在水性涂料中使用有機(jī)硅偶聯(lián)劑助劑,可以顯著的提高涂膜的流平性、爽滑性、光澤、防粘性、耐水性、耐化學(xué)品性、耐高溫性、抗沾污性和耐印刷性等。在水性木器涂料中有機(jī)硅的應(yīng)用主要包括有機(jī)硅與樹脂的物理混合和化學(xué)改性。一種用于水性木器涂料助劑的改性有機(jī)硅聚合物,與水性木器涂料的相容性大大提高,能明顯改善涂膜的流平性、潤(rùn)滑性、光澤、防粘連性和耐化學(xué)品性。利用有機(jī)功能性硅烷偶聯(lián)劑CG-171與乙烯基丙烯酸反應(yīng)合成了穩(wěn)定的有機(jī)硅丙烯酸酯乳液,該涂膜的耐甲乙酮擦洗性優(yōu)異。采用水解速度較慢的受阻乙烯基硅烷與丙烯酸進(jìn)行乳液聚合,提高了有機(jī)硅接枝到丙烯酸樹脂上的含量,改善了有機(jī)硅丙烯酸乳液的聚合穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性,該乳液具有很好的耐酸堿、耐高低溫及耐電解質(zhì)穩(wěn)定性。
水性聚氨酯和丙烯酸乳液是應(yīng)用最多的兩種
水性木器涂料是涂料工業(yè)的新興技術(shù)之一,盡管近年來得到了一定的發(fā)展,取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī),但是在生產(chǎn)技術(shù)和市場(chǎng)化等方面還有待進(jìn)一步努力。水性木器涂料的研究發(fā)展可從以下幾方面著手:進(jìn)一步完善和發(fā)展高性能無缺陷水性木器涂料體系;依靠分子設(shè)計(jì)和聚合物分子裁剪技術(shù),在水性聚合物鏈上引入特殊功能結(jié)構(gòu)的組分,如含氟、含硅聚合物,賦予聚合物涂膜多功能性;進(jìn)一步開拓水性木器涂料市場(chǎng)。隨著對(duì)水性樹脂結(jié)構(gòu)、性能、成膜過程等的進(jìn)一步研究,結(jié)合新的水性聚合物合成技術(shù),水性木器涂料將會(huì)變得方便施工,涂膜性能易于設(shè)計(jì)和優(yōu)化,以滿足各種不同的用途。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著環(huán)保法規(guī)的進(jìn)一步完善,以減輕地球負(fù)荷為目的,低VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)或零VOC排放的新型涂料成為研發(fā)的熱點(diǎn)。水性木器涂料的研發(fā)更為引人注目。隨著人們環(huán)保、能源意識(shí)的增強(qiáng),水性木器涂料得到迅猛的發(fā)展。水性木器涂料中甲醛的含量要求都比較低,為此,如何選用水性木器涂料用樹脂便成了關(guān)鍵,換句話說,水性木器涂料的配方和樹脂要以此為基點(diǎn),同時(shí)達(dá)到優(yōu)異的性能和環(huán)保的規(guī)范要求。目前市場(chǎng)上有百多種水性木器涂料用樹脂可供選用。
水性聚氨酯用于木器涂料時(shí)具有易于施工、流平性好,涂膜硬且韌、耐化學(xué)品性好等優(yōu)點(diǎn)。水性聚氨酯涂料按成膜性能可分為水性聚氨酯分散體涂料和雙組分水性聚氨酯涂料。
水性有機(jī)硅改性木器涂料
水性聚氨酯分散體涂料為單組分涂料,所用樹脂屬熱塑性樹脂,聚合物相對(duì)分子質(zhì)量較大,成膜過程中不發(fā)生交聯(lián),具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)。它包括芳香族和脂肪族聚氨酯分散體,后者的耐黃變性優(yōu)異,更適于戶外。它們的成膜性能都較好,涂膜光澤較高、耐磨性好、不容易產(chǎn)生氣泡和縮孔。但硬度一般,價(jià)格較貴,適合于做亮光面漆、地板漆等。與溶劑型聚氨酯涂料相比,聚氨酯水分散體涂膜的耐化學(xué)性和耐溶劑性較差,硬度較低、表面光澤度不高,而且其自增稠性差、固含量低、膜的耐水性差等,限制了其應(yīng)用。交聯(lián)改性可以提高聚氨酯水分散體涂料的機(jī)械性能和耐化學(xué)品性能。首先,通過選用多官能度多元醇、多元胺擴(kuò)鏈劑和多異氰酸酯交聯(lián)劑等合成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯分散體。其次,添加內(nèi)交聯(lián)劑,如碳化二亞胺、甲亞胺和氮雜環(huán)丙烷類化合物。內(nèi)交聯(lián)劑在堿性條件下相當(dāng)穩(wěn)定,能穩(wěn)定存在于聚氨酯乳液中。涂膜在干燥過程中由于水及中和劑的揮發(fā),使得pH值下降,交聯(lián)反應(yīng)得以進(jìn)行。經(jīng)研究表明:水性聚氨酯復(fù)合改性材料可彌補(bǔ)單組分聚氨酯的缺陷,例如,1.通過環(huán)氧改性水性聚氨酯,將環(huán)氧樹脂較高的支化度引入到聚氨酯主鏈上,提高乳液涂膜的附著力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性。2.采用氨基丙基三乙氧基硅烷與多異氰酸酯反應(yīng)合成端硅氧烷聚氨酯預(yù)聚體,然后分散于水中,依靠硅氧烷水解縮合擴(kuò)鏈交聯(lián)制備交聯(lián)水分散聚氨酯。
現(xiàn)存問題
目前,我國水性木器涂料市場(chǎng)并不樂觀,由于水性木器涂料在關(guān)鍵技術(shù)方面有局限,導(dǎo)致其漆膜在硬度、耐水性、光澤等性能上與溶劑型涂料相比還有一定的差距。另外,由于水性木器涂料固體含量低,加上水的表面張力大,施工控制較難,容易使涂膜產(chǎn)生流掛、豐滿度差、縮孔、魚眼等問題。因此,水性木器涂料的技術(shù)發(fā)展還面臨很多深層次的研究課題。國內(nèi)產(chǎn)品由于在水性樹脂的核心技術(shù)方面與國外先進(jìn)水平差距較大,使得國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)較大,造成了這一品種整體質(zhì)量的不穩(wěn)定,技術(shù)創(chuàng)新工作任重道遠(yuǎn)。
我國注冊(cè)的涂料企業(yè)近8000多家,而從事水性木器涂料的生產(chǎn)企業(yè)卻廖廖無幾。絕大部分涂料企業(yè)都持觀望的態(tài)度,靜觀其變,相機(jī)進(jìn)入。持這種態(tài)度的涂料企業(yè)從主、客觀上來分析,有下列幾種原因:(1)不少木器涂料生產(chǎn)企業(yè)仍看好溶劑型的聚酯漆市場(chǎng)和高固體分低粘度的硝基木器漆市場(chǎng)。(2)有些涂料企業(yè)因產(chǎn)品繁多,資金運(yùn)作困難,舍不得,或者說難以抽出資金來組織工程技術(shù)人員進(jìn)行水性木器涂料的研發(fā)、營(yíng)銷。(3)有些涂料企業(yè)已開始從事水性木器涂料的研究,但因諸多因素的影響,產(chǎn)品推向市場(chǎng)的速度不快,或者說力度不大。
由于水性木器涂料生產(chǎn)企業(yè)的促銷力度不夠大,消費(fèi)者對(duì)使用溶劑型木器涂料的思維定勢(shì)的作用力還較強(qiáng),短期內(nèi)觀點(diǎn)還難以轉(zhuǎn)變,這也是水性木器涂料市場(chǎng)不旺的主要原因之一。有少數(shù)消費(fèi)者甚至提出:用水做的木器涂料能行嗎?的疑問。因?yàn)樗阅酒魍苛蠈?duì)金屬包裝罐內(nèi)壁有腐蝕,一些涂料企業(yè)用PVC袋子作為內(nèi)襯進(jìn)行包裝,再加上冬天氣溫的驟降使得水性木器涂料呈凍融狀,透明清晰度也不理想,造成了開罐外觀欠佳,難以與溶劑型木器涂料相比。這也是消費(fèi)者難以接受的幾個(gè)原因。
因此,經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑CY-171改性的水性涂料一定會(huì)成為市場(chǎng)的首選產(chǎn)品。