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“水性涂料生產(chǎn)企業(yè)十年磨一劍，如今該亮出來了。”中國水性木器涂料技術(shù)聯(lián)盟秘書長朱延安近日接受中國化工報記者采訪時表示。環(huán)保新政越來越嚴(yán)苛，消費(fèi)者健康意識不斷增強(qiáng)，高VOCs涂料似乎已山窮水盡。在木器涂料中，水性化比例遠(yuǎn)低于10%。這除了下游企業(yè)接受程度不高外，水性涂料應(yīng)用成本和產(chǎn)品性能仍不盡人意也是主要原因。面對全面來襲的水性時代，對配套的樹脂、著色系統(tǒng)、助劑等提出了哪些新的要求?原材料生產(chǎn)企業(yè)該如何應(yīng)對?中國化工報記者進(jìn)行了廣泛采訪。
樹脂研發(fā)應(yīng)成體系
萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司市場服務(wù)經(jīng)理楊歡認(rèn)為，木器漆進(jìn)一步的油轉(zhuǎn)水，技術(shù)上主要面臨以下挑戰(zhàn)：一是漆膜硬度不足，二是難以達(dá)到全封閉效果，三是木材脹筋問題，四是干燥過程受環(huán)境影響較大。中國化工報記者采訪了解到，涂料的性能大部分是由樹脂來實(shí)現(xiàn)的。木器涂料的水性化關(guān)鍵取決于水性樹脂的性能和成本。
楊歡指出，家具使用的領(lǐng)域不同，對涂料性能要求各異。比如，戶外家具要求涂料耐水及水白，對耐候性、柔韌性要求高;室內(nèi)家具對硬度、外觀、耐化學(xué)品性、機(jī)械性能要求高。這就需要有針對性地選擇不同的樹脂體系進(jìn)入配方設(shè)計。從樹脂角度講，油性涂料樹脂也有很多分類，如硝基漆、PU漆、UV漆等。之前木器涂料使用的樹脂大多是丙烯酸乳液，雖然成本低、干燥快、打磨性好，但是性能單一，很難與上述油性涂料媲美，因此需要有更多的水性樹脂體系來形成整體效應(yīng)以替代油性樹脂。如何提高性能，如何降低干燥過程中漆膜對環(huán)境的敏感度，如何解決脹筋問題，如何提高水性樹脂對木材的潤濕性，都有待于樹脂供應(yīng)商解決。目前已成功開發(fā)出的PUD、PUA、水性UV、水性雙組分等體系，讓下游用戶已經(jīng)有了更多選擇的余地。
河北晨陽工貿(mào)集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理花東栓接受采訪時表示，化工新材料發(fā)展日新月異，對水性涂料性能優(yōu)化提供了有力保障。目前國內(nèi)采用得比較多的還是歐寶迪、帝斯曼等跨國公司的水性樹脂。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的水性樹脂產(chǎn)品在性能指標(biāo)穩(wěn)定性方面還有提升的余地。“比如，乳液生產(chǎn)中溫度的控制十分關(guān)鍵，如果溫控設(shè)備不敏感，就會有較大范圍的溫度波動，導(dǎo)致批次間性能差異在允許誤差之外。國內(nèi)企業(yè)在成品檢測手段、生產(chǎn)控制手段方面和國際生產(chǎn)商相比還有較大差距。目前已有一些企業(yè)在引進(jìn)國外生產(chǎn)裝置，實(shí)施全自動化控制。只有設(shè)備自動化程度高了，控制精密了，產(chǎn)品性能指標(biāo)才能穩(wěn)定，下游企業(yè)也才能生產(chǎn)出穩(wěn)定的產(chǎn)品。”花東栓說。
著色系統(tǒng)要通水性
由于溶劑不同，水性涂料在著色系統(tǒng)上的需求與油性涂料有著較大差異，這就催生了水性著色系統(tǒng)的研發(fā)熱。
據(jù)東莞彩之虹化工有限公司技術(shù)工程師舒晗介紹，色精是涂料工業(yè)里透明顏色的著色方案，在水性涂料應(yīng)用過程中扮演著越來越重要的角色。好的水性色精不僅需要與水性涂料有良好的相容性，而且所用色粉也要有較好的耐火性、耐溫性、耐色遷移性和足夠的鮮艷度，在性能上具有溶劑型產(chǎn)品的所有特性，才能更好地被用戶接受。
目前市場上用于水性體系的透明著色系統(tǒng)，主要有酸性染料和金屬絡(luò)合物色精兩大體系。酸性染料容易和弱堿性的水性涂料發(fā)生反應(yīng)，并且易褪色。之前的金屬絡(luò)合物色精需要有機(jī)溶劑的溶解，成本較高。為適應(yīng)水性涂料的應(yīng)用，彩之虹公司開發(fā)了CH-W121水性黃色精、CH-W721水性棕色精、CH-W823水性黑色精、CH-223水性橙色精等系列著色產(chǎn)品。這些水性色精中的金屬絡(luò)合物顏料，在水性體系中不是完全相溶的狀態(tài)，而是一種穩(wěn)定的分散狀態(tài)。
業(yè)內(nèi)專家指出，色漿也是水性涂料著色系統(tǒng)中的一大類產(chǎn)品。隨著涂料的水性化，能與水性涂料配套使用的色漿未來發(fā)展空間很大。水性透明色漿主要用于木材著色和較高檔汽車的面漆上。木器格麗斯在使用透明色漿后，可以很好地展現(xiàn)木紋，提升木器檔次。在汽車涂料中透明色漿配合鋁銀色漿和珠光顏料使用可提高汽車涂料的效果。水性實(shí)色色漿在水性工業(yè)涂料著色系統(tǒng)中應(yīng)用范圍最廣，其性能好壞與顏料本身的耐光性、耐候性、耐化學(xué)性有很大關(guān)系。
隨著未來水性涂料用量不斷增大，水性著色系統(tǒng)也將越來越成熟，可為下游用戶提供更多個性化的解決方案。
助劑品類需添新兵
據(jù)了解，水性涂料與油性涂料主要區(qū)別在溶劑。涂料成膜、流動與流平、漆膜性能都與溶劑有著密不可分的關(guān)系。油性涂料溶劑種類多，可視需求調(diào)整溶劑，而水性涂料只有水和少量共存溶劑，難以達(dá)到油性涂料的成膜性、流動與流平性，需要添加助劑調(diào)節(jié)。
從理論上說，水性乳液由于擁有更高的相對分子質(zhì)量，可以獲得比油性體系更好的物化性能。但由于油性體系的原材料已發(fā)展得很充分，技術(shù)研發(fā)人員可以通過特殊原材料選擇、或者助劑來獲得超高性能的涂層。相比之下，水性產(chǎn)品還不是很豐富，也沒有性能超眾的乳液可供選擇，正確使用成膜助劑，搭配適合體系的助劑來改善漆膜性能就顯得十分關(guān)鍵了。
可以預(yù)見的是，隨著油轉(zhuǎn)水的進(jìn)程加快，將涌現(xiàn)出一批適合水性涂料用的新型成膜助劑、流變助劑、流平劑、交聯(lián)劑、功能性填料。
此外，由于水性木器涂料配方中含有大量有機(jī)物質(zhì)，非常適合微生物的生長，微生物黏液會分解木器涂料中的成分，影響產(chǎn)品的流動性等性能，導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)，影響使用。因此，控制微生物生長非常必要，罐內(nèi)防腐劑需要具有如下特點(diǎn)：廣譜抗菌，pH適用范圍廣，滿足工藝條件下的防護(hù)要求，操作安全，相容性良好，添加量低，符合相關(guān)法規(guī)要求。
