陈正林：水性木器涂料全封闭清漆着色涂装工艺探讨

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　　陈正林：DP水漆之父；中国水漆全产业链模式缔造者；中国汽车非金属水性漆开创者；全球汽车密封高分子材料专家。

　　

　　在木器涂装中,全封闭清漆着色涂装是一种最常见的涂装风格。由于其不仅可以通过底着色显露出木纹纹路,还可以通过底色和面色的色差体现出层次感。对木器保护的同时,赋予了木器极大的美感,达到了极佳的装饰效果。因此,在整个木器涂装领域占有很大的比重。该种涂装工艺伴随着溶剂型木器涂料的成长壮大已发展得十分成熟。但在水性木器涂料发展进程中,这一工艺却难以推广。这是由于水性木器涂料以水为溶剂,表面张力较大,在采用传统的着色方法(把着色剂加入到面漆中)时,往往会因为面漆对基材润湿不好,导致局部着不上色或着色不匀,难以达到理想的装饰效果,从而使水性木器涂料的应用局限于实色涂装(颜料型着色剂着色)和一些清漆本色涂装,制约了水性木器涂料的快速发展。水性木器涂料封闭清漆着色涂装问题是水性木器涂料发展进程中不得不解决的问题,本文正是从这一问题出发,针对水性木器涂料的性能特点,通过实验和生产实践,对水性木器涂料的全封闭(半封闭)清漆着色涂装问题进行了探讨。

　　1底着色工艺及底着色剂

　　在木器的全封闭涂装中,一般溶剂型木器涂料的涂装工序大致为：基材—底着色—底漆—面修色—面漆。在具体的施工过程中,会根据基材或涂装效果选用不同的着色方法及着色剂。如做深色效果(如咖啡色)时,底着色可采用格丽斯着色,根据不同基材或着色效果选择是否在擦格丽斯之前做头度封闭；在做浅色效果(如樱桃色)时,底着色可直接用色精加稀释剂修色,然后做头度底漆。若基材颜色差别大,还须在修色前用绿水(稀释剂加色精调色)对基材修色,使基材的颜色基本一致。在上述涂装工艺上,水性木器涂料与溶剂型木器涂料是一致的,不同的是,在使用溶剂型木器涂料做浅色涂装时,一般要在修色前做头度封闭,这样可使着色后的基材颜色均匀清爽,而采用水性木器涂料时,若先做头度封闭底,则底修色会因为水的张力较大而难以润湿基材；不做头度封闭底,则底色会因为毛细管对着色剂吸收程度不同而颜色不均匀,清爽性较差。实际生产中,一般不做头度封闭,若对底色的清爽性要求较高,则可先做头度封闭底,然后用一些醇类溶剂(如乙醇等)稀释水性色精,进行底着色。在采用该类着色方法时,一般要在着色后喷涂头度底漆,对颜色进行固定,头度底漆施工时不宜过厚和喷湿,否则着色剂会返渗入底漆而出现发花。头度底漆完全干燥后,可直接喷涂底漆,一般需2～3道底漆。

　　2常用的面修色方法及面修色剂

　　2.1修色水修色法

　　修色水修色是指把水性色精加入水或一些醇类溶剂中进行修色的方法。在使用水稀释时,由于水不容易润湿底漆,容易出现发花,操作时,必须喷得很干,一旦喷湿就有花点,较难操作。

　　在使用醇醚类溶剂稀释时,着色容易,但由于修色水中没有成膜物,颜色控制比较困难。笔者在开放或半开放着色[1]时提到过使用专用修色水的方法,但这种方法不适合于水性木器涂料全封闭涂装的大面积操作,这是因为在全封闭涂装大面积操作时,为了保证板面的平整和均一效果,面漆一般都需喷得较厚,这就会使下层着色剂溶解渗透到面漆中。由于底漆砂磨后对着色剂的吸收程度不同及施工时喷涂的不均匀性,当着色剂被溶解进入面漆时就会深浅不一,出现发花。小面积操作时,面漆的厚度和干燥速度可以控制,因此小面积操作一般不会出现问题,大面积操作则需谨慎使用。

　　2.2清漆修色法

　　清漆修色法是指把着色剂加到清底漆或清面漆中修色的方法,一般采用喷涂。这种方法在不透明色或半透明色(用不透明颜料或半透明颜料着色)着色时使用较多,透明着色(一般使用水性色精)时,则非常困难,尤其是在对颜色一致性要求较高的办公家具涂装时,这种方法几乎不能满足批量生产要求。主要问题有：(1)缩边或黑边。这种现象是在修色修得比较湿时出现,现象是板面四周没有颜色或颜色太浓。前者是因为水的表面张力大的缘故,后者则是因为面漆流动性强,在喷枪气流或重力作用下流到边缘形成黑边。其实,这两个问题在水性清漆不着色涂装时就已经存在,只是在清漆不着色时由于涂膜干燥后是透明的,不明显罢了。(2)橘皮、麻点或白点。由于在清漆修色时存在上述问题,这就使施工人员不得不在修色时通过调节喷枪的油气量把面漆喷得很干,着色清漆在到达基材表面时黏度就已经很高甚至已成颗粒,涂膜不能流平,就出现橘皮或麻点,表面效果很差。若基材表面不够平整或清漆的基材润湿不好,则坑凹处就会因着不上色而露出白点。(3)色差控制仍有困难。在使用清漆修色时,由于着色剂中有了成膜物,增强了着色剂的展色性,方便了颜色控制,但水性木器涂料湿膜外观大多都是半透明或不透明的,现场施工时,施工人员是根据色板颜色来修色的,若湿膜不透明,则大大增加了颜色的控制难度,而在清漆中,不管是清底漆还是清面漆,为了增强打磨性、降低光泽或改善涂膜性能都会添加一些粉料(如打磨剂或消光粉)或蜡浆,这使水性木器涂料的湿膜透明性变得较差,增大了颜色控制的难度。因此,这种方法也有较多的弊端。

　　2.3专用修色漆修色法

　　2.3.1专用修色漆的设计原理及其特点

　　在水性木器涂料的全封闭着色涂装的面修色施工时,上述方法都有一定的弊端,为了解决面修色问题,就必须针对上述困难,研究一种专用于面修色的产品。专用修色清漆就是专门为了解决面修色问题而设计的。它是在普通清漆的基础上,加入水性染料,去掉清底漆或清面漆中的一些功能性材料(如打磨剂、消光粉等),增强清漆面修色施工时的可操作性和便利性之后的一种产品。笔者在通过反复试验比较,并经过生产应用认为,在全封闭清漆着色涂装中,专用修色清漆比使用修色水能更好地解决生产问题。这是因为在修色控制过程中,修色清漆中有较多的成膜物,能使颜色在操作过程中就能很好地显现出来,并使颜色固定下来,避免了下道工序中咬色(即施工面漆时颜色不均匀地渗透到面漆中)问题的发生。并且,与修色水和普通清漆修色相比,这种修色漆具有以下好处：(1)施工操作性好；(2)颜色控制方便；(3)减少了VOC排放(不使用醇溶性修色水,因其含有较多醇或醇醚类溶剂)；(4)降低了生产成本(修色面漆本身有一定的填充作用,可以减少面漆的涂装厚度,而修色水中的VOC则为挥发物)。

　　2.3.2颜色控制的影响因素

　　2.3.2.1水性树脂

　　水性木器涂料用树脂(乳液型或分散体型)一般都是淡黄半透明或乳白不透明的,树脂本身的透明性越差,调色或施工时颜色对比就越困难。因此,在制作修色清漆时,水性树脂应尽量透明。

　　2.3.2.2其他影响清漆透明性的因素

　　在使用普通清漆修色时,颜色控制之所以有一定的困难就是因为其中有一些非透明的、影响清漆透明性或影响层间附着力的材料,如打磨剂、不透明蜡浆、消光粉等。在修色清漆中这些材料应尽可能去掉,使修色清漆的功能性更专一。

　　2.3.3施工性控制的影响因素

　　2.3.3.1流变性

　　理想的修色效果是能得到一个着色均匀、平整光滑的平面。为了尽量达到这种效果,就必须在施工过程中不能有缩边、黑边、流挂、橘皮、颗粒。在实际施工过程中,少量橘皮和颗粒是难以避免的,可以通过适度砂磨和面漆遮盖填补,最终可得到较理想的涂装效果。几乎没有了缩边、黑边和流挂问题。因此,在修色清漆施工时必须有效限制漆液流动。为了保证板面的平整性,施工后的涂膜又要能尽量流平,这就要求修色清漆还要有一定的流平性。一般地,可以通过选择合适的增稠剂和延长涂膜的干燥时间来解决流平问题。

　　2.3.3.2施工黏度

　　在批量生产中,修色都是靠手工生产完成,喷涂设备一般选择下壶式普通空气喷枪,喷枪口径一般为1.3ｍｍ或1.5ｍｍ。施工黏度则需根据喷涂物件的大小适当调节,施工物件大时,黏度应适当低些,一般在13～15s(2#盐田杯)；施工物件小时,黏度应适当高些,可以在16～20s(2#盐田杯)。这是因为在大面积操作时,喷枪离被涂物件表面距离会较远,漆雾在空气中暴露的时间会更长,漆雾到达被涂物件表面时的黏度会较高,这就需要降低施工黏度以保证漆雾在达到被涂物件表面时的黏度比较合适。同时,大面积操作时喷枪一个来回的周期也较长,涂膜暴露在空气中的时间也会延长,这也需要降低施工黏度以保证修色结束时涂膜能有时间流平。

　　2.3.4施工中常见问题及解决方法

　　2.3.4.1层间相容性及附着力

　　在修色时,要求修色清漆越透明越好,但透明性越好的水性树脂,在机械性能或性价比上往往不高。这就意味着为了到达较好的机械性能或性价比,一些透明性不高的水性树脂会大量应用在底漆和面漆中。在整个施工过程中,若仅仅只考虑修色问题,修色清漆可采用透明性较好的水性聚氨酯分散体,不仅透明性好,还有较好的润湿性。但水性PU(聚氨酯)分散体与水性AC(丙烯酸)型底漆及水性AC型面漆往往有相容性不好及层间附着力不好的问题。因此,制作修色清漆时,不仅要考虑修色施工问题,还得考虑修色后,修色清漆与底漆、面漆间是否有相容性及附着力不好的问题。为了减少产品在使用过程中的隐患,修色清漆与底漆及面漆用树脂应尽量一致。

　　2.3.4.2白点

　　白点是指在修色时,修色清漆对底漆基材上不平整或没有打磨到的地方着不上色的现象。这种现象是修色清漆润湿性不好或底漆本身难以润湿造成的,多半与底漆或修色清漆中的树脂性能有关,通过改变润湿剂的种类及用量往往难以达到彻底改善的目的。因此,一般出现这种问题时更换底漆或修色清漆的树脂是首选,若确定是底漆问题而非修色清漆问题,也可在底漆上施工一道能容易润湿且不存在相容性和附着力问题的过渡底漆,等底漆干燥后再修色,就不会有白点。

　　3结语

　　水性木器涂料封闭清漆着色涂装是水性木器涂料发展进程中一道不得不越的坎。本文介绍并比较了一些常见的着色方法,并提出了专用修色清漆修色的方法。生产实践证明该方法是较为有效的,但在修色清漆的产品研制方面也还有许多有待改进的地方,如修色施工时还有较多的微泡,涂膜在干燥过程中如何尽量保证整个平面的平整性以减少面漆的喷涂厚度等。我相信,通过业内人士的共同努力,这些问题一定能够得到解决,也只有彻底解决了这一问题,水性木器涂料才能摆脱其原有涂装风格的局限,进入到木器涂装的更大领域,才可能真正地成长壮大起来。

　　陈正林：DP水漆之父；中国水漆全产业链模式缔造者；中国汽车非金属水性漆开创者；全球汽车密封高分子材料专家。