水性木器漆的进展及市场.pdf

!市场调研陈!强!（专业化学产品公司上海办事处，#$）!摘!要：阐述了水性木器漆的发展历程及水性木器漆用树脂的类型。比较了木器漆用的各种水性树脂与溶剂型树脂及其配制木器漆的性能指标。介绍了欧洲水性木器漆的市场现状。关键词：水性木器漆；溶剂型木器漆；进展；市场中图分类号：%&()!文献标识码：*!文章编号：#$(+,(-（#(）#$+#,$+#,!引 言自#世纪,#年代，./0123415 首次制备阳离子水性聚氨酯以来，到现在双组分水性聚氨酯树脂用于木器漆，水性树脂技术已经历了#多年的发展历程，但作为成熟的技术用于木器（包括木器家具和地板等）涂装和保护却经历了漫长的发展过程：-6)#年，第一代水性醇酸树脂开发成功；第一代阴离子型水性聚氨酯开发成功；开始将水性丙烯酸+聚氨酯共混体系用于木质地板漆。-67#年，水性丙烯酸+聚氨酯共混体系在瑞典、挪威、丹麦被迅速推广并商品化。-67)年，所有的欧洲国家开始使用水性透明地板漆，并首次开发出水性聚氨酯+丙烯酸共聚树脂。-676 年，水性聚氨酯+丙烯酸共聚树脂在欧洲商品化。-66 年至今，开发出新一代水性树脂；无助溶剂体系；非乳化剂体系（非皂化）：自交联树脂体系；双组分体系；水性 89 固化树脂体系。#水性木器漆用树脂的类型水性树脂技术经过几十年的发展和市场验证，已成功地用于木器漆，其主要类型有醇酸类、丙烯酸类、聚氨酯类及双组分丙烯酸+聚氨酯类。#$#醇酸类水性醇酸树脂的成膜机理类似于传统溶剂型醇酸树脂的干燥成膜，其组分中的不饱和脂肪酸通过氧化固化成膜。因此水性醇酸树脂漆无须添加助溶剂（成膜助剂），使挥发性有机化合物（9:;）有可能减为零。目前采用的水性醇酸树脂已非传统单一的醇酸体系，一般为自乳化型且经过丙烯酸或聚氨酯改性。水性醇酸树脂具有良好的渗透性（因其相对分子质量较小）、流动性和丰满度，多用于生产色漆，特别是装饰性漆。但由于其干性较差，保光性不好，所以现在许多公司正在开发新型络合催干剂，以改善其干性并用丙烯酸或脂肪族聚氨酯乳液提高其保光性。#$%丙烯酸类该类包括苯乙烯+丙烯酸共聚树脂类，因其成本低，玻璃化温度高，硬度高，这类产品多用作打磨底漆，也用于要求不高的装饰性涂料或临时保护涂料。目前，在水性丙烯酸树脂合成中常用的技术已由传统的单相聚合法发展为多种成熟的技术，包括单相3/(!?/$#(年$月.*?%A;:*%?B0?C80%DEF4G/#(!高，低温下漆膜较脆，且硬度较差，特别是初期抗粘连性差，不适合配制高品质木器漆。而采用常温自交联乳液，在提高干燥速度及抗粘性等方面都有突破性的进展。目前，#$%#&(&公司已经开发出一种无表面活性剂的核)壳丙烯酸乳液（#$#*+,-.)/0），其123 接近“4”，但却有很好的成膜性。由于该乳液没有使用表面活性剂，为解决制漆及施工时出现的气泡问题提供了一种捷径。!#$水性聚氨酯类聚氨酯分散体是一类分散在水中溶胀的聚氨酯粒子，其聚氨酯的水性化主要是通过乳化剂或在聚合物的主链上引入亲水基团，生成的聚合物主链上含有532,2的多重结构单元。水性聚氨酯的粒径大多为 46 4/7 8!9，较丙烯酸类乳液的粒径小。水性聚氨酯分散体为单组分，且无游离的异氰酸酯，无毒，室温成膜，可使体系中的共溶剂降为“4。”虽然其相对分子质量很高，但粘度较低，易加工，施工方便，其机械性能可与溶剂型媲美。选择不同种类的单体及合成工艺可以制得从软到硬不同特性的产品。如使用:;-:?3 公司）合成的聚酯 醚类水性分散体，其硬度可达 A5，但仍具有很好的柔韧性，且可在低温下成膜，用于地板漆中具有很好的抗粘性能及耐黑鞋印性。但相对成本较高，一般用于性能要求较高的涂料体系。自 B4 世纪 C4 年代，水性聚氨酯分散液开发成功并商品化以来，全世界已有很多公司掌握并发展了这项技术。目前，商品化的聚氨酯分散液有阴离子型、阳离子型和非离子型 A 类，其中阳离子型是最早开发成功的，由于其较好的渗透性，多用于皮革及纺织工业；涂料工业中大多使用阴离子型聚氨酯分散体。在聚氨酯合成过程中引入不饱和脂肪酸，再在成膜过程中加入金属类催干剂（钴、锰、锌、钙盐），即可制得自交联聚氨酯分散体，如%#DEE$,F 公司的 GH#(I&$,J KC。但这类自交联分散体的催干剂在调漆时才能加入，很不方便，而且也不易控制。如果在聚氨酯合成中就将催干剂预先加入，可大大方便制漆工艺，而且产品的质量更加稳定。如#$%#&(&公司的#%#L%K04A（芳香族）、#%#L%B44/（脂肪族）就属于这种类型。另外一种提高水性聚氨酯分散体的物化性能的方法是在施工前加入诸如氮丙啶、碳化二亚胺、三聚氰胺等外交联剂。成膜后强度增大，耐溶剂性明显提高。但这类交联剂只适合于工业涂装，其主要原因是交联 剂 本 身 的 反 应 性 较 强 等。如#$%#&(&的3*$&M(N#*3-)/44 属于三官能团的氮丙啶，广泛用于水性丙烯酸聚氨酯等含有322 基的水性体系中，可明显提高漆膜的物化性能。虽然水性聚氨酯分散体具有很好的物化性能，但因其成本较高，限制了它的推广和使用，所以通常用其与相对成本较低的丙烯酸乳液复配。但应指出的是，多数水性聚氨酯分散体只能与有限的丙烯酸乳液相溶，涂料配方师在使用混合技术时要慎重且反复实验。!%$聚氨酯&丙烯酸共聚树脂虽然水性聚氨酯分散体具有突出的耐磨性、耐化学品性，但用于木器漆还受到很多限制：首先是成本高；其次它对木材的润湿性、对颜料的分散性较差，且芳香族聚氨酯的耐候性也不尽人意。丙烯酸树脂有优异的耐候性，对底材和颜料良好的润湿性，将其与聚氨酯树脂共混（也称为冷拼的方法），虽取得了一定进展，但效果并不十分明显。B4 世纪 O4 年代末，利用核)壳聚合技术将丙烯酸接枝到（芳香族）聚氨酯链上，合成了一种新型水性聚氨酯)丙烯共聚树脂（如#$%#&(&公司的#$PQD?/4R），其机械性能超出共混体系而接近聚氨酯树脂，耐溶剂（如醇）性超出共混体系，耐化学性能与亚酰胺交联剂固化的体系相当，且成本与共混体系相当。在此基础上，#$%#&(&公司又开发出自交联型聚氨酯)丙烯酸共聚树脂#$P$S?/B8，其共溶剂大大降低，123 减少，且增强了耐化学品性、耐沾污性和耐溶剂性。!$双组分水性聚氨酯双组分水性聚氨酯涂料中，一组分为含羟基水性分散体，另一组分为水可分散的多异氰酸酯聚合物，两组分混合后，含羟基的组分与异氰酸酯发生反应，同时还有水和其他羟基与异氰酸酯的竞争反应发生，但水与异氰酸酯的反应要在/7B E 后才发生。施工后，水及助溶剂开始挥发，使粒子紧密接触，异氰酸酯与羟基的反应大大增强，同时由于水也参与反应，生成 32B而导致大量气泡，这种气泡在成膜前逸出。苯乙烯有利于漆膜硬度的早期形成，而且固化干燥加快，所以含羟基的丙烯酸乳液中常常引入苯乙烯成分（即苯乙烯)丙烯酸乳液）。另外，小粒径的丙烯酸0R陈强：水性木器漆的进展及市场!粒子有利于提高漆膜的硬度和外观，而且可以使反应速度加快，从而提高羟基的利用率。与双组分溶剂型聚氨酯涂料相比，水性双组分聚氨酯木器漆的#$可减少%&()&，且其干燥速度、光泽、物化性能和适用期都可适应工业化的要求。水性双组分聚氨酯木器漆的*$#+#,比通常为-(-./，过多的*$#会使涂料的适用期太短。理论上，*$#+#,为-时，涂层性能与溶剂型双组分体系相当，但实际操作时，考虑到有一部分*$#要和水及其它#,反应，需增大*$#的比例。水性双组分聚氨酯中的表面活性剂、羟基组分均会导致漆膜对水的敏感性。水相本身及空气中的水汽会在成膜过程中产生$#0，导致漆膜起泡、缩孔、失光等，所以目前双组分水性聚氨酯木器漆尚未达到商品化的水平，尚需一定的时间去改进和调整。使用*1231456 公司的*12$789:;-&（含#,的苯乙烯 817 公司的=8?8A7BC D-&或 3?25 公司的 3?22E2F GH 0-&0，可配制双组分水性木器漆。各种水性树脂的性能+价格比较见图-。图-!各种水性树脂的性能+价格比较各种水性树脂与溶剂型树脂的性能比较见表-。水性树脂和溶剂型树脂配制地板漆的性能比较见表0。水性木器漆与工业木器漆的性能比较见表 D。表!各种水性树脂与溶剂型树脂性能比较!检 验 项 目芳香族聚氨酯 丙烯酸树脂脂肪族聚氨酯 丙烯酸树脂聚氨酯 苯丙乳液共混（DI-）聚氨酯 苯丙乳液共混（-I-）溶剂型聚氨酯 醇酸树脂成膜温度+JK-&0L0&(M0&(M固含量+D/D/N&(N/N&(N/;O65P 硬度+4NDM&%&%M%DM&Q光泽L0%/LN%)L%表干时间+R56D/D/%&-&-0&干膜性能好好好好轻微黄变湿膜搭接时间+R56-0-0-0-ND0拉伸强度+L/D/%DL0&耐化学性好好一般一般好表#水性和溶剂型地板漆性能比较!检 验 项 目聚氨酯 丙烯酸树脂（水性）自交联聚氨酯树脂（水性）双组分聚氨酯树脂（水性）醇酸改性聚氨酯树脂（溶剂型）双组分聚氨酯树脂（溶剂型）#$低低低高高气味低低高高高涂层丰满度低低高高高硬度+4-M&S0&(0&(-/&S0&耐磨性+RPK/&-/-D/)&(-&K/&抗划伤性+次SN&SN&SN&-&(0&SN&耐水性优异优异优异优异优异耐醇性一般良好优异优异优异耐清洗剂性优异优异优异优异优异抗黑鞋印性一般良好优异优异优异N%陈强：水性木器漆的进展及市场!表!水性木器漆#工业木器漆的性能比较!检验项目自交联丙烯酸树脂（水性）自交联聚氨酯树脂（水性）聚氨酯 丙烯酸树脂（水性）新型聚氨酯 丙烯酸树脂（水性）无表面活性剂丙烯酸树脂（水性）硝化棉（溶剂型）酸固化树脂（溶剂型）双组分聚氨酯树脂（溶剂型）#$%低低低低低高高高气味低低低低低高高高涂层丰满度低低低低低非常低高高耐醇性良好优异优异良好良好一般&良好优异优异耐清洁剂性良好良好优异良好良好良好优异优异耐水性优异优异优异优异优异一般&良好优异优异抗热杯印良好优异良好良好良好良好优异优异润湿性能良好优异良好优异优异良好优异优异抗粘结性能良好差一般优异一般优异优异优异$欧洲水性木器漆市场现状目前，欧洲民用漆已经达到较高的水性化水平。(年欧洲民用漆总产量为)*万+，其中水性漆达,-*万+，占.,/，而水性内墙漆占 0,/1(*/。在英国护墙板用水性色漆已占室内木器漆的(/，北欧和德国分别达到 0)/和.*/。(年欧洲室内地板漆消费量为-万+，北欧国家地板漆的水性化达 0*/，德国、奥地利等国家为2*/。,*年欧洲木器漆市场分布见图,。图,!,*年欧洲木器市场分布图（3*456）自从(2 年美国加州第一次将#$%控制以立法的形式出现，世界各工业发达国家都相继制定#$%释放的各种限定。欧洲在(2 年出版了溶剂释放导则，其中规定了到,*.年，#$%的释放要下降 2./（与(*年相比）。有些欧洲国家还专门针对涂料制定了具有针对性的法规，如丹麦和瑞士的漆罐标识（789:+%8:;89:?）的规定，英国的控制溶剂汽油使用的规定（%:+A B CD9+=EF9A9+GHFIJA=）。另外，有些国家的行业或企业家协会也自觉地规范自己的行为而达成有关协议，为降低#$%作出努力，如瑞典和芬兰涂料协会规定，禁止使用溶剂型内墙涂料。当然其中最著名的是德国的蓝天使标志（KJ=L:?=;8）及 G%$标志（G%$;8）。蓝天使标志：游离单体：$-*M*,1-*M*)；甲醛$*M*,1*M*)；不含重金属及有害物质；所有增塑剂必须符合 NOL&KPL 认可；#$%最大容许：$*/（质量分数）。按照德国的分级标准对于挥发物的规定（表,）：一级品$*Q-/（质量分数）；二级品$-/（质量分数）。表$德国对挥发物的规定类别说!明#$%的质量分数&/类 防渗剂、底漆及固含量低于,*/的产品$,类!透明底漆、透明面漆、透明地板漆等，固含量大于,*/的其他类底漆$0!)类 固含量小于)*/的瓷漆$03 类!固含量大于 3*/的水可稀释型清漆、有色及其他类型的有色清漆$*!-类 固含量大于 0-/的高固含量清漆$-!G%$标志：#$%：光泽$3-R的平光清漆，#$%$)*?&；光泽 S3-R的有光清漆，#$%$,*?&；挥发性芳香族碳氢化合物的含量：!：%*Q,/（质量分数），：$*Q-/（质量分数）；重金属及有害物质含量：禁止使用含有致癌物等产生有害物质的成分，禁用重金属（7、%T、%A、#、U?等），不含对环境有害的增塑剂，配方中使用的杀菌防腐剂等有害物质的含量低于配方总量的*Q/。收稿日期!,*)*)*通信地址!上海华山路)2 号玉嘉大厦 0G 专业化学产品公司上海办事处联系电话!).*2(.-330陈强：水性木器漆的进展及市场水性木器漆的进展及市场水性木器漆的进展及市场作者：陈强作者单位：专业化学产品公司上海办事处,200052刊名：涂料工业英文刊名：PAINT&COATINGS INDUSTRY年，卷(期)：2003，33(5)被引用次数：14次 相似文献(8条)相似文献(8条)1.会议论文 王兆安.曹绪梅.田育廉 国产水性木器漆的性能提高及市场推广 2007 国产水性木器漆经过十余年的改进和推广,已初步被市场认可.其最大优势在于环保,最大的劣势在于性价比太高,虽然比进口水性木器漆甚至溶剂型木器漆有某些竞争优势,如果一直在价格、施工应用及营销宣传上没突破和创新,终难在市场上形成气候.一种技术不能变成产品,一种产品不能变成畅销的商品,那么这种技术和产品即将会失去市场意义.反思一下,国产乳胶漆在和马赛克、瓷砖以及106涂料的竞争中屡屡受挫,不正是前车之鉴吗?那么乳胶漆又是如何形成当今的大好局面呢?我们仅把山东省产的几种水性木器漆树脂及成品和市场上某名牌溶剂型木器漆进行对照性能测试,重点在施工效果和施工材料成本上进行比较.我们认为从施工效果上水性木器漆并不比溶剂型木器漆差.然而不是消费者不想用环保产品,而是环保的代价超出了普通消费者所能接受的程度,所以水性木器漆的价格定位要多考虑广大普通消费者.本文内容包括：1 水性和溶剂型木器漆技术标准的不同点 2 几种水性木器漆和溶剂型木器漆施工性能和消耗定额的比较 3 结语2.会议论文 崔新岳 浅谈水性木器漆在室内装饰中的应用 2008 水性木器漆以低毒、无味、节能、环保等特点已越来越受到高档场所及高层消费者的青睐。近年来，己广泛地应用于高级宾馆、饭店、大型工程项目的建设及高级住宅的室内装饰。同时也引起了政府部门的高度关注，无可争议地成为未来室内装饰用漆的发展方向。但由于目前水性木器漆在个别性能指标方面还不能达到溶剂型木器漆的质量要求，加上受施工性能、施工人员技能、销售价格过高等因素的影响，水性木器漆在装饰漆市场的份额还相当少，远远低于溶剂型木器漆的应用，而且主流品种多以单组份、中低档次的产品为主，这样大大的制约了水性木器漆的市场推广及技术发展。本文通过对室内装饰漆应用的相关技术分析,阐述了室内装饰用水性木器漆的性能特点及应用关键。3.会议论文 史立平.孔志元.何庆迪.殷武.朱柯 浅谈水性木器漆的配方设计 2005 传统的木器漆通常为溶剂型漆,从早期的酚醛漆、醇酸漆、硝基漆到目前用量最大的聚氨酯漆,都含有大量的挥发性有机溶剂,在涂料的生产和使川过程中释放出大量有害的有机化合物(VOC)。随着各国环保法规对VOC的限制及对环保的重视,溶剂型木器漆受到前所未有的挑战,水性木器漆应运而生,并成为众多科研单位及涂料生产企业追逐的热点。水性木器漆以水为主要稀释剂,有别于传统的溶剂型木器漆,其配方体系是一个非常复杂的体系,除了要正确选择树脂外,还需要对诸多助剂进行合理选择和匹配,才能获得性能比较满意的涂料。本文针对目前市场上常用的木器透明面漆,谈谈水性木器漆的配方设计思路。4.期刊论文 史立平.孔志元.何庆迪.殷武.朱柯 浅谈水性木器漆的配方设计-上海涂料2004,42(3)水性木器漆是一个特殊的体系,有别于传统的溶剂型木器漆.应对其配方中所用树脂及各种助剂作出合理选择,才能获得较好的综合性能.5.会议论文 史立平.孔志元.何庆迪.殷武.朱柯.南璇.张保利 浅谈水性木器漆的配方设计 2003 水性木器漆是一个特殊体系,有别于传统的溶剂型木器漆.应对其配方中所用树脂及各种助剂作出合理选择,才能获得较好的综合性能.6.期刊论文 宁超峰.潘施宏.陆亨荣.汪维 水性聚氨酯木器漆性能及应用研究-化学建材2003,19(1)本文介绍了水性聚氨酯分散体的合成技术,及由合成的聚氨酯分散体配制的水性木器漆的各项性能.研究结果表明:水性木器漆的硬度高、耐磨损、耐化学侵蚀,其性能完全可以与溶剂型木器漆相媲美,并且具有很低的VOC挥发量.简单介绍了水性聚氨酯木器漆的施工方法.7.会议论文 宁超峰.潘施宏.陆亨荣 水性聚氨酯树脂的合成及其木器漆性能研究 2004 本文介绍了水性聚氨酯分散体的合成技术,及由合成的聚氨酯分散体配制的水性木器漆的各项性能.研究结果表明:水性木器漆的各项性能达到或超过国外产品的水平,在硬度、耐化学性方面尤为突出;其性能完全可以与溶剂型木器漆相媲美,并且具有很低的VOC挥发量.本文还简单介绍了水性聚氨酯木器漆的施工方法.8.会议论文 王兆安.沈孝忠.王文涛.田玉廉 水性木器漆的品种、性能和市场 2004 以685和聚酯聚氨酯为代表的溶剂型木器漆取代酚醛清漆和醇酸清漆已有十几年，作为一种商品从成长期到成熟期，在装饰装修市场上已达到了顶峰时期。随着环保意识的加强，消费意识的转变，水性木器漆已悄然进入市场。本文介绍了水性木器漆的品种和类型，阐述了水性木器漆的性能和发展前景。引证文献(14条)引证文献(14条)1.陈进辉 水性聚氨酯分散体及其木器漆的研制期刊论文-福建轻纺 2009(7)2.涂料技术与文摘编辑部 我国水性木器涂料研究进展与市场概况期刊论文-涂料技术与文摘 2008(10)3.张逸康.林泽聪 我国工业水性木器涂料的现状和发展方向期刊论文-中国涂料 2007(6)4.路则光.申利明.黄河浪.陈秀兰.吴新凤.薛丽丹 木器用水性涂料涂布量对漆膜耐磨性的影响期刊论文-涂料工业2007(3)5.路则光.申利明.陈秀兰 表面粗糙度对水性涂料漆膜质量的影响期刊论文-木材工业 2007(3)6.路则光.申利明.黄河浪.陈秀兰.吴新凤.薛丽丹 提高家具用水性涂料漆膜附着力的工艺技术期刊论文-林产工业2007(1)7.张克杰.孙道兴.王凤英 纳米二氧化硅水性塑料涂料的研制期刊论文-中国涂料 2006(5)8.耿耀宗.王云清 环境友好工业涂料研发进展()期刊论文-现代涂料与涂装 2006(3)9.强西怀.钱亦萍.乔永洛.申亮 不同交联体系对丙烯酸树脂木器涂料用乳液涂膜性能的影响期刊论文-涂料工业2006(9)10.贺宏彬.王晓光.宋阳.尹满新 水性木器涂料的研究进展期刊论文-涂料工业 2006(4)11.熊玉钦 聚丙烯酸酯/硅溶胶复合乳液的制备及在水性涂料中的应用学位论文硕士 200612.任环.孙友军.王军 水性木器装修实色漆的研制期刊论文-现代涂料与涂装 2004(5)13.周晓东 21世纪涂料工业的发展及前景展望期刊论文-涂料技术与文摘 2004(2)14.申欣.王春芙.孙道兴 水性丙烯酸酯涂料的应用与发展期刊论文-涂料技术与文摘 2003(4)本文链接：http:/