编号3124溶剂型木器漆11.docx

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编号3124溶剂型木器漆11

溶剂型木器漆的应用进展

一．绪论................................................................1

（一）溶剂型木器漆的定义和分类.........................................1

（二）溶剂型木器漆的发展现状...........................................1

二．溶剂型木器漆的组成及优缺点.........................................1

（一）聚氨酯涂料的组成及优缺点.........................................1

（二）硝基漆的组成及优缺点.............................................3

（三）醇酸漆的组成及优缺点.............................................3

三．溶剂型木器漆存在的质量问题.........................................3

（一）苯含量超标.......................................................4

（二）游离甲苯二异氰酸酯（TDI）含量超标..................................4

（三）挥发性有机化合物（VOC）.............................................4

（四）固化剂的固体含量.................................................4

四．溶剂型环保木器漆的研究进展.........................................4

（一）.低VOC溶剂型木器漆..............................................4

（二）改性溶剂型木器漆..................................................7

（3）湿润分散剂在溶剂型木器漆中的应用.................................8

小结与展望............................................................8

致谢..................................................................9

参考文献..............................................................9

摘要：

溶剂型木器漆因其优越的性能,成为目前室内装饰装修的必备材料之一。

但随着人们对环保的日益关注，溶剂型木器漆带来的环境问题也是其发展受到一定的限制。

因此，开发新型的高效环保的溶剂型木器漆也愈发重要。

关键词：

溶剂型木器漆,发展，环保

Abstract:

Solvent-basedwoodcoatingsisbecomingoneoftheinteriordecorationofthenecessarymaterialsbecauseofitssuperiorperformance.Butwiththegrowingenvironmentalconcerns,solvent-basedwoodenvironmentalproblemsanditsdevelopmentislimitedtocertainrestrictions.Therefore,thedevelopmentofnewefficientandenvironmentallyfriendlysolvent-basedwoodisalsoincreasinglyimportant.

Keywords；Solvent-basedwoodcoatings,development,environmental,

一．绪论

（1）溶剂型木器漆的定义和分类

溶剂型木器漆是用于室内装修,施涂在木器表面，从而形成平整的硬质成膜物的有机高分子材料，主要分为聚氨酯漆、硝基漆和醇酸漆三个品种。

（2）溶剂型木器漆的发展现状

我国溶剂型木器涂料的发展是从上世纪90年代开始的，到目前已成为涂料行业中的重要组成部分。

2010年，中国木器涂料产量合计为97万吨，其中聚氨酯涂料比例最高，约为70%，接下来依次是醇酸、硝基、UV、水性和聚酯漆。

随着人们生活水平的提高及住房制度改革的深入，继而家具业、室内装饰装修业迅猛发展，溶剂型木器涂料的需求量仍将进一步增加。

溶剂型木器涂料因有机溶剂的挥发造成大气污染，及其挥发性有机物中含有的苯、甲苯和二甲苯、游离TDI等对人体造成危害的有毒有害物质等原因，从而面临越来越严峻的环保压力，国家对溶剂型木器漆的监管也逐步加强。

因此，溶剂型木器漆要想有更好的发展，必须向环保化方向发展。

二．溶剂型木器漆的组成及优缺点

（一）聚氨酯涂料的组成及优缺点

聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆。

聚氨酯漆具有涂膜坚硬耐磨、漆膜丰满、附着力强、耐热性好、抗化学品强等优点，是当前最主要的木器漆品种之一

根据含羟基组分的不同可分为：

丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。

按包装类型分类，可分为单罐装聚氨酯漆、双罐装聚氨酯漆、三罐装聚氨酯漆。

家庭装饰通常选用三罐装聚氨酯漆（即一罐主漆、一罐固化剂、一罐稀释剂）。

按其组成和成膜机理而将其分为五大类：

聚氨酯改性油涂料、潮气固化聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料、催化固化型聚氨酯涂料和羟基固化型聚氨酯涂料。

聚酯漆的优点主要有以下几个方面：

1、聚氨酯漆的具有高度机械耐磨性和韧性。

是由于聚酯漆的高分子之间能形成氢键，这种氢键在外力作用用下可分离，当外力除去后可重新形成氢键。

2、聚氨酯漆兼具保护和装饰性，可用于高级木器的涂装。

3、聚氨酯漆膜附着力强。

聚氨酯像环氧一样，可配置成优良的粘合剂。

4、聚氨酯涂膜的弹性可根据需要而调节，可以从极坚硬的涂层调节到极柔韧的弹性涂层，而一般油漆如环氧、不饱和聚酯、氨基醇酸等只能制成刚性涂层，难以赋予高弹性。

5、聚氨酯涂膜具有优良的耐化学要品性，耐酸、碱、盐液、石油产品。

6、聚氨酯能在高温烘干，也能低温固化。

在典型的常温固化涂料中，环氧及不饱和聚酯在10℃以下就难以固化，只有聚氨酯在0℃也能正常固化，因此能施工的季节长。

7、聚氨酯漆可制成耐-40℃低温的品种，也可制成耐高温绝缘漆，性能接近于聚酰亚胺。

聚氨酯的缺点是施工工序复杂，对施工环境要求很高，漆膜容易产生弊病。

聚氨酯漆中存在苯系物，而苯和苯系物与甲醛、氡和γ射线并称为室内环境“四大杀手”，对人体的危害包括导致血液病、癌变、呼吸道疾病等。

聚氨酯漆中还含没有反应的甲苯二异氰酸酯（简称TDI），对人体危害也非常严重，它能刺激眼睛、皮肤和呼吸道，从而引起哮喘，长期接触还有致癌的危险。

（2）硝基漆的组成及优缺点

硝基漆是比较常见的木器涂料。

硝基漆的主要成膜物是以硝化棉为主，配合醇酸树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂改性松香树脂等软硬树脂共同组成，一般还需要添加增塑剂。

溶剂主要有酯类、酮类、醇醚类等真溶剂，苯类等稀释剂，以及醇类等助溶剂。

硝基漆的使用已有100多年的历史，我国于1935年开始生产和应用。

硝基漆以它的装饰性好、干燥快、具有较好的户外耐候性等特点，并可打磨、擦蜡上光，以修饰漆膜在施工时造成的疵点等独特性能，非常畅销。

50年代以后，随着涂料行业技术力量的发展壮大，国内涂料企业有条件改进老产品，研制新产品，采用新工艺，添置新设备，使硝基漆的生产质量提高、品种增加，发展也较为迅速。

优点是装饰作用较好，干燥迅速，施工简便，对涂装环境的要求低，具有较好的亮度和硬度,修补容易。

缺点是固含量较低，需要较多的施工道数才能有较好的效果；耐久性不好，尤其是内用硝基漆，其保光保色性不好，使用时间稍长就易出现失光、开裂、变色等弊病；漆膜保护作用不好，不耐有机溶剂、不耐腐蚀、不耐热。

（3）醇酸漆的组成及优缺点

醇酸漆（AlkydsCoatings）别名醇酸树脂漆或醇酸树脂涂料，主要是由醇酸树脂组成，是目前国内生产量最大的一类涂料。

溶剂型醇酸树脂涂料含有大量溶剂（质量比大于40%），主要成分：

醇酸树脂、催干剂、200号溶剂汽油、防结皮剂、色漆还有颜料等，在生产施工过程中会严重危害环境和操作人员的身体健康。

随着近年来世界各国环保法规日益严格，溶剂型涂料受到越来越大的挑战。

醇酸漆是由醇酸树脂、助剂、溶剂等组成，价格便宜、施工简单，但存在干燥较慢、涂膜不易等缺点不适于高装饰性的场合。

醇酸漆主要用于一般木器、家具的涂装，目前在城市家庭装修和高档场合中应用较少，但在农村装饰装修中仍占较大比重。

3．溶剂型木器涂料存在的质量问题

1.苯含量超标

苯在常温下为极易挥发的无色液体,可通过呼吸道进入人体内,也可以通过完好无损的皮肤进入人体.长期吸入一定高浓度的苯蒸气,可损害造血系统和神经系统而发生慢性苯中毒,引起白血病和再生障碍性贫血.苯已被世界卫生组织确定为强烈致癌物质

2.游离甲苯二异氰酸酯（TDI）含量超标

游离TDI对人体的危害主要是致敏和刺激作用,经呼吸道吸入,不经正常皮肤吸入.接触TDI蒸气后对眼有刺激性,疼痛流泪,结膜充血;呼吸道吸入后有咳嗽胸闷、气急、哮喘症状;皮肤接触后可发生红色丘疹、斑丘疹、接触性过敏性皮炎;个别重病者可引起肺水肿及哮喘,引起自发性气胸,纵膈气肿,皮下气肿.

3.挥发性有机化合物（VOC）

“VOC”是挥发性有机化合物的简称,VOC含量是涂料产品在安全检测过程中的一项重要指标.VOC的主要组成部分是苯、甲苯、二甲苯、游离TDI和乙酸乙酯等.如果长期接触一定浓度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒,可出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱症状.

4.固化剂的固体含量

.固体含量是涂料在一定温度下加热焙烘后剩余物重量与试样重量的比值.固含量的多少直接关系到漆膜厚度、消耗定额、经济效益及挥发性有机化合物含量.对这类不合格项目的原因分析,主要是企业为了降低生产成本,不顾产品质量或产品未按标准要求进行检测、没有把企标真正用于控制产品质量、企业质量管理意识淡薄造成的.从这次监督抽查的结果以及我们对溶剂型木器涂料行业的了解,目前总体质量十分堪忧,质量仍趋于不稳定状态,为此建议从以下几方面去加强力度,提高产品质量.

四．溶剂型环保木器漆的研究进展

（一）.低VOC溶剂型木器漆

近年来，家装市场的不断发展，导致各种家装中的问题也随之接踵而来，特别是室内环境污染对人体的危害性，已经引起人们的广泛关注。

引起室内环境污染的源头——VOC（挥发性有机化合物），也渐渐为人们所知。

VOC的主要来源是涂料、墙纸、胶黏剂和各种人造板材。

甲醛、甲苯、二甲苯、CAC（乙二醇乙醚醋酸酯）等气味和刺激性很大，会引起眼睛流泪、鼻咽不适、皮肤过敏等，其中甲醛被世界卫生组织确定为致癌和致畸物质，CAC则对血液循环系统、淋巴系统和生殖系统有非常大的危害，是“高毒”类溶剂，许多国家已经明令禁止使用。

因此，研制具有吸收甲醛功能的低VOC溶剂型木器漆具有良好的市场前景以及深远的社会意义。

开发低VOC溶剂型木器漆可以从以下几个方面进行。

①降低涂料的VOC和溶剂毒性

研究表明，可以选用高固低黏的无苯醇酸树脂和80%固含量的合成脂肪酸树脂作为主体树脂，以降低溶剂的使用量，从而可以达到降低涂料的VOC的效果。

同时用PMA（丙二醇甲醚醋酸酯）、DBE（混二价酸酯）、DMC（碳酸二甲酯），这些环保型溶剂代替气味大、毒性较高的甲苯、二甲苯等作为涂料的稀释剂。

如此所得涂料是低VOC、低气味和超低毒性的环境友好型溶剂型木器漆。

②降低涂料的刺激性气味

由于溶剂型木器漆需要用有机溶剂作介质来进行施工，所以体系中含有一定量的有机溶剂，而气味是有机溶剂的特性之一。

所以可以在选择低气味环保型溶剂的同时，在体系中添加一些能有效降低刺激性气味的材料。

目前比较常用的是香精、遮味剂、吸附剂等。

香精是人工合成的模仿水果和天然香料气味的浓缩芳香油。

香精的作用原理是利用其本身的香味去物理遮盖溶剂的味道，并不能有效降低体系的刺激性气味。

优点是香味选择多，成本低；缺点是不能有效降低气味，易长期残留在漆膜中，若香精的浓度较高，气味则会变得难闻。

遮味剂的作用原理是融合溶剂的气味，综合出一种新的气味，这种新的气味人没有刺激性，易为人所接受。

遮味剂本身不会与任何材料发生化学反应，且许多遮味剂都含有香精成分，以提高其遮味效果。

优点是能够通过物理反应来降低溶剂气味，缺点是大部分遮味剂都有选择性，不能同时对多种溶剂进行遮味，需要搭配使用，成本较高。

目前，市场上吸附剂还很少见到。

有报道表明，进口竹炭吸附剂，具有类似竹炭对异味的吸附效果，在溶剂和吸附剂共同挥发出来的时候刺激性气味大为减弱。

于此同时，它还可以引导空气中的氧气分子和溶剂中的异味分子通过化学反应结合在一起，从而将难闻的气味高效去除。

竹炭吸附剂通过吸附与反应相结合的方法来除味，其效果远胜于普通的吸附剂，特别是在施工阶段的除味效果更加明显。

③选择甲醛吸收剂

表一.吸附剂的物理性质

硅藻土

负离子

光触媒

外观

白色粉末

微黄色粉末

白色粉末

吸油量/[mL·（100g）-1]

120-160

15-25

粒径/μm

5-9

2-6

纳米级

表一分别显示了几种甲醛吸收剂的甲醛吸收能力和其他各项性能。

1.硅藻土吸收甲醛

硅藻土具有多孔结构，密度低、比表面积大、吸附性能强，对甲醛具有良好的物理吸收能力。

研究表明：

随着硅藻土添加量的增加，吸收效率提高；当其添加量为12%时，吸收效率可高达85.9%。

但硅藻土的吸油量较高，对溶剂型木器漆的光泽和黏度影响较大，此外硅藻土还具有较强的吸水性，也会影响溶剂型木器漆后期的稳定性。

表二.硅藻土吸收甲醛检测效果

项目

W（硅藻土）%

0h甲醛浓度/（mg·L-1）

9.52

24h甲醛浓度/（mg·L-1）

6.93

3.82

2.41

1.33

吸收效率%

28.3

59.9

74.7

84.9

光泽

2.负离子吸收、降解甲醛

负离子粉末的主要化学成分是：

二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二硼，这些材料均具有特殊的晶体结构。

使用纳米技术，改变这些材料的微观结构，当存在外界的微小作用时（如温度、压力、光变化），产生微电场，空气中存在的水分进入并被电离，最终产生吸引甲醛的负离子，负离子中和或包覆带有正电荷的甲醛等有害气体，达到除去空气中甲醛，减少其危害的目的。

表三.负离子吸收甲醛检测效果

项目

W（负离子粉末）%

0.2

0.5

1.5

0h甲醛浓度/（mg·L-1）

9.60

24h甲醛浓度/（mg·L-1）

3.02

1.36

1.21

1.14

吸收效率%

68.5

85.8

87.4

88.1

光泽

3.光触媒吸收甲醛

光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料（通常为二氧化钛）,它在光线的作用下会产生类似光合作用的光催化反应,产生出强氧化能力的自由氢氧基和活性氧,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,并能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀灭细菌和分解有机污染物,把有机污染物分解成无污染的H2O和CO2,因而具有极强的杀菌、防霉、防污、除臭、自洁、清除甲醛、净化空气的功能。

光触媒对甲醛具有很强的吸收能力,添加1%光触媒即可达到91.5%的吸收效率。

表四.光触媒吸收甲醛效果

项目

W（光触媒）%

0.2

0.5

1.5

0h甲醛浓度/（mg·L-1）

9.28

24h甲醛浓度/（mg·L-1）

2.18

1.13

0.79

0.73

吸收效率%

76.5

87.8

91.5

92.1

光泽

4.竹炭吸附剂吸收、降解甲醛

竹炭是近几年发展的一种新型功能材料和环保材料，具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能，尤其是对分子直径很小的物质的吸附能力非常强。

研究表明：

竹炭对空气及水中的多种污染物具有较强的吸附作用。

但由于它属于物理吸附，所以会发生吸附饱和的状况，吸附能力会随时间的延长而降低。

改性后的新型纳米活化竹炭，通过纳米活化和造孔，极大地扩大了竹炭的比表面积，使竹炭的吸附功能提升约3倍；把光触媒均匀地分布到竹炭的表面、大孔和中孔内，在可见光（如室内光、灯光等）或紫外线的作用下进行光催化，分解清理孔道内吸附的有机物（甲醛、苯、甲苯等），使竹炭长久保持强大的吸附性，从而极大地延长了竹炭的使用寿命。

因此，竹炭因子兼具物理吸附与化学吸附两种功能。

表五.竹炭因子吸收甲醛的效果

项目

W（竹炭因子）%

0.05

0.1

0.5

0h甲醛浓度/（mg·L-1）

9.73

24h甲醛浓度/（mg·L-1）

2.94

1.18

0.53

0.48

吸收效率%

69.8

87.9

94.6

95.1

光泽

5.竹炭因子吸收苯的效果