水性木器漆的干燥速度与相关因素讨论

水性木器漆的干燥速度与相关因素讨论内容摘要：

方面，由于乙二醇或者丙二醇会降低水性木器漆的干燥速度，在工厂应用的水性木器漆中几乎不添 加。 但是对于零售的水性木器漆，如果要通过冻融稳定性测试，还是有必要加少许的丙二醇。 吡咯烷酮类溶剂往往是在聚氨酯分散体合成过程中为了完成聚合物反相，在溶剂型变成水性过程中添加进去的，对于涂料的干燥成膜没有帮助，还会延长漆膜的干燥时间。 现在已经有新一代的技术可以合成不含有吡咯烷酮类助溶剂的水性聚氨酯。 下面重点来谈谈成膜助剂对水性木器漆干燥速度的影响。 成膜助剂是一类能够溶胀高分子聚合物，降低高分子聚合物最低成膜温度，促进高分子化合物塑性流动和弹性变形的溶剂。 水性木器漆中的成膜助剂又分为两类，一类就是我们通常 所说的成膜助剂，包括各种醇醚酯酮等溶剂，还有一类就是增塑剂。 对于一些高玻璃化温度的乳液成膜，很多配方中仍然建议添加增塑剂，常用的增塑剂包括邻苯二甲酸酯类增塑剂。 由于这类产品对人体具有毒副作用，因此此类产品已被严格限制。 一般建议水性木器漆中尽量不用或者减少这类增塑剂的用量，或者用比较安全的替代品，一般都是相对分子质量较高的增塑剂，不仅具有良好的增塑效果，而且产品在涂膜中迁移性很低，能提高涂膜的综合性能。 其实成膜助剂和增塑剂还是有很多的共同点的。 成膜助剂可以认为是挥发较快增塑剂，而增塑剂可以认为是挥发较慢的成膜 助剂，二者都是有机挥发物，最终会离开漆膜。 水性木器涂料中的成膜助剂多数是醇醚类的溶剂，常用的主要是乙二醇醚类和丙二醇醚类。 乙二醇醚系列成膜助剂一度是水性涂料和油墨产品的主要添加剂。 但是，研究证实乙二醇醚的很多产品能导致生物的生殖系统病变，并可能导致动物胚胎的变异，因此需要大力推广丙二醇醚作为乙二醇醚类成膜助剂的替代品。 很多研究也表明，以丙二醇醚为成膜助剂的涂料具有比添加乙二醇醚类产品更好的综合性能，特别是成膜效果，因为沸点高的溶剂往往干燥速度越慢，水溶性越差，成膜效果越好。 各种水性木器漆中常用的成膜助剂的 沸点和溶解度参见下面表一和表二。 在水性木器漆中偶尔也有使用醇酯类成膜助剂的，由于醇酯类成膜助剂往往亲油性比较强，沸点较高，成膜效果要好过醇醚类成膜助剂，但是醇酯类成膜助剂一般比醇醚类成膜助剂挥发慢很多，带来的问题是涂膜长时间表现出抗粘连性差和耐划伤性差，涂膜硬度的展现也慢。 简言之醇酯类成膜助剂的干燥速度很慢，极大地影响了水性木器漆的各项性能，通常情况下是不被使用的。 水性木器漆配方中一般都是慢干和快干的成膜助剂搭配使用，各种成膜助剂的选择不仅应该参照乳液的最低成膜温度，同时应该根据季节来搭配使用，夏天和冬 天的温度和湿度都不同，夏天温度高，水分挥发比较快，如果过多地选择快干型成膜助剂，由于挥发速度过快，导致涂膜的形成时间过短，乳胶粒子来不及很好地聚集融合，成膜助剂就已经随着水挥发了，造成成膜不好和流平不佳等缺陷；而冬天气温低，水分挥发慢，成膜助剂挥发也慢，成膜时间长，这时候为保证一定的干燥速度，可以多选择一些快干性成膜助剂，有利于缩短施工时间。 另外对于白色的水性木器漆，或者其他的颜填料含量高的水性木器漆，相同的乳液量下，成膜助剂的用量必须比相应的清漆高出几个百分点，这样才能保证有效成膜。 对于成膜助剂的用量，既 要考虑乳液的干燥速度和成膜性，又要考虑 VOC 含量和抗回粘现象。 在工厂应用的时候，需要根据烘烤流水线的长度和烘烤温度，以及水性木器漆的干燥性能，对成膜助剂的品种和数量做合理调整，已达到最少的使用成膜助剂、最快的干燥速度和最佳的漆膜效果。 表一、常用于水性木器漆的乙二醇醚类成膜助剂 简称 化学名称 分子量 沸点 ℃ 水中溶解度 水在溶剂中溶 解度 % BCS 乙二醇丁醚 171 互溶 互溶 DB 二乙二醇丁醚 230 互溶 互溶 TBE 三乙二醇丁醚 280 互溶 互溶 DE 二乙二醇乙醚 202 互溶 互溶 HCS 乙二醇己醚 208 EPH 乙二醇苯醚 244 9 表二、常用于水性木器漆的。