產(chǎn)品。

新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的復(fù)合，將帶來產(chǎn)品性能與成本的最佳平衡。“復(fù)合”技術(shù)普遍存在于產(chǎn)品的開發(fā)過程，涂料產(chǎn)品涂裝工藝的復(fù)合，將全面而充分地展現(xiàn)涂料產(chǎn)品的性能優(yōu)勢，彌補水性木器涂料在某些產(chǎn)品性能與施工特點上的先天性不足。通過“復(fù)合”技術(shù)，丙烯酸酯類水性木器涂料將既具有健康環(huán)保、清新自然、施工簡單、附著力好、流平性佳等顯著優(yōu)點，在干燥速度、涂膜光澤度、豐滿度、硬度與抗劃傷性等物理性能方面同樣會得到極大的改善。

五、結(jié)束語

丙烯酸酯類水性木器涂料的發(fā)展雖然已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，在家庭裝修及普通家具上已經(jīng)獲得了成功的應(yīng)用。但由于水與有機樹脂的相容性較差！蒸發(fā)速率較慢以及水的表面張力比較大，較難潤濕底材，使得水性木器涂料容易產(chǎn)生濕附著性、耐沾污性、耐劃傷性、耐印刷性、填充性、高豐滿度、耐磨性、硬度、手感等方面的問題。因此在油性聚氨酯涂料控制的高檔家具市場上，丙烯酸酯類水性涂料尚難有所作為，不斷提高其質(zhì)量，解決以上存在的問題，使其綜合性能達(dá)到或超過相應(yīng)的溶劑型涂料的性能，是水性木器涂料研發(fā)的當(dāng)務(wù)之急。人們環(huán)保意識的逐漸增強，涂料必將走向健康環(huán)保、水性化的道路，而丙烯酸酯類水性木器涂料產(chǎn)業(yè)必將迎來更廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊林.涂料生產(chǎn)與涂裝過程中廢氣排放與治理[[M].長春：吉林大學(xué)出版社，2013：82.

[2] 汪長春，包啟宇，常江奇.丙烯酸酯涂料[M].北京：科學(xué)出版社，2007：33-35.

[3] 于寧，朱合華，蘇生瑞.水性涂料性能分析[J].涂料空間，2003，02（2）：28-29.

[4] 陳忠達(dá).丙烯酸酯單體的分析方法[M].北京：人民交通出版社，2009：87.