现代家居和家具涂装的目的，应在以往的基础上增加环保和健康的内容，也就是说木材涂装在达到美化和保护的目的同时，还应保护地球，防止公害增强健康，这种潮流日渐高涨。保护地球，就要更加注意生态平衡，林木的应用受到了很大限制，新材质的出现，给涂装提出了新的课题，再加上防止公害增加健康，给木材涂装提出了更多的难题。现在人们购房增多，“房屋时髦症”更加引起人们的普遍关注，特别是化学物质过敏症，已成为社会问题。所以对于防止室内空气污染的法规和自主规则愈加严厉。

    受这些社会形式变化的影响，为了建筑出真正健康住宅，在室内禁止使用有害健康的甲醛、甲苯、二甲苯的游离－NCO（异氰酸酯）超标的涂料。采用能够自由控制换气结构的措施。

    一般油性涂料中含有二甲苯、甲苯、PU涂料固化剂中含有游离的－NCO，这些化学物质被视为“时髦症”和化学过敏源的祸首。因此人们不希望使用有机熔剂和甲醛释放的涂料及其他装饰材料。

    那么，作为健康无公害水性涂料就自然而然的发展起来了，目前在我国是首选，在国外房屋装饰作为健康的还有自然涂料（生态涂料），也就是目前国外的畅销品。

    二、 目前我国水性木器涂料的种类

    木器涂料按树脂类别划分主要有两大类

    1、丙烯酸类，多数为胶体分散体。聚合方法很多，主要是核壳共聚和互参网络。多数含有交联单体，这类树脂制造的涂料一般来讲价位比较便宜，性能一般，多有硬度低，回粘、抗粘连性差的缺点等不足之处。

    2、聚氨酯水分散体（PUD）在我国开发有20多年的历史，就开发技术而言，与国外差距并不太大，主要差距是在原材料的应用上。

    PUD的种类很多，在各种不同领域都有应用，而且都呈现出发展的趋势。PUD大致有三种类型，阴离子型、阳离子型、非离子型，非离子型多用于玻纤。国外还有阳非离子型，阴离子型。

    合成方法：主要有予聚体法、丙酮法、融分散法、酮亚胺/酮连氮法，目前最常用的是前两种方法。

    水性木器漆所用PUD涂料，现在还有许多缺点，比如耐水性差，硬度不高，丰满度不好，但这些缺点都是可以克服改进的。比如使用叔碳酸酯、有机硅、干性植物油、环氧树脂、丙烯酸酯单体等进行改性，可这些东西售价都是昂贵的，以此制成的PUD就很少被市场问津。

水性木器漆发展比较缓慢，主要是受市场发展的制约，就技术开发而言，与国外差距并不太大，我认为主要差距是在原材料的应用上。PUD的主要原料 IPDI、HMDI、HDI、聚酯、聚醚多元醇，大部分都是进口的，价格很贵。最常用的IPDI   每公斤都在80元以上，有机硅改性单体都在几百元一公斤。这样昂贵的价格很难被市场所接受。因此，制约了水性木器漆的发展。

    另外，人们还有一个习惯，总喜欢将新东西的缺点与老东西的优点相比，当然水性漆的性能是无法与溶剂涂料比美。但其环保，安全健康、省资源也是溶剂型涂料无法可比的。

表1：各种涂料的特性比

	水性 涂料	溶剂型 涂料	高固体份	溶剂型 UV	无溶剂型 UV	水性型 UV
薄膜涂装	○	○	△	○	×	○
厚膜涂装	△	□	○	□	○	△
涂膜性能	△	○	○	○	○	○
涂膜表面状态	○	○	△	○	×	□
喷涂性	○	○	△	○	×	□
复杂形态适应性	○	○	○	△	△	△
储存稳定性	□	○	□	□	□	□
安全性	○	×	×	×	△	○
废水处理	△	○	○	○	○	△

 注明：○=优   □=良  △=中  ×=差

    从上表中不难看出各种涂料都有优缺点，人们的好感是与人们的生活习惯、区域、国情、文化、生活水平、经济条件有着密切的关系。但现在总的趋势是反璞归真，回归自然。对于木材来讲，安全健康薄膜涂装应是家装的优点。它能更好地显示出木材的天然美，防止了由于涂装造成的料感。在国外这种家具装修是极为普遍的。在我国当今皮革的涂装完全去掉了以往的涂饰风格早已更换成了PUD.

    为了保持天然革的砂粒感，涂膜很薄，更加体现了皮革的天然感。随着社会的发展，人们的需求也在发生变化，涂装和涂料也必然会随之发生变化，从上表中可以看出水性涂料有许多其他涂料所不及的优点，其最大的优点是安全、环保、健康，将来它必定是家居装饰、木器家具的主流涂装体系。

   三、 水性木器漆的制造

     1、表面张力的控制

    制造水性木器漆时，首先会遇到表面张力的问题。水性木器漆是以水为溶剂，水的表面张力在所有的溶剂中是最高的，大约在72.7mN/m。而一般溶剂大约在18～35 mN/m左右，
详见表2

     要想使水性木器漆能更话地展布在木材的表面上有良好的附着力渗透到木材的空隙中，赶出空隙内的空气必须使用基材润湿剂，不同的基材润湿剂降低静态表面张力是不同的，
参看表3
表3：   0.1% 浓度的表面活性剂溶液的表面张力

    选择基材润湿剂的效果时，不能单考虑其降低表面张力的能力，还要测试其展布性向木材空隙中渗透的能力，稳泡程度等几方面。通过试验和多年经验我认为degussa公司的Wet KL 245其降低表面张力的能力、展布性都是极其优越的，该公司的Wet 270的渗透性、WT-4000的消泡性也是非常出色的。

    因为水的表面张力高，涂料在高剪切速率下涂装时比如喷涂时，容易出现动态表面张力失衡的问题，涂料落在基材上会出现大面积的露底现象，这时必须使用降低动态表面张力的基材润湿剂调整动态表面张力的平衡。效果比较突出的有Tego Wet500、505。这类表面活性剂不仅可以降低动态表面张力，而且可以帮助消泡，提高颜料的润湿效果。

    2、水性涂料的表面控制

    水性涂料与溶剂涂料一样施涂方法不同会直接影响涂膜的表面状态。

    涂料刷涂和滚涂其流平时间可以用下式表示:
△t= λ4η /226 r . h3 .log .  ao
at式中：ao初始流动振幅（cm）；at经过t时后流动振幅（cm）；h 涂膜厚度（cm）；λ刷痕长度（cm）；r 表面张力mN/m；t 时间（s）；η 涂料黏度

    从上式中可知，涂膜流平时间与刷痕和粘度成正比，与涂膜厚度和表面张力成反比，也就是说涂膜越厚表面张力越高，流平时间越短，所以刷涂时涂料的表面张力不宜调的太低。

    涂料的流变指数，对涂膜的流动、流平及丰满度有极大的影响。提高高剪切的黏度可以增加涂膜的丰满度。若触变指数调整适当可使涂膜流平与丰满达到最佳植。

    流平剂是控制涂膜表面状态的主要添加剂，可起到防消孔、防止发花、防止桔皮、增滑抗粘连的作用。最有效的是Tego Glide 410、482、450、440，410表面张力最低最滑爽、抗粘连性、防缩孔性最价，其次是482。450的在涂性最好。

    应用流平剂时最好与基材润湿配合使用效果更佳。流平剂的应用效果与体系的组成有极大的关系。比如410就特别适合油、环氧、丙烯酸改性的 PUD。482比较适合丙烯酸乳液类及丙烯酸改性PUD。

 3、颜料分散

    水性实色漆会用到一些颜料和填料，一定要注意选择润湿分散剂。水性树脂对颜料的润湿远不如溶剂型树脂，尤其是有机颜料更难润湿，容易产生沉淀，若选用增稠剂防沉，涂料黏度势必增加很大，可达到防沉效果。但为达到施工黏度必定要兑一定量的水，水性涂料的固含量本来就低，这样就导致涂料树脂含量更少，其结果是使涂膜的物化性能降低，光泽下降。为了保证涂料的性能、光泽、颜料展色力、鲜艳度、遮盖力最好，使用与颜料表面具有亲和基的高分子型分散剂，少用增稠剂防沉。高分子分散剂通过与颜料亲和集团吸附在颜料表面上。伸展基分散在树脂液中，构成空间位阻效应。也有可能分散剂的亲和基与颜料相接，分散链与树脂依靠极性相接，把颜料与树脂连在一起达到稳定作用。

    另外，要注意有机共有溶剂的使用。有机溶剂会阻碍颜料/树脂间疏水部位的吸附作用，因此，会影响颜料在水性涂料中的稳定性。有机溶剂/水间的界面张力越低，颜料分散性越差，但颜料的表面张力越低，其受有机溶剂的影响就越小。在有颜料的实色漆中一定注意有机溶剂的选择。

    四、 水性涂料树脂的选择

    达到完美状态的水性树脂，目前还不多，价格贵的树脂有许多可取之处，但并非完美，就是价格昂贵的进口树脂也是如此，想让水性木器漆完全达到溶剂型木器漆的水平是困难的。

    我们应该把水性木器漆看成是为健康，为环保，为无公害而开发的一种新型材料，用这些要求来考核水性木器漆的质量品质。当然水性木器漆要有足够好的物化性能，涂装方便。否则连一些最基本条件都达不到，那就无法谈及健康、环保无公害了。

    前面关于水性树脂以作了些介绍，制造水性木器漆选择树脂是非常重要的，在选择树脂同时要考虑涂层配套体系，施工方法。

    一般我采用的涂装体系是，填孔（或填孔着色）→封闭底漆→打磨底漆（二道）→表漆（一道或二道）。

    1、填孔剂

    重点：填到孔隙内的材质收缩率要小，填孔着色最好使用无几颜料。填孔剂要有良好的渗透性，最好配合使用些渗透性好的基材润湿剂，树脂含量要适宜。

粉料 + 基材润湿剂 + 干燥剂柔韧性比较好的树脂，比如油改性或环氧改性的PUD。

    2、封闭底漆

   这非常重要的一层，要与基材有良好的附着力，韧性要好，其目的是封闭，继续辅助填孔，可加少量的填料，比如SiO2 超细云母等最好在0.5～1% 之间，要加入渗透性好的基材润湿剂，树脂固含量控制在20～25% 之间，最好用油改性的PUD。

     3、打磨底漆

    打磨底漆主要是找平用的，不希望它留在涂层中太多，尽量去掉。可选用自交联型的丙烯酸乳液，它可以降低整个涂层的成本构成。该漆一定要好打磨，出粉快，不粘砂纸，另外，它有承上启下的作用，不会影响层间附着力。
该漆中不宜填加过多的粉料，因为水性树脂固含量低，容纳粉料的能力差。粉料加多了会降低涂层的透明性，影响整个涂层的清晰度，有泛白现象，木纹不明显，体现不出木材的美感，严重影响涂装效果。

    打磨漆：树脂 +基材润湿剂（展布性好的、渗透性好的）+ 少量共有溶剂（成膜助剂）+ 打磨剂（硬脂酸锌等）+ 少许填充料。

    一定要有充分的干燥时间，等漆膜彻底干燥后再打磨，这对防止塌陷有好处，打磨一定要好，尽量打磨干净，这对涂层的透明性、丰满度有关。

4、面漆

    面漆是整个涂装体系中最广后一层，也是最重要的一层，选择树脂时，一定要根据各方面性能进行综合考查。

水性聚氨酯涂料的干燥机理与溶剂型的PU涂料固化交联成膜是不完全相同的。

    涂膜性能：
光泽                  90以上
硬度                  H以上（在周实干后）
耐水性                用湿布浇覆盖4天以上
附着力                划格法