水性木器漆的干燥速度与相关因素讨论.doc

水性木器漆的干燥速度与相关因素讨论 上海向岚化工有限公司 奚祥 近二十年来，环保已成为影响涂料工业发展的最重要的因素之一。随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，政府和普通消费者越来越意识到溶剂型涂料对大气和环境的危害。特别是近几年来，地球气候越来越暖，低碳成为媒体和公众讨论的热点话题。 涂料的水性化成为涂料人孜孜以求的目标。现在建筑涂料基本完成水性化，下一步的目标就是如何有效降低涂料中的VOC（有机挥发物）含量。而在工业涂料领域，水性漆的应用比例仍然是非常低，尤其在使用量最大的木器漆领域，水性漆的推广仍然是困难重重。目前木器漆中应用最多的品种是溶剂型的，包括硝基漆和双组份聚氨酯漆，前者由于其出色的干燥速度和稳定的产品性能在各种木制品上应用广泛，而后者得益于优异的丰满度和硬度在木制家具等领域占有主导地位。相比于溶剂型木器漆，水性木器漆在性能上有很多的不足，其中一个方面就是水性木器漆的干燥速度较慢。水是比热容非常大的液体，水的挥发需要从环境吸收更多的热能，一般来讲水性木器漆的干燥总是比溶剂型涂料稍慢些，特别是在冬天和雨天。本文主要讨论影响水性木器漆干燥速度的各种因素。 理论上我们希望水性木器漆的干燥速度越快越好，一方面可以减少等待时间，提高施工效率，另一方面较快的干燥速度可以方便打磨修饰，数量众多的木制品可以堆高层叠。但是水性木器漆的干燥速度也并非越快越好。过快的干燥速度可能导致漆膜来不及流平就已经凝固，干燥速度过快还可能导致某些表面助剂不能充分漂浮到表面而被凝固在漆膜之中。因此适当的干燥速度与施工工艺对于获得令人满意的涂装效果至关重要。这里列举了六类十二种因素对于水性木器漆干燥速度的影响。 一、环境温度和湿度 大家都知道环境温度对水性涂料干燥速度的影响，温度越高水性木器漆的干燥速度越快。就好比夏天晾晒的衣服很快可以干透，而冬天晾晒的衣服往往要晾晒好几天才能够干透。同样道理，水性木器漆中的水分在夏天的高温环境很快就会蒸发掉，从而干透凝固，而在冬天往往要等待好久才能实干。在工厂施工的条件下，往往设置烘烤流水线和涂装设备相配合。刚刚喷涂完的木制工件被送入长长的烘道，烘道温度往往在60度左右，根据水性木器漆干燥速度快慢和流水线速率来设置烘道的长短，在烘道的出口处木制工件被收起叠放。 湿度对水性木器漆的干燥速度的影响也是不言而喻的。湿度的概念是空气中含有水蒸气的多少。也可以用相对湿度（空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值）来表示。环境中的水汽含量越高，水性木器漆中的水越难挥发进入环境空气中，在我国北方气候比较干燥，而南方湿度相对较，所以在同样温度条件下，北方的水性木器漆干燥要快些。温度和湿度也是相互关联的，空气的温度越高，它容纳水蒸气的能力就越高。空气中水蒸气的溶解量随温度不同而变化。一立方米空气可以在10℃的时候吸收9.41克水，在30℃的时候能够吸收30.38克水。 这样看来空气温度对水性木器漆干燥速度的影响要大过湿度的影响。 二、漆膜厚度和表面空气流动速率 在这里我们有必要再解释下涂料的成膜过程。绝大部分热塑性涂料的成膜是一个物理过程，主要是溶剂或水的挥发，涂膜粘度逐步加大至一定程度而形成固态涂膜。如果成膜物质是某些非反应性溶剂型涂料，这个时候就完成了涂料的全部干燥成膜过程。而水性涂料还包括另外一个物理过程聚合物粒子的凝聚。在水挥发的同时，聚合物粒子在毛细管作用下挤压凝聚，由接近、接触、挤压变形而聚集起来，最后由粒子状态的聚集变为分子状态的聚集而形成连续的涂膜。当然水性涂料的干燥成膜还有第三个阶段成膜助剂的挥发，这是过程是水性涂料的主要成膜方式，后文还会讨论到。 漆膜厚度越厚干燥速度越慢，这样的常识人尽皆知，但是漆膜的干燥时间和漆膜的厚度却不是线性关系，而是非线性关系，比如说两道25微米的湿漆膜干燥时间肯定小于一道50微米湿漆膜的干燥时间。所以说我们的水性木器漆的施工方式是薄涂多道也是有一定道理的，不光是可以降低开裂风险，还可以减少获得同样漆膜厚度的干燥时间。 水性木器漆表面的空气流动速率对于漆膜的干燥速度也有很大的影响。简单的理解是，从漆膜表面挥发的水分子被风很快带走，给后面待挥发的水分子腾出空间，所以水分子会不停的从漆膜里面被吸出来。洗头后用吹风机吹头发可以很快干燥，洗手后用干手机可以让手迅速风干都是这个道理。在一些烘干流水线上都有排风装置，在实验室的恒温干燥箱同样也有排风功能。但是过快的空气流动对漆膜的干燥也是不利的，特别是针对较厚的漆膜，不光容易导致漆膜开裂，而且表层的涂料粘度随着水分的挥发迅速增大至凝聚成膜，不利于下面的涂料的水分挥发，出现所谓的结皮现象，而且对于水性木器漆的流平也有不利的影响。 三、固含量和纤维素等助剂 水性木器漆是一类以水为分散介质的涂料，水和各种溶剂在漆膜的干燥过程中最终都会离开。固含量