水性裂纹漆的制备及应用研究
□ 罗爱民，杨筱秋，刘臻贤，张东升
(广东华隆涂料实业有限公司，广东佛山 528305)
可见，底、面涂间隔时间很重要。底干时间过短，底漆仍成湿态，面、底漆干燥速度相差不大，产生的收缩应力不显著，裂纹自然不理想；底干时间过长，底漆固化完全，张力变小，兼之没有打磨，面涂后就会因张力原因，导致虽开裂但层间附着力差，底干时间以2～5 h为宜。
2.4.2 水性单组分底漆
0 前言
我国是木器生产大国，也是世界大家具出口国，每年需耗用大量木器涂料。在木器涂料的大家族中，裂纹漆以其炫目富丽的装饰形象成为不可或缺的重要一员，广泛应用于建筑装潢、玩具、工艺品及家庭艺术装修等领域。但传统的裂纹漆属于硝基涂料范畴，涂料中含有大量的挥发性有机溶剂，且施工固含量很低，在涂料的使用过程中会产生许多有毒、刺激性有机化合物。不仅
在应用中对工人产生毒害和大气污染，而且还会渗透到木材底纹中再缓慢释放，结果会对居民产生长时间的慢性危害。可见，溶剂型裂纹漆既污染环境、损害漆工和居民健康，又易燃易爆、带来火灾隐患，还浪费不可再生的石油资源。所以有必要研发出一种既环保节能、安全简便又具有优异涂装性能的水性裂纹漆，以替代溶剂型裂纹漆产品，满足市场更高要求。水性裂纹漆由特殊的水性有色底漆和水性有色面漆所构成，通过采用适当的涂装工艺，来获得美观而有立体感的裂纹效果。
1 试验部分
1.1 试验原料
底用水性树脂，自产；面用水性树脂，国民淀粉GD-10；钛白粉，杜邦R-706；金粉，FWD-301；水性分散剂、润湿剂、消泡剂，迪高；增稠剂，陶氏；防腐剂，广州微生物所；固化剂，罗地亚。
1.2 水性底漆的制备
以水性金底漆为例，是由底用水性树脂、金粉、润湿剂、消泡剂、防腐剂及水构成。
1.3 水性面漆的制备
以水性白面漆为例，是由面用水性树脂、钛白粉、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂及防腐剂等组成。
1.4 样板制作
先取封闭好的木板，打磨平整；再喷涂水性金底漆；等底漆干燥一段时间后，直接喷涂水性白面漆。
1.5 测试
样板实干后，观察裂纹效果，并测试性能。
2 结果与讨论
2.1 底用水性树脂的选择
试验了市面上常见的几种底用水性树脂，结果配制出的底漆在与面漆组合时均没有裂纹效果，后采用了自制的亲水性较强、柔韧性较好的水性树脂，得到了理想的结果。原因可能是：①底用树脂具有亲水性，配成的底漆耐水性差。这样，罩涂面漆后，面漆中的水下渗，将底漆层再溶胀，使得面漆层和底漆层在干速上出现差距，即所谓“面干底未干”现象，底漆在随后的失水干燥中收缩，对面漆涂膜产生拉扯力，从而导致面漆开裂。②面漆在干燥过程中失水收缩，因底漆较柔软，面漆收缩不平衡产生应力集中，当应力大于面漆涂膜的拉伸强度时就会开裂。
2.2 面用水性树脂的选择
面漆要求快干、低柔韧性且疏水性强，所以对面漆用树脂的主要要求也是快干、坚硬和疏水性强。市面上大多数水性木器涂料用丙烯酸树脂皆能达此要求，尤以自交联型的丙烯酸共聚乳液树脂为宜。
2.3 不同的底漆-面漆组合情况
2.3 不同的底漆-面漆组合情况
在同样的气候环境下，试验了单组分金底漆/单组分白面漆、单组分金底漆/双组分白面漆、双组分金底漆/单组分白面漆、双组分金底漆/双组分白面漆4种组合，底、面涂间隔时间皆定为2 h，结果如表1。
据表1：①单组分金底漆/单组分白面漆组合可得到外观规则、形状亮丽的裂纹效果，是因为在实干之前底漆的耐水性较差，罩涂干速快、疏水性强的面漆后，面漆的水分溶入底漆中，使底漆溶胀，底、面漆存在干速和疏水性差异导致裂纹产生。②双组分金底漆/单组分白面漆也可得到外观规则的裂纹效果，是因为双组分底漆较软，面漆收缩应力大过自身的拉伸强度而产生裂纹。③双组分金底漆/双组分白面漆和单组分金底漆/双组分白面漆组合中，双组分面漆因有化学交联作用使得自身涂膜的内聚强度大，涂装中产生的收缩应力小于涂膜的拉伸强度，所以不裂。④双组分金底漆/单组分白面漆比单组分金底漆/单组分白面漆的附着力明显好，这是因为双组分的底漆发生了化学交联，自然比仅靠物理融结成膜的单组分底漆对基材有着更好的黏着力。
2.4 底、面涂间隔时间的影响
2.4.1 水性双组分底漆
采用双组分金底漆/单组分白面漆组合，在同样的温、湿度条件下，试验了底、面涂间隔时间对裂纹效果的影响关系，结果如图1和表2。
2.4.2 水性单组分底漆
采用单组分金底漆/单组分白面漆组合，在同样的温、湿度条件下，试验底、面涂间隔时间对裂纹效果的影响关系，结果如图2和表3。
可见，底、面涂间隔时间的影响仍较大，但较水性双组分底漆而言，时间大为宽松。这是因为在没有化学交联的情况下，底漆的亲水性保持长久。
2.5 施工时环境温度的影响
采用水性双组分金底漆/单组分白面漆涂装工艺，在相对湿度为100%这一极端环境条件下，固定底、面涂间隔时间为2 h，试验了干燥温度分布为25℃、33 ℃和41 ℃时的裂纹情况，见图3、表4。
图3、表4说明，即使是在极高湿度的环境下，施工温度对水性裂纹漆效果的影响不大。这是因为对双组分水性底漆而言，干燥固化主要不是靠物理挥发，而是化学交联。
2.6 施工时环境湿度的影响
采用水性双组分金底漆/单组分白面漆涂装工艺，在干燥温度为25 ℃条件下，固定底、面涂间隔时间为2 h，试验了环境湿度分别为66%、82%和98%时的裂纹发生情况，如图4和表5。
由图4、表5可见，环境湿度对涂料的裂纹结果影响不显著。这是因为双组分水性金底漆除了有物理融结固化外，还有化学交联固化，后者会把涂层内的水分强行往表面“驱赶”的现象，削弱了湿气对水分挥发速度的影响程度。
2.7 涂装工艺的影响
(1)底漆可以采用刷涂、浸涂、淋涂和喷涂。
(2)面漆宜喷涂，且需薄喷。否则，裂纹效果不好。
3 结语
采用亲水性强的水性树脂制备双组分水性底漆，与快干、坚硬且疏水性强的单组分水性面漆组成水性裂纹漆产品组合，喷涂施工，在底干2～5 h内罩面，就得到良好的裂纹装饰效果，且结果受环境温度和湿度的影响不大。
