户外木质窗水性清漆的配方设计与应用

　　王德华，肖劲
　　
　　(北京展辰化工有限公司，北京101105)
　　
　　摘要：介绍了一种采用核-壳结构丙烯酸树脂为主要成膜物质的户外木质窗专用水性清漆，并从树脂选择、成膜助剂的选择、流平润湿剂、消泡剂和流变控制剂的选择以及生产过程控制讨论了对产品性能的影响，并简单介绍了该产品的应用领域和产品特点。
　　
　　关键词：户外；木质窗；水性清漆；核-壳结构；丙烯酸聚氨酯分散体
　　
　　0前言
　　
　　木材由于具有很好的抗压强度和抗弯折强度，以及天然、不可复制、独特的纹理效果，使其无论从实用角度还是审美角度都成为了高档住宅木质门窗首选的材料。而且木质窗加工能耗小，安装后居室的保温、隔热，特别是隔音性能相对于其他材质的窗有着显著的优势，并且易于保养和更换，各种实木门窗也代表了人和自然融合一体的时代潮流。由于木材特殊的物理机械性能、化学成分特点、木质门窗所处的建筑结构位置，要求木质门窗的木材涂料除装饰设计需要外，尚需满足防水、透气、防腐、防止变形、抗紫外线、耐机械损伤、易于维护和翻新等要求。由于这些木结构或多或少地经受阳光、紫外线、温差、雨水、凝结水等因素的影响，需要符合木材本身特色的保护与涂装材料，如果不能很好地解决木材涂装的技术问题，规范适合的涂料和施工工艺，整个木质窗行业将会受到影响。水性涂料可最大限度地降低大气中有机溶剂VOC的排放量，在欧洲、美洲等国家地区严格的法规下，成为一种工业涂料的主流产品类型。在木材水性涂料方面，欧洲水性木质涂料本身也已经成熟，成为门窗的主要涂料类型；在国内，水性木器涂料也已逐渐取代不环保、毒性大、施工复杂以及存在安全隐患的溶剂型涂料而备受家具厂和油工师傅的青睐。
　　
　　1配方的设计思路和原理
　　
　　1.1树脂的选择
　　
　　水性涂料是以水溶性树脂或不同类型的分散树脂为基料的涂料。水性涂料的基本组成为：不同形式的水性树脂、颜料及填料和有关助剂。在施工应用过程中以水做稀释剂[1]。而树脂是水性木器涂料的重要成膜物质，是整个涂料配方的关键成分。目前已成功应用于单组分水性木器涂料的树脂，主要类型有水性醇酸、丙烯酸乳液、水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸聚氨酯分散体。水性醇酸树脂流平性好、丰满度高，但干燥慢、涂膜的硬度较低、耐候性差。采用水性聚氨酯分散体制备的水性木器涂料具有低温成膜性能好、流平性好、丰满度高、耐磨、手感好及抗回粘性能好等特点，但是价格相对较高。丙烯酸乳液具有快干、耐光、耐候性优异等特点，价格便宜，但是传统的丙烯酸乳液耐水、抗回粘以及柔韧性差。采用核-壳聚合技术合成的水性丙烯酸聚氨酯分散体，不但兼具丙烯酸和聚氨酯树脂的特点，降低了成本，而且低温成膜性好，VOC含量低[2]。符合窗框用透明水性清漆的产品性能要求：最低成膜温度(MFFT)低、良好的早期抗粘连性和耐冲击性、外用耐水和耐久性好、高剪切和良好的贮存稳定性以及流变性[3]。本试验根据上述理论并经过综合考虑各种树脂的性能和价格后，最终筛选了3款具有核-壳结构的进口丙烯酸聚氨酯分散体A、B和C，它们有类似的固体含量和最低成膜温度(MFFT)，其数据见表1。
　　
　　表1乳液的基本数据

　　表1乳液的基本数据　　

　　哑光清漆中树脂的选择好坏直接影响最终涂膜的各项物理化学性能，将以上3支树脂按照表2中配方制成哑光清漆，对比三者的各项性能，结果见表3。
　　
　　表2水性哑光清漆配方

　　表2水性哑光清漆配方　　

来源:现代涂料与涂装网