水性木器漆是以水為分散介質(zhì)和稀釋劑的涂料，與常用的溶劑型涂料不同，其配方體系是一個(gè)更加復(fù)雜的體系。配方設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要關(guān)注聚合物的類型、乳液及分散體的性能，還需要合理選擇各種助劑并考慮到各成分之間的相互影響進(jìn)行合理匹配。有時(shí)還要針對(duì)特殊要求選用一些特殊添加劑，最終形成適用的配方。
1 配方的基本組成
水性木器漆的基本組成如下：
(1) 聚合物乳液或分散體。這是成膜的基料，決定了漆膜的主要性能。
(2) 成膜助劑。在水揮發(fā)后，使乳液或分散體微粒形成均勻致密的膜，并能改善低溫條件下的成膜性。
(3) 抑泡劑和消泡劑。抑制生產(chǎn)過程中漆液中產(chǎn)生的氣泡并能使已產(chǎn)生的氣泡逸出液 面并破泡之。
(4) 流平劑。改善漆的施工性能，形成平整的，光潔的涂層。
(5) 潤(rùn)濕劑。提高漆液對(duì)底材的潤(rùn)濕性能，改進(jìn)流平性，增加漆膜對(duì)底材的附著力。
(6) 分散劑。促進(jìn)顏料和填料在漆液中的分散。
(7) 流變助劑。對(duì)漆料提供良好流動(dòng)流平性，減少涂裝過程中的弊病。
(8) 增稠劑。增加漆液的粘度，提高一次涂裝的濕膜厚度，并且對(duì)膩?zhàn)雍蛯?shí)色漆有防沉淀和防分層的作用。
(9) 防腐劑。防止漆液在貯存過程中霉變。
(10) 香精。使漆液具有愉快的氣味。
(11) 著色劑。主要針對(duì)色漆而言，使得水性漆具有所需顏色。著色劑包括顏料和染料兩大類，顏料用于實(shí)色漆(不顯露木紋的涂裝)， 染料用于透明色漆(顯露木紋的涂裝)。
(12) 填料。主要用于膩?zhàn)雍蛯?shí)色漆中，增加固體份。
(13) pH調(diào)節(jié)劑。調(diào)整漆液的pH值，使漆液穩(wěn)定。
(14) 蠟乳液或蠟粉。提高漆膜的抗劃傷性和改善其手感。
(15) 特殊添加劑。針對(duì)水性漆的特殊要求添加的助劑，如防銹劑(鐵罐包裝防止過早生銹)、增硬劑(提高漆膜硬度)、消光劑(降低漆膜光澤)、抗劃傷劑、增滑劑(改善漆膜手感)、抗粘連劑(防止涂層疊壓粘連)、交聯(lián)劑(制成雙組份漆，提高綜合性能)、憎水劑(使涂層具有荷葉效應(yīng))、耐磨劑(增加涂層的耐磨性)、紫外吸收劑（戶外用漆抗老化，防止變黃）等，凡此種種不一而足。
此外，配方設(shè)計(jì)時(shí)往往還要添加少量的水以便制漆。
2 基料
水性木器漆面漆的配方中，基料即聚合物乳液或分散體占80%以上，最好在90%以上。由于乳液特別是水分散體的固體份較低(水分散體一般在30%～35%)，配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量提高基料的用量，使得漆液中的有效成膜物含量盡可能多，這樣才能保證制成的漆一道涂裝漆膜較厚，豐滿度高。
聚合物乳液一般較水分散體的固體份高。水性基料固體份提高到一定程度后粘度增加很快，以至于可以稠到不能順利制漆的程度。水分散體因粒子小，所以這種現(xiàn)象更顯著，通常只能做成35%以下的濃度。因?yàn)槿橐毫Ｗ颖容^大，同樣固體份下的粘度小一些，一般能制成50%左右的固體份。配方設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到這種差別，也既采用水分散體制漆時(shí)，更要盡可能多地提高分散體的用量。
水性木器漆實(shí)色漆中有部分顏料和填料，乳液或水分散體的用量相應(yīng)要降低，一般在70%～80%左右，而膩?zhàn)又刑盍细�，乳液或分散體的用量基至可低至50%左右。
3 成膜助劑
構(gòu)成乳液或分散體的聚合物通常具有高于室溫的玻璃化溫度Tg。為了使乳液粒子很好地融合成為均勻的漆膜必須使用成膜助劑降低最低成膜溫度(MFFT)。成膜助劑是一類小分子化合物，存在于漆膜中的成膜助劑最終會(huì)逐漸逸出并揮發(fā)掉。多數(shù)成膜助劑是涂料VOC的重要組成部分，因此成膜助劑應(yīng)該用得越少越好。成膜助劑的量取決于配方中乳液或水分散體的用量和玻璃化溫度。乳液或水分散體用量大以及聚合物的Tg高，成膜助劑的用量要大，反之用量少。配方設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮成膜助劑大約占乳液的或水分散體的3%～5%，或者占乳液或分散體固體份的5%～15%。但是，對(duì)Tg超過35℃的聚合物乳液可能要提高成膜助劑的用量才能保證低溫成膜的可靠性，這時(shí)應(yīng)逐漸提高成膜助劑的用量，直至低溫(10℃左右或更低)涂裝能形成不開裂、不粉化的均勻漆膜為止，找出成膜助劑的最低用量。成膜助劑的用量達(dá)乳液或分散體的15% 或更多是不可取的，應(yīng)考慮更換成膜助劑再試。
成膜助劑對(duì)降低MFFT的效率與其種類有極大的關(guān)系, 獲取相同用量下具有最低成膜溫度的成膜助劑是配方工作者的重要工作。
除降低最低成膜溫度和提高漆膜致密度外，成膜助劑還能改善施工性能，增加漆的流平性，延長(zhǎng)開放時(shí)間，提高漆的貯存穩(wěn)定性，特別是低溫防凍性。
成膜助劑有一個(gè)與樹脂體系的相容性問題，在一個(gè)體系中很好用的成膜助劑在另一種水性木器漆中可能造成體系不穩(wěn)定，或者起泡嚴(yán)重，或者重涂性不良。配方設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到這一點(diǎn)，并且通過試驗(yàn)選取最佳成膜助劑。
4 消泡劑和抑泡劑
消泡劑是水性木器漆中最重要的助劑之一。漆液在涂裝中因攪動(dòng)會(huì)產(chǎn)生氣泡。存在于漆液中的氣泡如不及時(shí)消除, 漆膜干后, 形成不可接受的瑕疵。漆液在生產(chǎn)過程中、泵送和罐裝時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氣泡, 加入消泡劑后漆中的氣泡會(huì)逸出漆面而破裂。有的表面活性劑有抑制泡沫產(chǎn)生的作用, 從而避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生過多的氣泡, 特稱這種助劑為抑泡劑。將消泡劑和抑泡劑兩種助劑搭配使用效果比較理想, 否則至少要選擇一種有效的消泡劑。多數(shù)消泡劑在用量過大時(shí)會(huì)使?jié)衿崮ぎa(chǎn)生縮孔, 因而消泡劑的用量以能基本消除氣泡為原則, 不可過度追求消泡效果, 以免出現(xiàn)縮孔等副作用。
消泡劑的用量占整個(gè)配方的0.05%～0.5%, 最好在0.1% 左右，對(duì)超過0.5% 才有好的消泡效果的情況, 應(yīng)考慮更換消泡劑。
5 潤(rùn)濕流平劑
潤(rùn)濕流平劑能有效地降低體系的表面張力，顯著改善水性木器漆的施工效果。加入潤(rùn)濕流平劑后漆對(duì)底材的潤(rùn)濕性能和滲透性增加，漆液的流平性得到改善，有時(shí)還能克服縮邊(鏡框效應(yīng))問題。更重要的是流平劑能解決常見的縮孔問題，特別是過度使用消泡劑后引起的縮孔。過量的流平劑會(huì)抵消消泡劑的消泡作用，使得漆液在施工時(shí)產(chǎn)生氣泡，有的還有明顯的穩(wěn)泡作用，所以應(yīng)盡量選用流平性好、起泡性低、穩(wěn)泡性小的潤(rùn)濕流平劑。流平劑與消泡劑的配合，包括品種的選擇和用量的控制，是水性木器漆配方研究的重點(diǎn)。
流平劑一般用量在0.1%～1.0%，最好控制在0.3% 左右，當(dāng)消泡劑超量時(shí)，為了克服縮孔，流平劑的用量甚至?xí)^1%。膩?zhàn)优浞街锌刹挥昧髌絼?/div>
6 流變助劑
流變助劑提供高剪切條件下的流平效果，使涂刷后的漆液能盡快流平，減少刷痕，但是隨著時(shí)間的推移這種流平作用減弱，漆膜固定，又可避免漆液在垂直面上產(chǎn)生流掛。
流變助劑的用量通常為漆總量的0.1%～1.0%。有些流變助劑有增稠作用，使用量更不能太大。
7 增稠劑
增稠劑提供低剪切條件下的粘度。漆液粘度大，一次涂裝成膜厚，漆膜豐滿度高。更主要的是可防止高粘度配方漆中固體組份的沉降, 這對(duì)實(shí)色漆，膩?zhàn)雍图佑邢夥鄣膯」馄崾鞘种匾�，否則漆在貯存時(shí)會(huì)發(fā)生沉淀、分水等弊病。
增稠劑的用量控制在0～0.5%，并且要用水或成膜助劑如丙二醇、丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚或乙二醇丁醚等稀釋后添加，以利于迅速分散，防止絮凝和結(jié)塊。
8 防腐劑
對(duì)于異噻唑啉類防腐劑用量在0.1% 已足能防止漆液在貯存過程中霉變。加0.1%的防腐劑后,密封貯存兩三年不成問題。
9 香精
香精的用量只要能起到改善漆液的氣味作用即可，用量0.05% 左右已足夠，個(gè)別情況可高至0.1%，當(dāng)然也可以不用。
10 pH調(diào)節(jié)劑
乳液或水分散體的pH值為8～9時(shí)不必再用pH調(diào)節(jié)劑, 否則制漆過程中要加0.05～0.1% 的pH調(diào)節(jié)劑, 將漆液的pH值調(diào)至7～9。許多水性木器漆只有在中性至微堿性條件下才能穩(wěn)定，當(dāng)pH值過高或過低時(shí)，漆液可能會(huì)產(chǎn)生絮凝、沉淀、返粗、施工性能惡化等現(xiàn)象，應(yīng)予以充分重視。
11 蠟乳液
蠟乳液要加至配方總量的2%～8%才會(huì)有明顯的效果, 過多的蠟乳液影響漆膜??度并降低層間附著力, 用量為3～5% 最好。膩?zhàn)硬挥孟炄橐海怯刑厥獾谋砻嫘Ч�。一般�?shí)色漆中多不必加蠟乳液。有時(shí)蠟乳液可用蠟粉代替。
12 顏料和填料
實(shí)色漆中，以白漆為例，鈦白粉用量要能保證漆膜有足夠的遮蓋力, 鈦白粉的用量不應(yīng)低于13%, 但也不必高于22%，這種情況與溶劑型白漆是一樣的。填料可少加或不加。然而,水性膩?zhàn)又斜仨毤由倭刻盍? 如滑石粉、重鈣以及硬脂酸鋅等，總用量在15～30%之間均可。填料越多，膩?zhàn)拥耐该餍栽讲? 但填隙性越好。配方中有顏填料時(shí)要加入顏填料總量2～10% 的潤(rùn)濕分散劑幫助顏填料的分散。
13 其他
針對(duì)特殊要求, 可選用某些特殊的添加劑, 其總量不會(huì)超過5% 。其中啞光漆根據(jù)啞度要求不同消光粉可在0～4%之間選擇。水性漆比溶劑性漆容易消光, 全啞水性木器漆中消光粉的用量也不會(huì)超過4% 。
室內(nèi)用水性木器漆很少用紫外吸收劑，對(duì)用TDI制的乳液或水分散體生產(chǎn)的清漆以及戶外用漆，特別是戶外用白漆最好添加0.2～0.6%的紫外吸收劑，以阻止光降解和降低光致變色的速度。防銹劑的用量為0.05～0.3%, 憎水劑的用量為0.1～5%, 增滑劑為0.1～0.5% 等等。
雙組份水性木器漆所用交聯(lián)劑用量, 依交聯(lián)機(jī)理不同和品種不同有很大差別, 少的只加1%～3%已足，多的可能用到30%～50%才能有很好的交聯(lián)效果。
配方中常常要加入部分去離子水，一般不超過10%，主要作用是調(diào)節(jié)粘度，改善施工性能，或用來溶解某些組分，配制漆時(shí)利于添加混合。
總之, 水性木器漆配方設(shè)計(jì)的基本原則是：(1)乳液或水分散體的用量盡可能多些；(2)助劑品種盡可能少些, 能不用的就不用；(3)多數(shù)助劑用量不當(dāng)均有負(fù)作用, 因此助劑用量盡可能少；(4)顏料,填料用量以少為好, 只要能達(dá)到目的, 越少越好。水性木器漆配方中各組份大致用量匯總?cè)缦隆?
表 水性木器漆配方中各組分的用量(質(zhì)量 %)
組分 清漆 實(shí)色漆 水性膩?zhàn)?/div>
去離子水 ＜ 10 �。� 10 �。� 10
乳液或水分散體 ≥ 80 70～80 ≥ 50
成膜助劑 3～10 3～8 2～8
消泡抑泡劑 0.05～0.5 0.1～0.5 0.1～0.5
流平劑 0.1～1.0 0.1～1.0 0～1.0
增稠劑 0～0.5 0～0.5 0.1～1.0
防腐劑 ～0.1 ～0.1 ～0.1
香精 0～0.1 0～0.1 0～0.1
pH 調(diào)節(jié)劑 0～0.1 0～0.1 0～0.1
蠟乳液 0～8 0～8 0
顏料、填料 0 ≤ 25 15～30
流變助劑 0.1～1.0 0.1～1.0
其他 ＜ 5 �。� 5 0
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