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，還具有較高的環保系數。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)有節疤、木質軟，易開裂變形，不能承受太重的質量，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代家具板材，被公認為世界上用途最廣泛的輕質硬木實木之一，其木質結構粗且均勻，具有天然象牙色調，花紋美觀，材質細致較硬，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相配合，適合制作各種造型優美、曲線柔和的產品[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，盛產于東南亞國家，國內產于海南、云南及廣西、福建一帶。目前國內市場上，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　結果與討論

3.1　水性清漆涂裝

橡膠木屬于環孔闊葉材，被公認為世界上用途最廣泛的輕質硬木實木之一，經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。本小節主要探討了配方設計、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鍵組成部分，清底漆的封閉性能與水性樹脂有著密切的關系。在配方設計時，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、優秀的滲透性和低成本比較困難。在涂料領域中，樹脂復配技術目的是為了解決高玻璃化轉變溫度(Tg)樹脂難成膜的問題，并已形成了一定的理論體系，目前也有部分產品在建筑涂料行業實現了商業化應用。

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

由表4結果可知，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質量分數的增加而增強。這是因為PU分散體的低粒徑和優異的滲透性，能夠很好地滲入橡膠木導管，并對木質纖維進行膠固；另外，PA因其多重交聯技術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　配方設計對防漲筋性的影響

不同的木材，由于其生長環境不同，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，漲筋情況表現出顯著的差異。類似松木與杉木這類軟木，漲筋現象較嚴重，在設計底漆配方的時候盡量走快干、高固含量的思路，通常可以有效地解決漲筋的情況；而對于橡膠木這類輕質硬木，高固含量底漆思路卻不再適合。由表5結果可知，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

橡膠木屬于環孔闊葉材，表面充斥著木質纖維和導管，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，在配方設計時還需要優選基材潤濕劑、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。經驗表明：較低的施工黏度與合適的濕膜厚度會獲得更優的滲透、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水中，而遷移至涂膜表面；其次，水性涂料早期交聯密度低、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，更易出現滲色現象，是橡膠木家具廣泛水性化涂裝需要解決的重要問題。本小節主要探討了水性樹脂類別及抗滲色助劑對抗滲底漆封閉性能的影響，結果如表6。

可知水性丙烯酸樹脂的交聯方式及交聯密度對抗滲色性有直接的影響，即高金屬交聯丙烯酸樹脂＞陽離子樹脂＞高交聯密度丙烯酸樹脂＞低金屬交聯丙烯酸樹脂＞普通丙烯酸樹脂。上述實驗也表明，在金屬交聯樹脂中加入抗滲色助劑，其作用并不明顯，而在普通的水性丙烯酸樹脂中加入抗滲色助劑，在一定程度上可以減輕滲色現象，但不能徹底杜絕滲色現象。另外需要注意的是在陰離子乳液中加入抗滲色助劑，易造成穩定性變差的問題，因而在配方設計時需要格外留意。高金屬交聯樹脂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　語

基于橡膠木家具水性涂料涂裝，借鑒水性建筑涂料領域乳液復配技術的思路，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，研究發現：

(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質量分數的增加而增強。

(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的滲透性和流平效果，繼而表現出更優的防漲筋性能。

(4)淺色或白色涂裝時，金屬交聯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滲色助劑，可以減輕滲色現象，但容易導致體系穩定性變差；在金屬交聯樹脂中加入抗滲色助劑，對提高封閉底漆的抗滲色性，作用并不明顯。

橡膠木具有雙重經濟價值(膠乳和木材)，且種植技術已成熟，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的日趨完善和成熟、阻礙水性木器涂料大面積應用相關難題的逐一攻克、相關環保法律法規相繼出臺，我們相信世界因水性涂料會更加的美好。