橡胶木家具用水性涂料

实木家具以天然性的木材作为主材料，不仅给人一种自然的生活气息，还具有较高的环保系数。实木家具种类较多，在目前家具市场上，松木儿童家具以其高性价比占据着实木家具的半壁江山，并且也是木器涂料水性化较早、水性涂装较为成熟的实木家具品种。但是松木家具存在以下几个缺点：(1)有节疤、木质软，易开裂变形，不能承受太重的质量，不能作为承重家具；(2)松木家具颜色会变深，尤其是日照情况下；(3)松木易涨筋，特别是樟子松，为了防涨筋，松木家具采用多次涂装，表面涂膜较厚，这样虽然掩盖了某些缺点，但失去了本色的追求自然的核心价值。

橡胶木板材是最新的一种现代家具板材，被公认为世界上用途最广泛的轻质硬木实木之一，其木质结构粗且均匀，具有天然象牙色调，花纹美观，材质细致较硬，色泽淡雅，易着色，能接受所有类型颜色的染色和涂装，易与别种木材的颜色基调相配合，适合制作各种造型优美、曲线柔和的产品[1]。实际上，橡胶木作为家具制造的新型材料，由于其独特的装饰效果、大众化的价格使之成为了家具行业中性价比较高的品种，被愈来愈多的消费者所喜爱。

1　橡胶木家具水性化涂装存在的问题

橡胶树，亚热带树种，盛产于东南亚国家，国内产于海南、云南及广西、福建一带。目前国内市场上，以橡胶木打造的家具制品，已成为中低端家具消费时尚。但是在橡胶木家具的水性化涂装应用中，仍存在易涨筋、白色涂装易渗色等弊病，针对上述问题，本文重点从水性树脂选择、配方设计、涂装工艺等方面进行了研究和探讨。

2　实验部分

2.1　主要原料

水性丙烯酸树脂(PA)、水性聚氨酯树脂(PU)，阳离子树脂，成膜助剂(二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚)；消泡剂、润湿剂、流平剂，增稠剂或触变剂；防渗色助剂(复合金属盐分散体)，L-44、2544，市售。

2.2　实验方法

本文的测试按照如下方法进行衡量评估：

2.2.1　防涨筋性能评估方法

基材(240#砂纸砂光和320#砂纸砂光)→刷涂或喷涂水性清底漆1道或2道(施工间隔时间：室温干燥3h)，对比板材表面的涨筋和平整度差异，并按如表1标准评分。

2.2.2　防渗色性能评估方法

基材(240#砂纸砂光和320#砂纸砂光)刷涂或喷涂水性清底漆1道或2道(室温干燥3 h，400#砂纸砂光)喷涂水性高遮盖白面漆1道常温放置条件及50 ℃条件下(自干放置7 d/自干放置3 d后放入50 ℃烘箱7 d)，对比防渗色性能，并按如表2标准评分。

3　结果与讨论

3.1　水性清漆涂装

橡胶木属于环孔阔叶材，被公认为世界上用途最广泛的轻质硬木实木之一，经过处理后的橡胶木板材表面平整，但喷涂或刷涂水性封闭底漆后，导管周围易涨筋。本小节主要探讨了配方设计、水性树脂的类别、涂装工艺对水性清底漆防涨筋性的影响，水性清底漆实验配方如表3。

3.1.1　水性树脂类别对防涨筋性的影响

水性树脂是水性木器封闭清底漆的关键组成部分，清底漆的封闭性能与水性树脂有着密切的关系。在配方设计时，一般从粒径、耐性、渗透性等方面着手，筛选某一类水性封闭底漆或胶固底漆用树脂。但是，要求一类水性树脂同时满足细粒径、高耐性、优秀的渗透性和低成本比较困难。在涂料领域中，树脂复配技术目的是为了解决高玻璃化转变温度(Tg)树脂难成膜的问题，并已形成了一定的理论体系，目前也有部分产品在建筑涂料行业实现了商业化应用。

PA具有干速快，早期耐性和打磨性好等优点；PU具有粒径小，渗透性优等优点。因此借鉴建筑涂料领域树脂复配技术的思路，本小节从树脂复配角度出发，探讨了树脂复配及复配比例对橡胶木防涨筋性的影响，结果如表4。

由表4结果可知，配方中只有单纯的PA树脂时，水性封闭清底漆在橡胶木上涨筋明显；当以PA复配PU树脂时，水性封闭清底漆在橡胶木上的防涨筋效果有较明显的改善，且防涨筋性能随PU质量分数的增加而增强。这是因为PU分散体的低粒径和优异的渗透性，能够很好地渗入橡胶木导管，并对木质纤维进行胶固；另外，PA因其多重交联技术和较高的有机硅含量，相对具有良好的早期耐水性和较好的打磨性，这样可以大大降低涂膜因砂透而引起二次涨筋的风险。鉴于PU的价格较贵，建议PA与PU的复配比例为4/1～2/1。

3.1.2　配方设计对防涨筋性的影响

不同的木材，由于其生长环境不同，木材致密度和硬度不同，木材的含水率与吸水率也不尽相同，因而导致涂装水性涂料时，涨筋情况表现出显著的差异。类似松木与杉木这类软木，涨筋现象较严重，在设计底漆配方的时候尽量走快干、高固含量的思路，通常可以有效地解决涨筋的情况；而对于橡胶木这类轻质硬木，高固含量底漆思路却不再适合。由表5结果可知，同样以PA复配PU或单纯的PA底漆，固含量过低或过高，防涨筋效果均未达到最高水平，而当固含量为28%左右时，底漆防涨筋性相对**。究其原因，可能是高固含量不利于底漆的渗透，而低固含量易导致砂透引起二次涨筋。

3.1.3　涂装工艺对防涨筋性的影响

橡胶木属于环孔阔叶材，表面充斥着木质纤维和导管，而导管对封闭清底漆在基材上的润湿和流平也会有一定的阻碍作用。因此，木材白坯施工时，头道封闭清底的润湿性、渗透性和流平性的好坏则显得尤为重要。为获得良好的防涨筋效果，除了上述树脂种类和固含量的影响，在配方设计时还需要优选基材润湿剂、消泡剂、流平剂和流变助剂；更为重要的是还需要控制封闭底漆在较低的施工黏度，并且不能厚涂。经验表明：较低的施工黏度与合适的湿膜厚度会获得更优的渗透、流平效果。

3.2　水性白漆涂装

在水性木器涂料涂装过程中，常出现渗色问题。特别是浅色或白色涂料的涂装时，涂膜在干燥阶段就渗色，或者成品家具在使用过程中涂膜逐渐渗色，从而影响涂膜表观性能。究其根本原因，是因为存在于木材中的色素具有亲水性，能够溶解于水性涂料的分散介质水中，而迁移至涂膜表面；其次，水性涂料早期交联密度低、干燥速度慢也为色素向涂膜表面迁移提供了条件。

与松木相比，橡胶木的色素含量高，更易出现渗色现象，是橡胶木家具广泛水性化涂装需要解决的重要问题。本小节主要探讨了水性树脂类别及抗渗色助剂对抗渗底漆封闭性能的影响，结果如表6。

可知水性丙烯酸树脂的交联方式及交联密度对抗渗色性有直接的影响，即高金属交联丙烯酸树脂＞阳离子树脂＞高交联密度丙烯酸树脂＞低金属交联丙烯酸树脂＞普通丙烯酸树脂。上述实验也表明，在金属交联树脂中加入抗渗色助剂，其作用并不明显，而在普通的水性丙烯酸树脂中加入抗渗色助剂，在一定程度上可以减轻渗色现象，但不能彻底杜绝渗色现象。另外需要注意的是在阴离子乳液中加入抗渗色助剂，易造成稳定性变差的问题，因而在配方设计时需要格外留意。高金属交联树脂E，虽然喷涂1遍即可对色素起到较好的封闭效果，但是其成膜温度太高，开裂风险较大，需要慎重使用。而阳离子树脂F和金属交联树脂D，虽对色素有较好的封闭效果，但1遍封闭底漆也不能保证100%封闭住，需要做2遍封闭底漆才能保证对色素的彻底封闭。

4　结　语

基于橡胶木家具水性涂料涂装，借鉴水性建筑涂料领域乳液复配技术的思路，研究了防涨筋清底漆的影响因素；同时也探讨了不同水性树脂对色素的封闭性差异，研究发现：

(1)当以PA复配PU树脂时，水性清底漆的防涨筋效果有较明显的改善，且防涨筋性能随PU质量分数的增加而增强。

(2)固含量过低或过高，防涨筋效果均未达到**水平，而当固含量为28%左右时，底漆防涨筋性相对**。

(3)较低的施工黏度与合适的湿膜厚度，会使得清底漆获得更优的渗透性和流平效果，继而表现出更优的防涨筋性能。

(4)浅色或白色涂装时，金属交联树脂和阳离子树脂对色素均有较好的封闭效果，但需要做2遍封闭底漆才能保证对色素的彻底封闭。

(5)在普通的阴离子树脂中加入抗渗色助剂，可以减轻渗色现象，但容易导致体系稳定性变差；在金属交联树脂中加入抗渗色助剂，对提高封闭底漆的抗渗色性，作用并不明显。

橡胶木具有双重经济价值(胶乳和木材)，且种植技术已成熟，是一种容易人工操纵用之不尽的可再生资源，已成为最有用途和最要的木材之一。随着水性木器涂料技术的日趋完善和成熟、阻碍水性木器涂料大面积应用相关难题的逐一攻克、相关环保法律法规相继出台，我们相信世界因水性涂料会更加的美好。