水性涂料的基本知識介紹與分類特點(diǎn)

水性涂料的基本知識介紹與分類特點(diǎn)
    水性涂料，英文為waterborne coatings或waterbased coatings，又稱水基涂料。用于木材涂飾的水性涂料有多種分類方法，常見的有按外觀、用途、施工和固化方式、乳液類型、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備方法來分類命名的。水性木器漆最重要的成分是其中的乳液和構(gòu)成乳液的樹脂類型，科學(xué)的方法是按乳液的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類。按化學(xué)結(jié)構(gòu)，水性木器漆可分為：水性丙烯酸涂料；水性聚氨酯涂料；水性醇酸漆；水性環(huán)氧涂料；溶膠一凝膠涂料；水性光固化涂料。
1、水性丙烯酸涂料
    丙烯酸型水性木器漆是應(yīng)用較早而且目前仍在大量應(yīng)用的品種。自20世紀(jì)70年代起丙烯酸建筑乳膠漆開始大范圍推廣以來，水性丙烯酸木器漆也隨之出現(xiàn)在市場上。丙烯酸乳液由丙烯酸酯單體為主的乙烯基單體經(jīng)乳液聚合而成。聚合過程中添加了乳化劑、穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑等各種助劑，體系相當(dāng)復(fù)雜。采用軟硬不同的單體，調(diào)節(jié)用量，并改變加料方式可以控制乳液粒子中聚合物分子的軟硬鏈段分布，從而得到不同玻璃化溫度 (Tg或不同最低成膜溫度(MFFT)的乳液。聚合時(shí)采用的乳化劑可以是陰離子型的，也可以是非離子型的或陽離子型的，相應(yīng)的乳液以及制成的漆也可稱為陰離子型、非離子型或陽離子型的。
    僅用丙烯酸單體聚合得到的是純丙乳液，制成的漆稱為純丙水性漆。聚合時(shí)可添加其他乙烯基單體對乳液進(jìn)行改性，例如，添加苯乙烯改進(jìn)漆膜的硬度并降低成本；引入含氟、含硅的單體改進(jìn)漆膜的表面性能，降低膜的表面自由能，提高疏水性和耐玷污性。由此產(chǎn)生了苯丙水性漆、氟碳水性漆、硅丙水性漆等品種。
    丙烯酸乳液制成的漆膜有良好的耐候性，不易黃變，硬度高，光澤好。但是它的主要缺點(diǎn)是抗粘連性差，容易出現(xiàn)熱黏冷脆的現(xiàn)象，硬度過高則低溫成膜性不好，冬天難以進(jìn)行涂裝施工。通過自交聯(lián)聚合、無皂聚合、核殼聚合等技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)和提高了丙烯酸乳液的性質(zhì)，特別是采用核殼技術(shù)，將乳液粒子制成硬核軟殼或軟核硬殼的結(jié)構(gòu)，甚至軟硬相問的多層結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同施工和使用條件的需要。
2、水性聚氨酯涂料
    聚氨酯是分子結(jié)構(gòu)中具有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)的一類大分子化合物的總稱，通常由二異氰酸酯和多元醇經(jīng)聚加成反應(yīng)制成。鑒于異氰酸酯和多元醇種類的多樣性，得到的聚氨酯可以是從軟到硬，從脆到韌，從高彈性到有一定剛性的各種形態(tài)的產(chǎn)品。聚氨酯涂料同樣具有很廣的性能調(diào)節(jié)范圍。根據(jù)制備聚氨酯所用的異氰酸酯類型，聚氨酯乳液和相應(yīng)的漆可分為脂肪族型和芳香族型兩大類。脂肪族的漆膜有優(yōu)異的耐候性和抗黃變性，可用作戶外裝飾涂料；芳香族水性聚氨酯多用來做室內(nèi)裝飾漆。所用的多元醇有聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚烯烴多元醇等，從而產(chǎn)生了聚醚聚氨酯水性涂料、聚酯聚氨酯水性涂料等稱謂。
    合成水性聚氨酯的過程中必須引入親水基團(tuán)或親水鏈段。最常見的親水基團(tuán)是陰離子的羧酸基和磺酸基；大分子主鏈和側(cè)鏈上也可以有季銨離子那樣的陽離子基團(tuán)；或者引入非離子的聚氧乙烯長鏈段和親水基團(tuán)羥甲基，相應(yīng)的水性聚氨酯被稱為陰離子、陽離子和非離子型的。按聚合得到的粒子大小有聚氨酯乳液和聚氨酯分散體(PUD)兩類，后者通常有納米級的粒徑，外觀半透明甚至完全透明，是目前最好的水性木器漆基料之一，有人將其特別稱為納米乳液，以區(qū)別于外觀呈白色的普通乳液。
    水性聚氨酯成膜后具有優(yōu)異的柔韌性，常常與相對剛性的丙烯酸乳液摻混制漆，得到的水性木器漆兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，特別表現(xiàn)在可在較低的溫度下成膜，又有較好的漆膜硬度。更好的方法是在制備聚氨酯分散體的過程中引入丙烯酸單體，制成聚丙烯酸酯為核、聚氨酯為殼的核殼結(jié)構(gòu)粒子。這種聚氨酯一丙烯酸分散體(PUA)被認(rèn)為是第四代聚氨酯分散體，特稱為雜合物(Hybrid)，其性能比丙烯酸乳液和聚氨酯分散體的摻混物更好，主要表現(xiàn)在配漆更穩(wěn)定，低溫成膜性更優(yōu)，不返黏，硬度高，柔韌性好，附著力好等，得到了廣泛應(yīng)用。