水性面修色漆的配方设计及应用

水性面修色漆的配方设计及应用伍忠岳，叶荣森摘要：在水性木器漆全封闭清漆着色涂装中，面修色是工厂化生产的一个难题，传统的修色方法在应用中存在较多的缺陷。

针对水性木器漆的全封闭着色涂装设计出一种专用的面修色漆，其功能专一，大大改善了水性木器漆全封闭着色涂装工厂化生产时的施工操作性和颜色可控性。

关键词：水性木器漆；面修色漆；配方设计0.引言近年来，水性木器漆取得了较快的发展，但在施工上仍还有一些困难，如最常见的全封闭清漆着色涂装的面修色问题，就是水性木器漆工厂化的一个难题。

由于水性木器漆以水为溶剂，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，从而使水性木器漆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。

因此，要实现水性木器漆全封闭清漆着色涂装的工厂化生产，就要解决面修色问题，使施工操作简单方便，容易控制。

本文针对这一问题，对面修色问题进行了讨论。

1.常见的全封闭清漆着色涂装工艺在水性木器漆的全封闭涂装中，一般涂装工序大致为：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；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，然后做头道底漆。

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，然后再按上述工序施工。

在完成底着色后，一般需干燥2～4h喷涂头道底漆，等头道底漆完全干燥后，可直接喷涂2～3道底漆，然后做面修色和面漆。

面漆一般需要2道，这是因为在做完面修色时，板面因有颗粒等多种弊病，平整度难以达到很理想的效果，并且由于该层只能轻砂磨，一些颗粒难以除掉，必须喷涂一道面漆后，再适当砂磨才能将板面处理平整光滑，为最后一道面漆做好基材处理。

最后一道面漆在表干后一般要在35～40℃干燥48h以上才能包装。

2.常见面修色方法及问题分析2.1修色水修色法修色水修色法[1]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，很难操作，一般不用。

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。

作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漆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：(一)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。

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漆膜干燥后是透明的，不明显罢了。

(二)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，漆膜不能流平，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。

(三)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，但水性木器漆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(如锌粉或消光粉)或蜡浆，这使水性木器漆的湿膜透明性变得更差，增大了颜色控制的难度。

因此，这种方法也有较多的弊端。

3.专用面修色漆3.1专用面修色漆的设计原理从上述常用的修色方法看，修色水法在全封闭涂装工艺中受到了限制，清漆修色还有较多的缺陷。

从上述问题分析我们可以看出，清底漆或清面漆中的一些功能性材料(如打磨剂、消光粉等)或清漆本身的不透明性，影响了其修色时的施工性能，增加了颜色控制时的操作难度。

为了增强工厂化生产时的操作便利性及不影响涂装后漆膜的机械性能，面修色漆的功能必须专一。

因此，专用面修色漆就是在普通清漆的基础上，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，配方如表1所示。

3.2讨论3.2.1水性树脂选择(1)外观透明性在木器着色涂装的批量生产中，颜色的均一性一般要求较高，尤其是一些出口家具，批量生产的同种产品颜色必须没有明显差别，这就要求生产时控制好颜色。

在样板制作或现场施工时，施工人员是根据色板来调色或修色的，为了便于调色及施工时的颜色控制，修色清漆的湿膜透明性必须要好，这样修色时颜色才不会浑，产品的颜色与样板颜色才能一致，尽量减少产品批次间的色差。

表1面修色漆的配方(2)玻璃化温度(Tg)在水性木器漆树脂选择时，为了保证漆膜的硬度，一般选择Tg较高的水性树脂。

在面修色清漆的应用时，发现高Tg的水性树脂在修色时更容易起颗粒，其主要原因一方面可能是在采用普通空气喷涂时，涂料在雾化时经过较大的剪切力后有局部破乳，另一方面可能是树脂干燥较快，在雾化过程中已成胶粒。

并且，为了保证较好的成膜，较高Tg的水性树脂需要较多的成膜助剂，增加了涂料成本及VOC含量。

Tg太低时，硬度低，影响面漆的涂膜硬度。

因此，在用于修色漆时，水性树脂的Tg不宜太高或太低。

(3)水性树脂类型目前，水性木器漆用树脂主要有三大类型[2]，水性聚氨酯类(PU)、水性丙烯酸类(AC)、水性聚氨酯和水性丙烯酸复合类(PUA)。

如果单就修色的施工性而言，水性聚氨酯类在透明性、基材润湿性、成膜性等方面有很大的优势，用它做修色漆的主要成膜物为最好选择，但在目前的市场上，由于价格等原因，水性AC和水性PUA类占了很大的比例。

如果只用水性PU类树脂做修色漆，底漆和面漆使用水性AC类或PUA类，在涂装成本上增加不大，但涂层间往往会存在附着力不好或咬底的缺陷。

因此，如果清底漆和清面漆都使用AC类树脂，修色清漆最好也使用AC类树脂。

(4)润湿性在清水涂装中，清漆对基材或者上层对下层是否容易润湿要求不是很高，这是因为清水涂装时每道施工涂膜比较厚，不容易出现层间润湿问题，即使层间有局部没有被润湿也难以发现。

但在全封闭着色涂装的面修色时，若底漆涂膜不容易被润湿，修色时就会出现白点(不能被润湿的地方着不上色)。

生产中一旦出现这种情况，无论多大的涂装物件往往都得返工。

这种问题不仅仅在不同树脂间中出现，同种树脂上下层间也会出现。

其原因主要取决于树脂本身的性能，通过助剂一般难以彻底解决。

有的水性树脂在物化性能上表现优异，但不易被润湿，难以应用于清漆着色涂装，而使应用领域受限。

3.2.2增稠剂选择增稠剂是水性涂料调整黏度和改变触变性最重要的助剂之一。

在修色清漆中，修色清漆的施工性多半是靠增稠剂来完成的。

水性木器漆中常用的增稠剂为缔合型增稠剂，缔合型增稠剂分为疏水改性碱溶胀增稠剂和非离子型聚氨酯增稠剂2种[3]。

前者对透明性影响较大；后者对透明性影响较小。

因此，在修色漆中，一般选择聚氨酯缔合型增稠剂。

并且要通过不同种类的搭配调整面修色漆的触变性，使之在修色时既能流平，又不产生流挂、黑边等现象。

3.2.3成膜助剂的选择为了保证面修色漆能很好地成膜，配方中必须有一定的成膜助剂。

二乙二醇丁醚(EB)、乙二醇单丁醚(BCS)、丙二醇丁醚(DBG)、二丙二醇丁醚(DPnB)、TEXANOL等都是一些常用的成膜助剂。

众所周知，成膜助剂会对涂膜的硬度、涂料的黏度及贮存稳定性有一定影响。

面修色漆功能的单一化使之对成膜助剂的种类选择及用量也与普通清漆不同：①黏度要求不同。

在普通清漆中，尽量选择一些沸点低成膜效果较好的成膜助剂，适当加大用量或少量搭配一些高沸点成膜助剂，使之既能达到较好的成膜效果，又能较快地挥发出去，尽量减小其对涂膜硬度的影响。

但在面修色漆中，由于很多着色剂中的分散剂(色浆)或有机溶剂(色精)会降低清漆的黏度，为了保证调色后的面修色漆保持一定的施工黏度，面修色漆在其调色前必须有较高的黏度(适应工厂现场调色)；②干燥速度要求不同。

在普通清漆中，要求清漆干燥速度要快一些，但面修色漆的干燥速度不能太快，否则会影响修色时的施工效果，如橘皮、颗粒；③贮存稳定性影响不同。

由于普通清漆中往往有一些粉料和多种助剂，在使用高沸点成膜助剂时，这些是影响清漆稳定性的重要原因之一。

而面修色漆成分相对简单，使用高沸点成膜助剂时的稳定性也大大提高；④最低成膜温度要求不同。

当前的工厂生产中，普通清漆施工能在较短的时间内结束，然后可以立即进待干房(温度较高)，最低成膜温度可适当高些。

但修色过程比较慢，一般为多人同时操作，占地比较宽，多半在自然温度下进行，这在冬天施工温度就得不到保障。

因此，面修色漆对成膜要求比普通清漆施工要求更高，其最低成膜温度必须尽可能低才能适应复杂的施工环境。

综上所述，在面修色漆中成膜助剂可以选择沸点较高的品种，添加量也会相对大一些。

3.2.4固含量水性树脂的固体分含量比较低，一般在30%～50%。

在普通清漆设计时，我们尽量提高固体分含量，以减少全封闭涂装时的涂装次数，提高涂膜的丰满度。

但在面修色漆中，固体分含量太高则会影响修色漆的施工操作性，具体表现就是干得太快，容易起颗粒和橘皮。

而固体含量太低，涂膜在干燥过程中收缩太大，容易被拉裂。

经实验比较发现，修色漆的固体分含量在25%～30%比较合适。

3.2.5其他助剂在面修色漆中，尽量少使用助剂，但消泡剂是必须的，除了消泡剂之外，有时还需适量的润湿剂以改变修色时面修色漆对基材的润湿。

由于在现场施工中，修色后一般不砂磨或轻砂磨，因此在选择消泡剂、润湿剂时要尽量不影响重涂后的附着性。

在面修色漆中，一般不使用流平剂，其流平可以通过增稠剂对体系的流变性的调整及延长涂膜干燥时间来解决。

4.应用水性面修色漆不仅可以应用在单组分全封闭涂装的面修色，也可应用于不完全封闭(开放程度不高)涂装的面修色，如一些台面的旁板。