水性木器涂料施工常见问题及解决方案

王建春

天津市裕北涂料有限公司300402  

引言:环保重压下涂料厂、家具厂如何突围? 首先考虑油改水。家具涂装油改水就是在国家环保政策的要求下,家具涂装过程中为了达到环保涂装的目的,将VOC排放严重的溶剂性涂料,用VOC排放低的水性涂料或100%UV、粉末、高固含涂料来替代。虽然选择环保水性涂料可解决环保压力,但施工过程中涨筋、渗色、木皮起鼓题等是水性涂装过程中常见问题,只有遵循水性漆的特性转型才能成功。

关键词:水性漆  涂装工艺  施工常见问题  解决方案

1.水性漆特性:成膜机理与溶剂型涂料有非常大差距。

1.1水性漆涂装首先了解水性漆成膜过程

粒子堆积成膜过程是水性乳液的重要特征。

图1、水性漆成膜过程

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2.涂装工艺

水性漆涂装工艺与溶剂型PU涂装工艺相近。但水性涂装要考虑不同工艺对产品的选择要求不同。

图2、不同涂装工艺的选择

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3. 影响水性漆涂装因素

3.1水性漆漆膜开裂影响因素

3.1.1低温不成膜

在配方设计时,要考虑成膜助剂添加量是否满足现场施工环境(温湿度)要求。成膜助剂添加量不足,温度低于MFFT,水分挥发后不能融合成连续的涂膜,留下粒子堆积的痕迹。表现在涂膜性能上:光泽低,耐水、耐化学性差,附着力差。过量添加成助剂,会造成漆膜干燥慢,早期硬度低、包装时限延长、粘连等问题。

图3、低温不成膜开裂和粘连现象

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低温不成膜开裂

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低温不成膜开裂

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粘连

解决办法

1)提高施工、涂装、晾板温度,减少成膜助剂添加量。

2)低温时:采用涂装前的预热(工件、涂料、水漆施工房)

3)表干环节:

两度一速指标: 温度:15-30℃; 湿度:50-70%  风速:0.1m/s

4)实干环节

两度一速指标:温度:30-50℃  湿度:50%以下风速:0.1-0.3m/s

3.1.2漆膜厚涂开裂影响因素

图4、涂膜厚涂开裂现象

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1)喷涂过厚→在干燥过程中漆膜收缩不均匀, 引起漆膜开裂;

2)漆膜在表干过程中受外界风速大影响→漆膜收缩不均匀, 引起漆膜开裂;

3)干燥快→漆膜快速收缩, 引起漆膜开裂;

解决办法

1)高温时:涂装前的养生(工件、涂料、水漆施工房),合理的温湿度。

2)喷涂环节

①两度一速指标: 温度:15-30℃; 湿度:50-70% 风速:0.1m/s

②配套适合的水性漆喷涂设备

3)表干环节:

两度一速指标: 温度:15-30℃; 湿度:50-70%  风速:0.1m/s

4)实干环节

两度一速指标:温度:30-50℃  湿度:50%以下风速:0.1-0.3m/s

3.1.3涂层之间搭配不当造成涂膜开裂

漆膜与底涂收缩不均匀造成漆膜开裂。因此涂装工程师需要综合考虑,做好涂装前测试工作。

图5、涂层之间搭配不当造成涂膜开裂现象

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3.1.4漆膜与硬质基材搭配不当造成涂膜开裂

1)漆膜韧性差,木材遇水膨胀,在干燥过程中收缩速度快,干膜拉伸强度不够;2)木材具有各项异性,会因为水分的变化湿涨干缩,造成木制品因收缩而翘曲变形,导致涂膜与木制品的损坏。

图6、漆膜与硬质基材搭配不当造成涂膜开裂-湿涨干缩开裂

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纯实木材质因含水率不平衡易导致变形、开裂等不良弊病发生

图7、漆膜与硬质基材搭配不当造成涂膜开裂-收缩而翘曲变形

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解决方案

1)选择有一定拉伸强度的中涂漆过度。

2)选择高固、低粘、韧性好的封闭底漆。

3)选择醇水溶性胶固底漆。

4)改换基材柔性。

5)改善施工环境(温湿度)。

以上方案都可以杜绝漆膜开裂问题。

3.2基材封闭重要性

采用何种封闭底漆或封闭工艺是至关重要的,没有好的封闭底漆或封闭工艺就不可能有成功的油改水。

3.2.1基材封闭不严导致漆膜缺陷

图8、封闭不严导致的漆膜缺陷

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不耐水饺导致木皮起鼓

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封闭不严导致木皮起鼓

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胶固底漆选择不当导致木材涨筋 

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封闭不严,导致木皮翘起

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皮木开裂

3.2.2基材封闭不严影响因素

1)贴皮胶耐水性差,遇水再溶造成木皮起鼓,实木基材涨筋、变形开裂

3)胶涂布均匀,漏胶处易造成起鼓风险。

解决方案

1)选用D3 D4等级贴皮胶才可以满足耐水性要求。

2)做好底涂封闭。

3)缩短胶固底漆干燥时间,提高交联密度及防水性。避免再涂后,木材二次吸水造成涨筋、起鼓、开裂风险。

3.3实木基材涨筋

3.3.1木材涨筋原因:涨木筋一般分为两类:软木的涨木筋、硬木的起木刺。

以樟子松为例:由于软木更容易吸收水,且涨筋时表现为胀鼓变形,涨筋严重时,后期难以修复,所以头道胶固底漆应尽量选用涨木筋轻的底漆。

硬木的质地较为细致坚硬,多表现为起木刺。常规做法是先喷涂一道封闭性胶固底漆,打磨翘起的毛刺再进行二度底漆涂装。

3.3.2抗涨木筋的解决方案

针对软木的防涨筋,可以喷涂胶固底漆,在产品选择上有以下几点:选用干燥快、润湿渗透要好,更容易进入木材导管、并对木筋有抚平作用底漆;施工中尽量少加水或不交水; 漆膜薄涂;

也可选择醇水胶固底漆更能有效的防止涨筋。

3.4漆膜发霉

高湿环境下,涂膜封闭不严,木材再度吸水,霉菌滋生快,导致涂装好家具发霉。长期处于潮湿环境下家具比较常见。封闭基材至关重要。

图9、漆膜发霉现象

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3.5漆膜泛白

目前家具厂多采用单组份产品配套涂装。单组份漆因本身属于自交联反应,厚涂、漆膜致密度不够,长期处于潮湿环境下,漆膜过度吸水都易造成漆膜发白现象。在油底水面的封闭型涂装工艺中,溶剂型挥发或UV干燥不彻底,也会造成漆膜泛白现象。油漆工延习溶剂型涂装习惯,修色追求快速涂装湿碰湿喷涂,在涂饰完后待干时间未达到4h,即进行其他喷涂。待干后,残留的水分会随时间的延长而在漆膜与漆膜之间形成微小水汽,慢慢出现漆膜发蒙,导致泛白。高湿环境时,会使涂物表面附着水分子,当油漆喷涂之后水分挥发,导致漆膜发生雾化现象而发白。

图10、不同漆膜发白现象

面漆封闭不严,造成吸水发白

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面漆封闭不严,造成耐水、耐湿烫发白

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溶剂型PU+单组份水性面漆 漆膜再度吸水---发白

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全封闭100%底+单组份水性面

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因此,在透明工艺涂装中,漆膜封闭性至关重要。建议在涂装中,采用水性2K产品,减轻漆膜吸水造成发白的质量隐患。

3.6.白色漆涂装漆膜渗色   高油脂板材涂装风险

针对白漆、浅色(以白色为主色调)涂装,渗色时间表干后几小时后渗黄;实干后隔夜、几天、甚至几个月后渗黄。因此,白色涂装需做好前期风险评估。

原因分析:木材中木质素、单宁酸、油脂遇水上渗。白色或浅色实色涂装,涂膜封闭不严发生渗色问题—— 开裂 、黄变等现象。

解决方案:选用有高交联封闭效果的涂膜。

1)对含有油脂、高水分基材,必须要进行前期除脂、除水(保证合格含水率)处理。

2)封闭漆涂装后要有足够的干燥和交联时间。干燥时间不够,漆膜起不到封闭作用。

3)封闭漆涂装干燥不能过度打磨,否则起不到封闭效果。

图11、木质素上渗和油脂渗出造成的涂膜缺陷

木质素上渗,引发白漆黄变问题

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油脂渗出造成涂膜开裂

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4.水性漆润湿性不够易出现漆膜缺陷

表1、水性漆润湿性出现的漆膜缺陷

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水在漆膜上状态导致水性漆润湿性差

 解决方案:涂装前的预热(工件、涂料、水漆施工房)

图12、水性涂料润湿不够出现涂膜缺陷

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1)涂装前对工件、水性涂料、施工环境事先进行预热。

2)喷涂环节

 两度一速指标: 温度:15-30℃; 湿度:50-70%;风速:0.1m/s

套适合的水性漆喷涂设备

3)表干环节

两度一速指标: 温度:15-30℃; 湿度:50-70% ;风速:0.1m/s

4)实干环节

两度一速指标: 温度:30-50℃; 湿度:50%以下;风速:0.1-0.3m/s

掌握水性漆的施工条件,可有效避免漆膜的施工缺陷。

图13、不同漆膜效果

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5.耐污性(耐茶、醋、酱油、红酒等)

5.1单组份白漆耐污性,是行业需要解决的难题。因水性单组份操作简单,施工容易被接受。但涂膜交联只是简单的物理交联比如氢键交联,或者金属键交联。漆膜远不如外加交联剂致密之谜。因此,对耐污性要求高的餐桌、橱柜、茶几、办公桌等台面,采用双组份产品涂装。

图14、单组份耐污性

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单组份耐性

5.2白色涂装耐污性解决方案:采用2KPU产品,交联密度远远高于水性单组分漆交联密度。当茶渍、咖啡等带色液体沾在漆膜表面时,由于双组份的漆膜致密,可以阻止液体渗入漆膜内部。

图15、双组分聚氨酯反应示意图

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5.3双组份使用注意事项:

1)因双组份漆属交联反应,受温度影响大。

2)在配漆后固化剂异氰酸酯)与水反应,并会释放出CO2气体 。

3)在配漆后固化剂(异氰酸酯)与主剂羟基乳液反应 。

4)只要配好漆,交联一直在进行,加之双组份漆受温度影响大,随着温度升高,反应速度会加快。适合喷涂环境15-25℃;湿度65±2%。一般情况下使用时限为2h,超过使用时限,耐性会明显下降。

6.疤痕现象

图16、涂膜疤痕现象

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漆膜打穿后对于溶剂型产品涂装来说,直接再涂就可以完全遮盖砂穿部位,对于水性单组份涂装就非常困难。造成疤痕原因,还是单组份交联密度不够造成的。

解决方案:砂穿后的漆膜,采用交联密度高的漆液涂膜。

7.漆涂涂装膜常见问题

图17、漆膜弊病

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8.解决七大问题配套设备:

按照基材养生区、喷涂区、表干区、实干区两度一速施工要点。完善必要的涂装设备和干燥设备,才能做好水性漆涂装效果。

图18、解决涂膜缺陷的配套涂装设备

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总结:由于水性漆特殊性及家具板材复杂性和多样性,尚不能简单用水性涂料解决全部涂装,需其它辅助方法的配套方可达到最佳效果。但还要根据现场要求选择合理的施工工艺。因此,水性漆在涂装前,要做好前期的准备工作,避免涂膜缺陷问题发生。 


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