0 前言

根据中国家具协会数据统计，2013年中国家具行业总产值突破万亿大关，连续5年成为世界家具生产和消费大国。随着规模的扩大，家具产业的地位也不断提升，目前已成为仅次于房地产、汽车、食品的第4大类消费品，在国民经济中开始占据重要地位。伴随着国家宏观调控政策的实施，配合节能减排、产业转型升级的步伐，结合家具产业集中度欠佳、自动化程度不高、环保压力日盛的现状，如何更好地促进家具行业转型升级、提升企业形象、做大做强企业规模、提高产品附加值，是大家为关切和期盼的。

当前，我国木质家具用木器涂料仍然以溶剂型聚氨酯、硝基涂料为主，这些高VOC的涂料在涂装过程中会释放出大量的有机溶剂，有机溶剂不仅对大气造成污染，同时也对国民的身体健康造成了不小的危害。援引自世界卫生组织的报告，全球癌症新增病例和死亡人数出现惊人增长，中国新增癌症病例307万例，居全球之首。而发病率高的癌症为肺癌，这些惊人的数据与我国环境空气质量欠佳密不可分！近20年来，无论是从技术研发领域，还是从市场推广应用来讲，水性木器涂料都得到了长足的发展，尽管仍然存在着应用上的一些问题影响着水性木器涂料的大面积推广，但在节能减排、健康环保、人文关怀意识已经上升到空前高度的今天，水性木器涂料以其巨大的环保优势必迎来发展的春天。
 

1 家具行业水性木器涂料的研究现状

1.1 家具行业水性木器涂料的产品研究现状

水性木器涂料经过多年的在家具行业应用上的不断探索发展，特别是近10多年的技术革新，通过涂料科研人员的努力，更多的新科技成果不断地在水性家具木器涂料领域得到应用，包括对成膜物质聚合工艺的改进、聚合物高分子结构设计、无机纳米粒子复合改性等方面。

1.1.1 润湿性

水性木器涂料普遍存在的表面张力、润湿性不理想、渗透性不佳等不良现象，而今可以通过微乳液聚合来改善。微乳液聚合借助于乳化剂和稳定剂作用，经超声乳化工艺，实现动力学稳定的亚微米级单体液滴分散体系的聚合，制备粒径为10～100 nm的乳胶粒子。由于表面张力低，对底材具有极好的渗透性、润湿性、流平性，起到良好的封闭、填充、防涨筋效果。

1.1.2 封闭性

木材是由无数不同形态、不同大小、不同排列方式的细胞组成，木材的细胞腔中通常含有树脂、树胶、单宁酸、色素、挥发性油类、水等物质，倘若木器底漆对木材的封闭性效果不好，容易导致涂膜塌陷、吐油、变色等缺陷。水性木器涂料在乳液合成阶段，通过特殊的分子设计，引入能够与单宁酸发生化学反应的阳离子型单体，能够起到很好的封闭效果，该项技术已经在家具涂装中得到良好的应用。

1.1.3 耐水性

对于涂膜的耐水性方面，可以通过新的聚合工艺如无皂乳液聚合来消除，无皂乳液聚合是在乳液聚合过程中使用具有反应性官能团且能够参与聚合反应的乳化剂，完全不添加或仅添加微量的通常意义上的乳化剂，从而消除了传统乳液聚合中乳化剂带来的诸多负面影响；同时也可以通过常温自交联技术，引入潜伏性反应基团，利用干燥过程中体系状态参数的变化来启动交联反应，从而提高涂膜的交联密度，改善涂膜的成膜性能和耐介质性能。

1.1.4 透明性

对于涂膜透明度，可以通过互穿网络(IPN)聚合方法使两种共混的聚合物分子链相互贯穿并以化学键的方式各自交联形成网络结构。这种网络结构一般是由一种聚合物在另一种聚合物存在下进行聚合、交联而得。这种特殊聚合物，在分子水平上达到“强迫互容”和“分子协同”效果，比核壳聚合物的相容性更好，消除微相分离，使水性木器涂料具有更突出的显木纹效果。

1.1.5 硬度

对于涂膜硬度，可以通过有机-无机杂化，利用无机成分的高硬度、耐磨性、优异的耐候性，结合有机成分的柔韧性，进而使水性木器涂料兼具有机无机特性，提升水性木器涂料的硬度；也可以通过无机纳米材料如纳米二氧化硅、纳米二氧化铝制成纳米浆料，通过物理或化学的方法对有机乳液进行改性，利用纳米材料高比表面积的特性与有机聚合物链形成多种次价键结合力，提高终水性木器涂料的硬度和抗划伤性能。

1.2 家具行业水性木器涂料的涂装研究现状

1.2.1 涂装方式

水性木器涂料在推广初期，产品结构单一，多数产品只能采取刷涂、人工喷涂等涂装方式，面对家具厂家多样化的涂装方式，水性木器涂料生产厂家紧跟步伐，陆续开发出了专用于浸涂、淋涂、辊涂、无气喷涂、静电喷涂、自动喷涂、机器人喷涂等多种涂装方式的产品，保证了家具厂家在生产工艺变动不大的情况下组织生产。

1.2.2 干燥技术

相比溶剂型木器涂料，水性木器涂料的稀释剂是水，水的比热容高达4.2×103 J/(kg · ℃)，其挥发所需要的热量明显高于溶剂。而水分挥发还受环境湿度的影响，当环境湿度过大，水分挥发的传质推动力消失，水性木器涂料就会出现慢干甚至是不干现象。为了解决上述问题，进一步推广水性木器涂料的应用，各种强制干燥技术正逐渐应用于水性木器涂料。

目前用于水性木器涂料的强制干燥技术主要有几种：热风干燥、红外干燥和微波干燥。

(1)热风干燥技术主要是利用热对流的原理，可以明显加快水性木器涂料的干燥速度，设备投入较小、适应性强，是目前应用较为广泛的干燥技术。但由于热风干燥过程中温度是通过热传递的方式由表及里对涂膜和板材进行加热，所以对木材和涂膜的加热速度较慢。特别是在冬季，这就势必会延长了整个干燥过程所需要的时间。另外在厚涂的情况下容易发生表干里不干而造成涂膜开裂的情况。此外，热风干燥的效果也容易受到施工情况和外界环境因素的影响，如涂膜的厚度、空气的湿度以及热风的速度等。

(2)红外干燥技术，即涂层通过吸收红外线辐射能量并转化为热量终达到固化成膜的一种干燥技术。红外线是一种电磁波，它的波长范围位于可见光和微波之间，红外线的波长范围是0.76～1 000 μm，通常可分为远红外(4.0～1 000 μm)、中红外(2.5～4.0μm)和近红外(0.72～2.5 μm)。目前红外干燥技术通常选用远红外干燥，其可穿透到涂膜内部，使涂膜内部温度升高，伴随着物料表面水分不断蒸发带走热量使其表面温度降低，造成涂膜内部温度高于表面，使涂膜的热扩散由内向外发生形成温度梯度。同时涂膜内部也存在着水分梯度而引起水分移动，含水量较多的内部逐渐向含水量较少的外部进行湿扩散，与热扩散的方向一致，从而加速了干燥的进程。但是由于温度梯度和水分梯度的存在，远红外干燥不适合干燥较厚的涂膜，涂膜越厚梯度越明显。近红外干燥技术，由于波长短、能量密度高使其具有更强的穿透性，能加快涂膜内部水分的干燥，使涂膜表面与内部干燥速度更均一，因此能在较短的干燥过程中得到较好的涂膜效果。涂膜厚度的控制在红外干燥中也是非常重要的，对于水性木器涂料采用“薄涂多道”的施工方法，可以减少同样厚度涂膜的干燥时间并提高涂膜的干燥质量。

(3)微波干燥技术属于介电加热方式，微波是波长在1～1 000 mm、频率在3.0×102～3.0×105 MHz具有穿透性的一种电磁波。在工业加热上只允许使用特定的频率，在我国为915 MHz和2 450 MHz，其中915 MHz的微波可使水分子每秒运动18.3亿次，利用介质损耗的原理，分子的转动在交变电磁场受到干扰和限制，产生“摩擦效应”，结果一部分能量转化为分子热运动功能，即以热的形式表现出来，从而物料被加热。微波干燥技术具有升温极快、内外一起加热、选择性加热等特性，可以很好地弥补其他烘干设备的不足，是快的涂装干燥技术。但微波干燥设备投入较大，设备也存在自身安全因素制约。

2 家具行业水性木器涂料的使用现状和应用前景

2.1 家具行业水性木器涂料的使用现状

涂料作为一种半成品，只有在其得到了正确的施工应用并终形成了具有装饰和保护效果的致密的薄膜之后才能称之为成品。因此，水性木器涂料的发展离不开施工应用技术的推动。没有全面系统的施工指导，缺乏专业的施工技术人员，缺少配套的涂装生产设备，水性木器涂料在家具行业的全面繁荣就难以实现。所幸，水性家具木器涂料生产企业正在走向专业化、标准化、规范化，为家具厂商提供了更多元化、高性价比的水性家具木器涂料产品乃至更全面的涂装解决方案。

10多年来，在经历了水性木器涂料曲折艰难的应用历程后，水性木器涂料的生产厂家在经过应用受挫的阵痛后，正从激情狂热走向理智成熟，不断提高产品质量，保证供货稳定性，采取更为客观适宜的营销手段。新生代的涂装施工人员正在接受并将热衷水性木器涂料，为数不少的喷漆师傅已经认识到水性木器涂料的优越性，部分人员则掌握了水性木器涂料的具体应用技术。对于长期困扰水性木器涂料流水线施工的干速问题，不少涂料企业密切配合家具厂家，为客户量身定做配套的解决方案，更多配套的产品与干燥设备(如前面已提及的热风干燥技术、红外干燥技术、微波干燥技术等)正在紧锣密鼓的研究探索中。相信在不久的将来，水性木器涂料就能缓解甚至克服因不同地域、不同季节造成的温湿度变化方面的应用限制。
2.2 家具行业水性木器涂料的应用前景

2.2.1 宏观政策引导

伴随着“霾”入选2013消费年度关键词，中国政府采取了一系列针对大气治理的举措。2013年3月北京市公布《北京市2013年清洁空气行动计划任务分解表》，首次将挥发性有机物(VOC)纳入减排控制对象。按照该计划，新建家具、电子工业涂装项目，水性涂料等低挥发性有机物涂料占涂料使用总量比例不低于50%。2013年9月10日，国务院印发了《大气污染防治行动计划》，明确指出要加大大气综合治理力度，推进挥发性有机污染治理，严格涂料、胶黏剂等产品挥发性有机物限制，推广使用水性涂料。10月来自北京市家具行业协会的消息称，为推进北京环境治理进程，一批具有污染排放的家具企业将被强令关停，23家北京家具企业被强制性调整退出，其中包括较为知名的世纪博森等。广东省政府印发了《广东省珠江三角洲清洁空气行动计划——第二阶段(2013-2015年)空气质量持续改善实施方案》，方案规定，新建家具涂装项目必须采取有效的VOC削减和控制措施，水性或低排放VOC涂料使用比例达到50%以上。新建机动车制造涂装项目，其水性涂料等低VOC涂料占总涂料使用量比例不得低于80%，所排放VOC的车间必须安装废气收集、回收净化装置，收集率应大于90%，新建室内装修装饰用涂料以及溶剂型木器家具涂料生产企业的产品必须符合国家环境标志产品要求。这些宏观政策上的引导无疑加速了对水性木器涂料的刚性需求。

2.2.2 家具行业水性木器涂料应用的新变化
随着人们环保健康意识的增强，国家环保法规的日趋严格，水性木器涂料在家具行业的市场需求正逐步由潜在需求向刚性需求过渡，并呈现出快速上升的趋势。就水性木器涂料的性能而言，丙烯酸木器涂料已经完全达到硝基涂料的涂膜性能和施工性能，而且在木质家具单位施工面积上的成本也优于硝基涂料，且不论硝基涂料因其易燃易爆、容易引发职业病等特点带来的其他防护支出。就市场现状而言，在儿童木质玩具、竹木藤器工艺品应用领域，水性丙烯酸木器涂料已大部分取代硝基涂料。在简单仿古家具领域，水性木器涂料同样具有了不少成功应用的案例，并表现出了逐步取代的趋势，同时水性聚氨酯木器涂料和水性丙烯酸聚氨酯木器涂料在家装市场、儿童套房家具、门窗、衣柜、桌椅、床等领域有较大的应用。水性UV固化木器涂料具有快速固化、坚实耐用、环保健康等优势，在板式涂装上有广阔的应用前景。

3 结语

随着越来越多的大型涂料生产企业投入到水性木器涂料的推广中来，水性木器涂料经过了前期的整合，行业层面已经摆脱了过去参差不齐、恶性竞争的局面，水性木器涂料正在逐步形成规模经济，这一良好现象将推动水性木器涂料原材料成本压力的持续缓解，水性木器涂料的价格也将逐步走向“平民化”，并终占据家具行业涂料市场的主导地位。