水性木器漆配方成功的五大关键gipx.docx
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1、 水性木器器漆配方方成功的的五大关关键 在环保意意识日益益增强的的今天, 水性木木器涂料料是许多多涂料企企业关注注的未来来发展方方向。 水性木木器涂料料只占中中国木器器涂料220088年产量量2%左左右, 但是它它的发展展潜力是是不容低低估的。我们最最近进行行了一次次全国规规模的大大范围调调查, 访谈了了包括技技术人员员,采购购人员和和高层管管理人员员的涂料料企业各各个层面面。 根根据我们们的分析析, 目目前至少少有200%的涂涂料企业业都在观观望着水水性漆市市场。虽然中国国涂料企企业对水水性木器器漆关注注度很高高, 许许多企业业却缺乏乏成功开开发水性性木器涂涂料产品品的能力力。 成成功开发发
2、水性木木器涂料料需要两两个因素素:对水水性涂料料深入的的技术的的掌握和和对客户户对涂料料要求的的了解。 这样才才可以使使产品开开发有的的放矢。 目前,水水性木器器漆最大大的市场场是家具具, 特特别是与与出口家家具配套套的涂料料。 这这代表着着水性木木器涂料料的高端端市场, 要求最最高也最最有潜力力的。 因此, 本文的的讨论将将集中在在用于家家具涂装装的水性性木器涂涂料, 但对家家装市场场的水性性木器涂涂料开发发也有借借鉴作用用。根根据华津津思对水水性涂料料的丰富富经验和和对终端端客户的的调查, 水性木木器漆配配方成功功有五大大关键:o 快干:为为了满足足家具厂厂大批量量生产的的要求, 水性木木
3、器涂料料必须具具有快干干的性能能。 o 高硬度:高硬度度漆膜可可以减少少划伤/划痕对对家具外外观的损损害。o 丰满度: 漆漆膜丰满满;流平平性/平整度度好。o 有竞争力力的价格格:家具具厂家未未来将更更加重视视节省资资源和成成本控制制。这需需要水性性木器涂涂料厂家家在配方方的过程程中考虑虑原料成成本,尽尽量使用用性价比比最高的的原材料料。o 亚光:据据家具厂厂家反映映,表面面涂装未未来的发发展趋势势是以亚亚光为主主。我们将分分五部分分向您详详细介绍绍这五大大关键。 快干性 发表于 20009年005月99日 DDrEccoPaaintt 没有有评论快干是最最常听到到的客户户对水性性涂料的的要求
4、。 由于其其分子结结构的独独特性,即即分子间间极强的的氢键作作用,特特性与绝绝大部分分有机溶溶剂有着着明显的的区别。在在水性涂涂料领域域,这个个特性集集中体现现在,由由于水的的蒸发热热高,水水的蒸发发速度要要比常见见的涂料料溶剂慢慢十几倍倍甚至几几十倍。而而且,由由于空气气中水蒸蒸汽的含含量显著著,并随随季节变变化大,水水的蒸发发速度随随之发生生变化。最最严重时时,如果果空气相相对湿度度达到1100%时,水水的蒸发发会停止止,而非非水溶剂剂则不受受此因素素影响。虽然,水水性涂料料面临以以上所述述技术挑挑战,但但由于其其环保特特性,必必然会成成为涂料料领域重重要的一一员。随随着过去去十几年年水性
5、涂涂料工作作者的不不懈努力力,水性性涂料技技术日趋趋成熟。以以下就影影响水性性涂料干干燥速度度的主要要因素,及及配方时时可采取取的相应应措施进进行讨论论。1. 树树脂的选选择:像所有涂涂料一样样,水性性涂料的的性能在在很大程程度上是是由配方方中选用用的树脂脂决定的的。绝大大多数水水性成膜膜树脂为为乳液体体系,该该体系的的成膜机机理与溶溶剂型涂涂料不同同。溶剂剂型树脂脂与溶剂剂形成单单相体系系,随着着溶剂的的蒸发,体体系粘度度增大,直直至成为为固体,从从体系的的机械性性能来讲讲,是一一个连续续的过程程。而水水性乳液液则是一一个双相相体系,随随着水的的蒸发,体体系粘度度起始时时变化不不大,但但当乳
6、液液颗粒的的体积占占总系统统体积达达到一临临界值时时,系统统突然从从业态变变为固态态,是一一个不连连续的过过程,这这一临界界点是水水性涂料料表干的的开始,因因此水性性涂料的的表干时时间要比比某些溶溶剂型涂涂料还要要短。从从表干到到漆膜性性能的全全部体现现,取决决于系统统中残留留水分的的蒸发速速度,乳乳液颗粒粒中高分分子的相相互渗透透,及体体系中其其它有机机小分子子的挥发发速度。为为了实现现系统的的优化,制制作水性性漆配方方时,应应从以下下几个方方面对树树脂进行行选择:a. 固固含量:通常,乳乳液的固固含量越越高,其其距离表表干临界界值就越越近,干干燥速度度就越快快。然而而固含量量过高,也也会带
7、来来一系列列的不利利因素。表表干过快快会使涂涂刷间隔隔缩短,带带来施工工上的不不便。固固含量偏偏高的乳乳液,由由于树脂脂颗粒间间距小,通通常其流流变性能能较差,对对增稠剂剂也不敏敏感,使使对涂料料的喷涂涂或粉刷刷性能调调节的困困难增大大。b. 乳液液颗粒大大小:乳乳液的颗颗粒越小小,同样样固含量量下,颗颗粒之间间的间距距就越小小,表干干临界值值就越低低,干燥燥速度就就越快。乳乳液颗粒粒小,还还会带来来成膜性性好,光光泽度高高等其他他方面的的优势。c. 树树脂玻璃璃化转变变温度(Tg):一般而言,树脂的Tg越高,最终成膜的性能就越好。然而,对于干燥时间来讲,其趋势则基本相反。Tg高的树脂,通常需
8、要在配方时加入较多的成膜助剂,以便高分子在乳液颗粒间的相互渗透,促进成膜质量。而这些成膜助剂,需要足够的时间从体系中挥发,实际上会延长从表干到全干的时间。所以,从这Tg这个因素来讲,干燥时间与成膜性能往往是相悖的。d. 乳液液颗粒的的相结构构:取决决于乳液液的制备备工艺,同同样的单单体组成成可能会会形成不不同的颗颗粒相结结构。被被广为人人知的核核壳结构构就是其其中的例例子之一一。虽然然一个乳乳液不可可能所有有的颗粒粒都做成成核壳结结构,但但这个形形象的比比喻是人人们对乳乳液的成成膜性能能可以有有一个通通俗的了了解。如如果颗粒粒的壳TTg低,核核Tg高,那那么该体体系成膜膜助剂需需求少,干干燥较
9、快快,但由由于成膜膜后连续续相是低低Tg的树树脂,漆漆膜的的的硬度则则会受到到一定影影响。相相反,颗颗粒的壳壳Tg高,则则成膜需需一定量量的助剂剂,则膜膜的干燥燥速度会会较前者者慢,但但干燥后后的硬度度会比前前者高。e. 表面面活性剂剂的种类类和用量量:常见见的乳液液在制造造工艺中中均采用用一定的的表面活活性剂。表表面活性性剂对乳乳液颗粒粒有隔离离和保护护的作用用,在颗颗粒相互互融合的的成膜过过程中,特特别是在在初始阶阶段,即即表干时时有很大大影响。而而且,这这些独特特的化学学品,在在水和油油相中均均有一定定的溶解解度,溶溶在树脂脂中的部部分其实实会起到到成膜助助剂的作作用。不不同的表表面活性
10、性剂,由由于其在在树脂中中的溶解解度不同同,其成成膜剂的的作用也也会不同同。2. 树树脂的固固化机理理: 水性树树脂成膜膜固化一一般有几几个层次次上的机机理。首首先,乳乳液颗粒粒的聚集集和融合合,是所所有乳液液表干都都必然经经历的机机理。然然后,水水和其他他成膜助助剂的挥挥发,使使热塑性性树脂本本身的基基本性能能得以充充分体现现,是固固化的第第二个阶阶段。最最后,某某些乳液液在制备备时引入入交联机机理,或或在涂料料使用时时引入交交联剂,使使膜的硬硬度在热热塑性树树脂的基基础上进进一步提提高。最最后这一一步的交交联机理理,会对对膜的最最后固化化速度和和程度有有很大的的影响。常常见的交交联机理理有
11、氧化化交联(如如醇酸树树脂的交交联),麦麦克尔加加成式交交联(如如一些自自交联乳乳液体系系),及及亲核取取代式交交联(如如环氧,聚聚氨酯等等)。这这些交联联反应,都都受温度度,pHH等因素素影响,在在配方时时应平衡衡体系的的固化要要求与其其他性能能的关系系。3. 成成膜助剂剂的用量量和种类类: 从从理论上上讲,任任何树脂脂的溶剂剂都是成成膜助剂剂。在实实践中,考考虑到安安全,成成本,速速度等因因素,常常见的成成膜助剂剂也不过过十几种种,主要要是一些些高沸点点的醇,醚醚及酯。这这些成膜膜助剂对对于不同同的水性性涂料工工程师来来讲又会会各有偏偏爱。一一般,某某个有经经验的工工程师,常常用的成成膜助
12、剂剂不过两两三种。主主要考虑虑因素是是试剂在在水和树树脂之间间的分配配和在树树脂颗粒粒内部的的分配。特特别是当当水性树树脂为多多相树脂脂时,成成膜助剂剂的选择择和搭配配即显得得尤为重重要。4. 施施工环境境:在本文文开始时时我们讨讨论了水水的问题题。正因因为水的的特性,使使得水性性涂料在在施工环环境上比比油性漆漆要求要要高一些些,主要要是尽量量控制施施工时的的温度和和湿度。通通用配方方的施工工要尽量量避免高高湿环境境。如果果必须在在高湿度度下施工工,应该该对配方方进行调调整,或或者选择择成膜性性快的树树脂或者者对现场场实行隔隔离处理理。 水性树脂脂的玻璃璃化温度度(Tgg)与最最低成膜膜温度(
13、MMFFTT)的关关系 发表于 20009年112月99日 DDrEccoPaaintt 没有有评论通常情况况下,水水性树脂脂如水性性丙烯酸酸乳液或或水性聚聚氨酯分分散体的的的玻璃璃化温度度越高,其其最低成成膜温度度越高,在在室温下下的成膜膜性越差差,需要要的成膜膜助剂的的量就越越大。其其中原因因众所周周知,成成膜的必必要条件件是水性性树脂颗颗粒的互互融。这这就要求求水性树树脂颗粒粒在成膜膜温度下下有足够够的流动动性,也也就是说说成膜温温度应该该高于水水性树脂脂颗粒树树脂的玻玻璃化温温度。但是,很很多水性性树脂产产品成膜膜后的TTg要比比最低成成膜温度度高,违违背以上上所述常常见的规规律。其其
14、中有几几个原因因。首先先,以上上所述通通用的理理论是建建立在几几个假设设的基础础之上的的。假设设一为水水性树脂脂颗粒中中树脂的的玻璃化化温度,或或软化温温度与成成膜后树树脂的一一致。假假设二是是水性树树脂颗粒粒之间没没有差别别。在实实际的水水性树脂脂合成工工艺中,这这两个假假设都可可以被打打破。首首先,在在过去十十几年的的人们对对纳米材材料的研研究中了了解到,当当颗粒的的大小达达到纳米米水平时时(小于于50纳纳米),由由于颗粒粒表面积积的大幅幅增加,有有如颗粒粒本体的的含杂质质量增加加,颗粒粒表面对对颗粒本本体性能能开始发发生影响响,颗粒粒的熔点点和软化化点会大大幅度降降低。也也就是说说,当水
15、水性树脂脂中纳米米级颗粒粒含量增增加时,颗颗粒的玻玻璃化温温度会低低于成膜膜后的玻玻璃化温温度。另另外,现现代的水水性树脂脂合成技技术,通通常使用用多步骤骤的聚合合方法,使使得水性性树脂颗颗粒形成成多层次次或多相相的结构构,也使使水性树树脂颗粒粒之间产产生差异异,以就就是说水水性树脂脂颗粒的的玻璃化化温度会会彼此之之间不同同。只要要体系中中存在足足够的软软颗粒,水水性树脂脂就可以以成膜。水性树脂脂成膜温温度低于于成膜后后的玻璃璃化温度度的另一一个原因因是膜的的反应性性。一些些自交联联体系在在成膜后后引发进进一步的的交联反反应,使使得材料料本体的的分子量量升高,导导致膜的的玻璃化化温度升升高。但
16、但是通常常这一类类的影响响相对较较小,因因为玻璃璃化温度度的随分分子量升升高的能能力是有有限的。有关水性性树脂的的深层讨讨论,您您还可以以参考华华津思博博客中的的其他文文章。o 自交联水水性树脂脂剂干燥燥速度o 水性木器器漆配方方的快干干性o 水性丙烯烯酸乳液液配方需需要考虑虑的问题题 提问水性性漆专家家:水性性漆流变变助剂对对附着力力的影响响 发表于 20009年110月113日 DrEEcoPPainnt 没没有评论论本周江先先生通过过我们的的提问水水性漆专专家专栏栏向我们们提了如如下问题题。问题题:在铝铝材上有有很好附附着力的的水性丙丙烯酸底底漆,一一次成膜膜厚度达达不到要要求,但但是加
17、入入了流变变助剂后后(如BBYK4425),在在铝材上上附着力力下降,容容易返粗粗,请问问是为什什么?应应该加入入何种流流变助剂剂?配方方设计应应当注意意哪些问问题?回答:水性金属属漆漆膜膜的附着着力不好好可以从从几方面面考虑。 假设是是你所见见到的问问题是由由于水性性金属漆漆漆膜和和底材之之间的破破损而不不是水性性金属漆漆漆膜自自身的破破损,漆漆膜附着着力下降降有可能能是因为为BYKK4255流变增增稠剂使使得漆膜膜变厚。在在同样的的干燥条条件下, 如果干干燥不够够,漆膜膜底部强强度下降降,导致致附着力力下降。但但是,我我们不认认为这是是主要原原因。 你所见见到的返返粗现象象在很大大可能上上
18、是因为为你所选选择的增增稠剂BBYK4425与与你的水水性金属属漆配方方体系混混溶性不不好,造造成强度度下降。 具体体的说,在在你的水水性金属属漆配方方中,你你所选择择的水性性树脂本本身以及及添加剂剂分散体体系和BBYK4425流流变增稠稠剂有竞竞争作用用,二者者都与填填料都发发生作用用,导致致你所见见到的附附着力下下降和返返粗现象象。要解决你你的水性性金属漆漆配方附附着力的的问题, 必须选选择与树树脂体系系互溶性性好的添添加剂。或或者,你你可以考考虑使用用对添加加剂要求求少的水水性树脂脂。华津津思的HHD20081高高附着力力水性丙丙烯酸乳乳液和HD220833高硬度度水性丙丙烯酸乳乳液,
19、由于其其优异的的附着力力和防水水性能,这这两款乳乳液对助助剂的要要求较少少。这不不仅可以以降低产产品成本本,助剂剂的减少少也可以以提高产产品稳定定性。 提问水性性漆专家家:自交交联水性性树脂与与干燥速速度 发表于 20009年008月226日 DrEEcoPPainnt 没没有评论论本周汪先先生通过过我们的的提问水水性漆专专家专栏栏向我们们提了如如下问题题。问题:为为什么自自交联强强的水性性树脂,在在湿度大大的条件件下,干干燥较慢慢: 而而非自交交联的水水性树脂脂,在湿湿度大的的条件下下,干燥燥相对较较快?回答:金先生,谢谢谢您的的提问。从您的问问题中,我我们可以以看出您您在水性性漆配方方上做
20、过过大量实实验,并并对实验验结果进进行了细细致的观观察。对对于您的的问题,我我们的回回答如下下:影响树脂脂干燥的的因素较较多,其其中比较较重要的的包括乳乳液的固固含量,树树脂的TTg,树树脂颗粒粒的表面面化学等等等。在在我们的的工作中中,并没没注意到到您所说说的现象象。因为为没有看看到您的的对比数数据,所所以这里里只是讨讨论。要下您所所给的这这个结论论,我们们首先必必须选择择相同TTg和相相结构的的树脂来来比。如如果树脂脂聚合物物的Tgg相同,自自交联乳乳液比起起一般乳乳液的不不同主要要是两个个方面。一一是其树树脂单体体中含有有反应性性基团及及交联剂剂,这些些基团虽虽有一定定的亲水水性,但但其
21、浓度度比起体体系中其其他亲水水成分,如如表面活活性剂等等,来讲讲,是不不显著的的,我们们不觉得得会对干干燥性有有质的影影响。我我们觉得得可能性性最大的的一个影影响因素素是乳液液的固含含量。通通常自交交联乳液液要比普普通乳液液的固含含量低,以以保证乳乳液稳定定性。两两种乳液液固含的的差别可可以到55-100%。您您会不会会看到的的是这个个现象? 户外木器器漆配方方技术 发表于 20009年007月110日 diaane 没有评评论本月,美美国国际际特种化化学品公公司(IInteernaatioonall Sppeciialiity Prooduccts “ISSP”) 面向向户外木木器漆配配方技
22、术术人员推推出一个个新的网网站, ISPP户外木木器保护护技术网网。htttp:/m/ISP户户外木器器保护技技术网详详细的介介绍了户户外木器器漆的四四大威胁胁:UVV,昆虫虫,潮湿湿和霉菌菌。从木木质基材材着手,IISP的的专家分分析了这这四大威威胁是如如何侵蚀蚀木材,以以及水性性木器漆漆配方技技术人员员因该如如何通过过户外木木器漆底底漆和表表漆的配配合抵御御自然因因素对户户外木器器的损害害。ISP的的专长是是各类木木器漆助助剂。IISP户户外木器器保护技技术网最最适用于于寻找户户外木器器漆助剂剂的配方方人员,对对理解户户外木器器漆配方方基础也也很有意意义。IISP还还提供了了一些起起始配方
23、方供参考考。网站本身身是英文文。中国国的读者者可以通通过谷歌歌的翻译译器(ttrannslaate.goooglee.coom)来来阅读英英文原文文网址。谷歌的的翻译器器可将整整个网站站翻译成成中文。虽虽然翻译译比较机机械,语语法会有有不通或或词不达达意的时时候,但但可以帮帮助读者者对网站站内容有有大致的的了解。 提问水性性漆专家家 影响水水性漆成成本的因因素 发表于 20009年112月77日 aadmiin 没没有评论论本周刘先先生通过过我们的的提问水水性漆专专家专栏栏向我们们提了如如下问题题。问题:专专家您好好,我公公司最近近打算上上水性漆漆项目,特特向您请请教一下下水性漆漆成本方方面的
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