水性木器漆的配方设计与施工研究

李彩霞，陈锦江

（嘉宝莉化工集团股份有限公司，广东新会 529164）

传统木器漆采用溶剂型漆，挥发性有机溶剂含量大。生产和使用涂料时，会释放大量有机物化合物。国家环保法规限制挥发性有机物、环境保护问题，导致溶剂型木器漆应用影响大，因此水性木器漆成为涂料生产企业研发重点。水性木器漆，以水为稀释剂，与溶剂型木器漆的差别大，配方体系比较复杂，必须合理选择树脂，优化配置助剂，才可以获得高性能涂料。

1 水性木器漆分类与特点

按照施工顺序，可以将水性木器漆划分为水性腻子、水性封底漆、水性面漆。按照面漆颜料含量，划分为清漆、着色漆。按照面漆光泽度，划分为高光型、半光型、哑光型。

1.1 水性腻子

水性腻子刮涂，可以填补木材表明孔隙，提升基材表面平滑度。针对水性腻子，性能要求在于提升透明度、加强耐水性，提升附着力与强度，减少脱落影响。同时，腻子应当存储稳定，不分层。

1.2 水性封底漆

封底漆，是基材和面漆间过渡层，可以加强涂层、基材附着力，避免面漆渗透到基材孔隙，对漆膜美观性与平整度造成影响，使漆膜产生裂缝。封底漆应对基材表现出良好湿润性，且渗透性能显著，在基材中形成均匀漆膜，不会对漆膜间附着力造成影响。因此，需选择玻璃化温度中等、小粒径的树脂，作为制备封底漆的基料。

1.3 水性木器面漆

在底涂层涂覆面漆，可以对木材进行装饰与保护。面漆漆膜硬度高，外观性良好，表面无缺陷，能够提升光泽度与丰满度，抗划伤效果显著，同时可以加强耐酸碱、耐水、耐污渍等效果。

2 水性木器漆的配方设计

2.1 树脂选择

水性木器漆树脂，包括水性醇酸、丙烯酸乳液、水性聚氨酯等。其中，水性醇酸树脂，丰满度与流动性良好，然而干燥速度缓慢，涂膜硬度低，耐候性不足。丙烯酸乳液，具备耐光性、耐候性优势，且干燥速度快。但是，丙烯酸乳液成膜后，柔韧性、抗回黏性、耐水性不足，需要应用新型聚合技术，优化改善材料性能。丙烯酸乳液成本低廉，因此应用率高。水性聚氨酯，具备低温成膜性良好、丰满度高、抗化学品等优势，但是成本高，多应用到高档水性木器漆生产中。

2.2 消泡剂选择

水性木器漆树脂，表面包含活性剂，所以会产生大量气泡。在生产期间，高速分散、搅拌、喷刷等操作，使用湿润剂也会产生气泡。当产生大量气泡后，由于生产操作难度大，会影响设备利用率，对产量影响大。装罐时，气泡需要多次灌装，避免漆膜残留气泡，对木器漆装饰效果、耐久性产生影响。所以，正确选择消泡剂，能够确保水性木器漆使用效果。

消泡剂作用机理，在于通过润湿渗透至表面活性薄层中，并且在薄层中扩散，导致泡沫表面张力不平衡。消泡剂应当与涂料具备不相容性。如果二者相容，则不会渗透到薄层中，影响消泡效果。相容性较差时，尽管可以起到消泡效果，但是也会出现表面缺陷，比如缩孔问题。常用消泡剂涉及有机硅类、矿物油类。矿物油类消泡剂，被广泛应用到乳胶漆中，消泡效果不佳，但是成本低廉。该类消泡剂，当漆膜干燥时，内部矿物油会浮在表面，致使漆膜表面发黑。在矿物油类消泡剂中，包含大量疏水颗粒，对漆膜光泽影响大，所以很少应用到高光漆中。有机硅类消泡剂，消泡效果良好，价格高。在选择该类气泡时，注重水颗粒、体系的混容性。

2.3 增滑剂选择

增滑剂可以改善漆膜平整度，提升表面平滑度，加强抗回黏性，手感好。增滑剂可以与消光粉联合应用到哑光漆中，完善漆膜性能，加强漆膜消光效果，明显改善耐污性、耐磨性与耐水性。常用增滑剂包括水乳类、有机硅类，水乳型增滑剂，粒径分布不同，则消光效果不同，不仅可以应用到哑光漆中，也可以应用到光漆中。在选择增滑剂时，应当关注体系相容性。如果使用不合理，就会出现缩孔、气泡等问题，对漆膜再涂性影响大。水乳类增滑剂，聚烯烃蜡添加量为5%。

2.4 消光剂选择

水性木漆面漆，可以划分为平光漆、哑光漆、光漆。平光漆、哑光漆光泽柔和，保留底材花纹与颜色。水性木器清漆，会添加消光剂，起到消光效果。消光机理在于降低涂膜表层平整度，导致光纤漫反射，从而降低反射光强度。将超细填料添加到面漆中，可以增加颜色浓度，降低涂膜光泽。常见消光剂包括无机型、有机型。其中，有机型会影响涂膜再涂性，相应限制添加量，影响消光效果。无机类折射指数接近于树脂，会影响涂膜透明度。

在不同体系中，即使应用同一种消光剂，也会起到不同作用。注重分析消光剂的分散度、消光效果、漆膜透明度。比如在丙烯酸乳液中，选择触变性小、容易分散的消光粉，避免乳液过度搅拌出现絮凝。当消光剂含有水分时，则触变性小，容易分散，此时要增加使用量。由于乳液具备触变性，所以消光粉不会沉降。

2.5 其他助剂

水性木器漆配制时，需要添加其他助剂。比如，杀菌剂能够避免涂料、涂膜霉变，但是要选择低毒、无毒杀菌剂。注重匹配树脂，避免出现絮凝现象。在室外装饰中应用水性木器漆，紫外光能够透过清漆膜，导致木材黄变。添加紫外光吸收剂，能够减缓紫外光破坏影响。水性木器漆固含量约为40%，水含量占比大。冬季存储保管时，必须注重防冻处理。水性木器漆，可以选用二元醇防冻剂，二元醇具备较强吸水性，且涂膜内的逃逸速度缓慢。将二元醇应用到水性木器漆中，可以降低成膜温度，延长湿边时间，提升涂料流平性，避免出现接头现象。优化配方设计，应当按照气候环境、使用季节等因素，合理控制防冻剂添加量，约为总涂料使用量的1%～2%。

3 水性木器漆的配方设计

3.1 封底漆配方设计

封底漆性能要求如下，对木材渗透性强、湿润性良好、附着力强、打磨性良好等。丙烯酸共聚物具备光稳定性、快速干燥性优势，且流动性、透明性、低温柔韧性良好。材料成本低廉，粒径小，玻璃化温度适宜，因此可以将丙烯酸乳液作为封底漆树脂。在选择助剂时，基材湿润剂可以降低体系表面张力，加强木材湿润性与渗透性，不断提升层间附着力。消泡剂性能要求为相容性良好，具备较强的消泡能力。

3.2 水性木器透明腻子

水性木器透明腻子，配方设计如下，乳液选择、填料种类、颜基比、打磨性良好。树脂是最主要成膜物质材料，性能优势对腻子使用性能影响大。水性木器透明腻子所用树脂，必须确保附着力强、填料湿润度、耐水性强。透明腻子颜料体积浓度，对腻子附着力、透明度影响大，还会对腻子膜打磨性造成影响。

滑石粉的透明度、打磨性强，可以增加腻子滑爽度。使用极低PVC时，碳酸钙、沉淀硫酸钡透明度良好，增加适量硬脂酸锌，可以加强腻子膜打磨性，不会对透明度造成影响。

4 水性木器漆的制备

4.1 水性透明腻子制备

在制作期间，需要添加玻璃粉，提升涂膜打磨性，注重打磨剂和乳液相容性。首先，将材料置入指定容器内，快速搅拌处理。之后，混合不同材料，时间控制为5min。然后，加入去离子水，促使材料分散，时间约为15min。最后，加入所有材料，并且旋转搅拌处理，使其分散开，之后停止搅拌。

4.2 水性底漆制备

首先，正确称量丙烯酸乳液，之后进行搅拌处理。其次，组合多种原材料，5min搅拌一次。分散至20min时，降低分散速度。最后，合理控制转速，通常为400r/min，之后加入DSX2000，优化调整钻度。停止搅拌处理后，放料。

4.3 水性面漆制备工艺

称量水性聚氨酯，之后进行搅拌，合理控制搅拌速度。组合不同原材料，通常为5min/次。转动速度为800r/min，时间为20min。降低分散速度，为400r/min，之后再放料。

5 水性木器漆施工研究

5.1 刮涂腻子

根据样板选择合适的腻子。透明腻子用于封闭式透明涂装，也可以根据样板颜色适当调整腻子颜色。实色腻子用于封闭式实色涂装，一般根据样板调腻子的颜色。该道工艺主要用于填充木材导管，减少底漆的用量。通常腻子需要过夜干燥。

5.2 基材处理

用240目干砂，将木质基材打磨平整，去掉表面的毛刺、油污，清理干净并吹扫表面浮灰。该道处理可以增强基材与底涂的附着力。若刮涂过腻子的，需要把腻子层打磨平整。

5.3 封闭底漆

封闭底漆一般不需要兑水，直接使用。通常有水性和醇溶性两种类型，前者是纯水性的，后者是用酒精作为溶剂。对容易涨筋的木材，如黑胡桃、橡胶木、红橡等，建议用醇溶性封闭底漆。其他可以选用水性封闭底漆。醇溶性封闭底漆有酒精气味，水性基本无味。该步骤可以有效防止木材涨筋、封闭单宁酸，同时增强底漆与基材之间的附着力。底漆兑水比例，开放涂装15%～20%，封闭涂装5%～10%。根据需要可以施涂多遍，每一遍的待干时间要充分，施涂下一道之前要打磨平整，建议用320目或400目的干砂。通常单组分可打磨时间在2h，双组分需要4h以上。该步骤主要是提高涂膜的丰满度和填充性。

5.4 面漆

面漆兑水比例，开放涂装20%～30%，封闭涂装10%～15%。根据需要可以施涂2遍。面漆需要有足够的流平时间，流平时的温度最好在20～25℃，相对湿度在65%～75%，流平时间30min，并控制环境洁净。面漆待干时间相对较长，通常需要在8～12h。面漆主要提供装饰性、表面抗性等。

6 水性木器漆常见施工弊端与处理方案

6.1 刷痕问题

（1）产生原因：①漆料施工黏度大，致使漆料流平效果不佳，极易出现刷痕；②涂刷毛刷柔软度不足、长度不足，从而出现刷痕；③施工操作中，存在多次涂刷情况，涂料在涂刷过程干燥。当来回涂刷次数较多时，则会影响后期漆料流平能力，从而产生刷痕；④首次涂刷之后，后漆膜未干透就开始二次刷漆，从而出现刷痕；⑤施工环境干燥度大，漆膜表面干燥速度快，导致流平时间不充足，产生刷痕问题。

（2）处理方案：①由于黏度过高所致刷痕，施工操作期间要遵循产品说明书，对漆料进行稀释处理，同时将施工黏度控制在合理范围内，喷涂施工黏度时间为18s；②使用细毛刷施工，采用轻涂刷方式，基于源头控制粗痕出现；③减少来回涂刷；当漆膜未干透时，严禁二次涂刷；避免在干燥环境内施工，确保环境湿度大于30%。

6.2 流挂

（1）原因分析：漆料施工黏度低；一次性涂刷厚度大；喷涂流量大，小面积出漆量多；施工操作时，空气湿度高，会降低流量。

（2）处理方案：施工操作期间，按照产品说明书，做好漆料稀释，同时将施工黏度控制在标准范围内。在选择施工工具时，以细薄羊毛刷为主，防止一次性厚涂。合理控制施工环境湿度与温度，确保温度高于5℃，湿度处于30%～80%，喷涂施工时，将喷枪流量控制在合理范围内。

6.3 缩孔

（1）产生原因：施工基材污染，存在油漆、杂质；未处理好基材旧漆、罩面漆，即刻开展后续施工；两组漆施工施工间隔长。

（2）处理方案：对于基材污染情况，施工之前必须做好清洁处理；施工之前，充分打磨旧漆膜；缩短两组漆膜施工间隔，当条件不允许时，则充分打磨上一道漆膜。

6.4 裂纹

（1）产生原因：施工环境温度，明显达不到水性木器漆成膜温度；漆膜厚度大；基材收缩或裂缝。

（2）处理方案：施工环境温度大于5 ℃，减少厚涂，漆膜施工控制在标准厚度内；选择优质基材，注重基材填充处理。

6.5 漆膜发白

（1）产生原因：施工环境湿度大，温度不足；漆膜厚度超标，底层漆膜未干透，从而导致漆膜发白。

（2）处理方案：减少不良环境施工。合理控制施工温度，确保漆膜在优质环境成膜；合理控制漆膜厚度，防止一次性涂刷厚度大。

7 施工注意事项

相比于油漆来说，水性木器涂料工艺差别非常大。油漆一般为双组分，具备固化剂与基料，油漆工经验丰富。但是，水性木器涂料多为单组分，施工操作要求非常高，必须组织施工操作人员接受专业化培训。一般来说，水性木器涂料喷涂工艺简单，配方要求较低。由于涂料工艺对底面湿润反应小，小喷点可以迅速附着在涂层上，固化成膜，此种技术工艺可以应用到家庭装修中。涂刷所用走刷法，属于大范围施工行为，底材局部表面能力、表面活性，对面漆、底漆湿润性能影响大。面涂配方为关键要素，因此在设计面漆配方时，必须深入分析施工工艺、底层作用，选择适宜喷枪与喷嘴，控制喷量与距离跨度。此种技术可以应用到家装涂料市场、工厂加工操作中。使用上述理论与方法指导配置面涂，能够满足各项性能要求，比如湿润性、易施工性、重涂性等。所以，水性木器涂料施工操作期间，所遵循和注意的施工事项如下：

（1）基材处理：木材含水量大于12%，如触摸潮湿感，则严禁施工。保证木材基材平整干净，表面无杂质。

（2）木工施工之前，做好底材处理，使用底漆封闭，之后再进行施工操作。

（3）腻子刮涂：基材处理之后，如果表面粗糙，则刮涂透明腻子（1～3遍），时间间隔2h，确保整层间刮涂均匀性。腻子刮涂操作时，无须稀释腻子，在涂刷底漆之后刮涂腻子，可以确保平整度。涂刷底漆之后，间隔4h，干燥之后，使用800目砂纸打磨，底漆使用清水（10%）稀释。

（4）木材涂刷水性漆前，针对已涂刷油性底漆，需要打磨油漆底，使用360目砂纸打磨，去除表面杂物后，才可以涂刷水性底漆，以免对漆膜附着力造成影响。

（5）施工涂刷底漆，针对粗糙基材，使用360目砂纸打磨，去除粉尘之后，涂刷底漆，避免对后期施工效果造成影响。粉尘进入木纹内部，则使用毛刷处理。

8 结束语

在应用水性木器漆时，注重优化配方设计，施工技术创新，以此保障木器漆使用效果，扩展市场发展前景，值得推广应用。