簡單地說，水性木器漆就是以水為主要溶劑或可以用水稀釋的木器漆都可以稱之為水性木器漆。它與溶劑型木器漆有著同樣或類似的功能，主要是對木器起保護和裝飾作用。水性木器漆與溶劑型木器漆的最大不同之處就是可以用水稀釋。

由于溶劑型木器漆中有大量的VOC（有機溶劑），它們在太陽光和熱的作用下參與氧化反應形成臭氧，導致空氣質量變差并產(chǎn)生夏季煙霧，對地球生物造成危害。同時，VOC也對人體產(chǎn)生很大的危害，主要有以下幾種方式：一是氣味刺激感官，使人們感到口干舌燥；二是刺激粘膜和皮膚，導致中毒；三是VOC很容易通過人的血液和大腦，導致中樞神經(jīng)受到抑制，使人產(chǎn)生頭痛乏力等不適感呼吸道覺；四是VOC的基因毒性和致癌性。在溶劑型PU木器漆中，固化劑中往往有少量的游離TDI，TDI是一種對人體傷害很大的物質，主要是通過呼吸、皮膚接觸毒害人體。并且，游離TDI也是一種易致癌高?；瘜W物質。

因此，隨著人們對家居環(huán)境和空氣環(huán)境的日益關注，為了保護人類的生存環(huán)境和自身的人體健康，近年來，國家制定了《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制規(guī)范》、《室內裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質限量》、《室內空氣質量標準》等十項涉及室內裝飾裝修材料有害物質限量的標準，以保護人體健康和減少對自然環(huán)境的污染。在木器涂料領域，市場在不斷擴大，但對涂料的VOC的限制越來越嚴格，因此，水性木器漆成為木器涂料發(fā)展的必然方向之一。

一、水性木器漆的發(fā)展概況

1937年，德國的Bayer教授首先人工合成了聚氨酯。

20世紀60年代末開發(fā)成功了水性聚氨酯分散體樹脂（PUDs），水性聚氨酯作為聚氨酯涂料工業(yè)的一個重要組成部分得到飛速發(fā)展。

20世紀70年代逐漸開發(fā)出一些具有應用價值的水性聚氨酯涂料。

20世紀70年代末，將水性聚氨酯分散樹脂和丙烯酸乳液進行物理摻混，這樣既改善了性能，又降低了成本。

20世紀80年代中期，開發(fā)成功了丙烯酸-聚氨酯接枝共聚樹脂。此外，還有采用加入交聯(lián)劑的方法，使涂料成膜時進一步交聯(lián)，改善了涂料的耐水性、耐溶劑性、耐熱性等。

到了九十年代，國外一些公司采用聚合物中引入反應基團的方法，成功開發(fā)單組份、自交聯(lián)型水性聚氨酯分散樹脂。接著又有一些公司成功開發(fā)雙組份水性聚氨酯涂料，使得涂膜性能基本達到了溶劑型雙組份聚氨酯涂料的性能。水性丙烯酸乳液雖然出現(xiàn)的比較早，但是在水性木器漆中大量使用也是最近才出現(xiàn)的。到目前為止，水性涂料已經(jīng)達到了一個產(chǎn)品種類繁多、技術相對比較成熟的程度。
國內，七十年代就開始研究水性聚氨酯分散體系，但因種種原因，進展緩慢。所生產(chǎn)的PUDs產(chǎn)量小，品種少，基本上都是一些芳香族型水性聚氨酯分散樹脂，主要用作皮革涂飾劑，貯存性和成膜性尚存在一些問題。2003年以前，我國水性聚氨酯研究開發(fā)水平基本處于國外七十年代的水平，而且僅限于皮革應用方面的研制開發(fā)。而國外許多公司的此類產(chǎn)品已開始推向中國市場。

目前，國內也有很多水性樹脂生產(chǎn)廠家，質量和性能已與國外的接近。能滿足很多要求不是很高的木器涂裝要求。但在地板、家具等性能要求較高領域的水性木器漆用樹脂主要還要靠進口。

二、水性木器漆的分類

水性樹脂技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)已成功的用于木器涂料中。根據(jù)水性木器漆成膜機理，水性木器漆可分為單組分和雙組分兩大類。單組分根據(jù)水性木器漆用樹脂不同，常見的有水性醇酸類、水性丙烯酸類、水性聚氨酯類、水性聚氨酯-丙烯酸復合類等。其中，最為常見的是水性丙烯酸類、水性聚氨酯類和水性聚氨酯-丙烯酸復合類。雙組分水性木器漆根據(jù)主劑部分樹脂類型，也主要有水性丙烯酸和水性聚氨酯兩大類型。

三、單組分水性木器漆

1、水性醇酸類

水性醇酸類木器漆是應用比較早的一類水性木器涂料，成膜機理類似于傳統(tǒng)的溶劑型醇酸漆，是通過其組分中的不飽和脂肪酸氧化固化成膜。水性醇酸木器漆成膜溫度低，不需要額外的添加成膜助劑，VOC含量低。水性醇酸木器漆具有良好的滲透性（相對分子質量小的原因）、流動性、豐滿度、柔韌性、附著力和耐沖擊性能，但干性差，硬度不高，一般需加催干劑。市場中該類型的水性木器涂料不是很多。

2、水性丙烯酸類

水性丙烯酸類木器漆是目前市場上比較常見的一類產(chǎn)品，因為其價格便宜，性能比較好而廣受歡迎。具體的表現(xiàn)為涂膜色淺、光澤比較高（可以做高光清漆）、保光保色性能好、耐候性能好。而且該類產(chǎn)品硬度上升速度快，硬度也相對比較高，在水性木器涂料里屬硬度最接近溶劑型漆的一類。耐一般家用化學品性能好。由于該類產(chǎn)品的主要成膜物質是丙烯酸樹脂，該類樹脂相對成膜溫度比較高，一般都需要添加成膜助劑才能在較低的溫度下成膜，所以其VOC含量會受到一定的限制。玻璃化溫度相對較高的樹脂，漆膜會相對的比較脆，柔韌性和耐沖擊性能會比其它類的稍差。但也有部分廠家的產(chǎn)品性能比較優(yōu)秀，既有好的硬度也有好的柔韌性能。

3、水性聚氨酯類

水性聚氨酯類木器漆也是目前市場上比較多的一類產(chǎn)品，目前商品化的聚氨酯樹脂分為陰離子類、陽離子類以及非離子類型三大類。但市面上最常見的是陰離子型。該類樹脂是靠樹脂高分子中的親水基團而分散在水中，其成膜機理主要是靠高分子失水后堆積成膜。外觀一般為半透明或微透明狀。若分子中含有較多的氨酯鍵，我們稱之為水性聚氨酯。該類樹脂具有良好的機械性能，包括硬度、柔韌性、附著力、耐沖擊性能等，還具有優(yōu)異的耐磨性，采用IPDI或HDI合成的樹脂還具有優(yōu)異的耐候性能。但由于成膜過程沒有交聯(lián)或很少有交聯(lián)，所以耐水和耐溶劑性能稍差。該類水性木器漆綜合性能比較優(yōu)異，比較適合家庭裝修。

4、聚氨酯-丙烯酸復合類

雖然水性聚氨酯分散體具有很好的耐磨性、耐化學品性能及較好的彈性、柔韌性等機械性能，但其成本相對較高，并且在耐水、干燥等方面要比丙烯酸型差，因此，將聚氨酯水分散體和丙烯酸乳液采用一定的方法結合在一起，可得到聚氨酯-丙烯酸復合型樹脂，兼有聚氨酯分散體和丙烯酸乳液的優(yōu)點，其涂膜具有優(yōu)異的力學性能和耐化學品性能，最重要的是成本價格大大降低。因此，得到了較為廣泛的應用，成為水性木器漆市場最常見類型之一。

目前，聚氨酯-丙烯酸復合型樹脂類復合的水性樹脂有物理共混法、溶液聚合法、PUA核殼乳液聚合法、互穿聚合物網(wǎng)絡法。

四、雙組份水性木器漆

雙組份水性木器漆就是通過含羥基的油漆組分和含NCO基團的固化劑組分按一定比例混合后交聯(lián)成膜的可用水稀釋的涂料。

該類型水性木器涂料是在90年代末發(fā)明的一種全新涂料。其相對于單組份水性木器漆具有的優(yōu)點是硬度高、光澤高、耐化學品性能優(yōu)、施工要求不高等。在單組份水性木器漆的施工過程中經(jīng)常會碰到漆膜硬度不高、光澤不高、耐化學品性能不好等問題，而這些問題都是目前從樹脂合成無法滿足的，所以在這種情況下就出現(xiàn)了雙組份水性木器漆應用技術。

雙組份水性木器漆由兩組份完成，一組分為含羥基（-OH）基團的水性分散體或水性聚氨酯分散體，也可以是含羥基的水性丙烯酸乳液分散體；另一組份為含NCO基團的水可分散或水可稀釋的多異氰酸酯聚合物。兩組份混合后-OH基團和NCO基團進行酯化聚合交聯(lián)反應，生成分子量很大的聚氨酯甲酸酯聚合物，也就是我們最后看到的致密的漆膜。

水性雙組份木器漆在施工后的交聯(lián)反應卻比溶劑型PU漆要復雜的多，只有明白了其中的成膜機理，我們才能更好的使用水性雙組份木器漆。

在雙組份水性木器漆的成膜過程中，要發(fā)生如下幾種化學反應：首先最主要的是-OH與NCO之間的反應，也是該涂料的主要反應方式；其次NCO與水之間的反應是副反應，會放出CO2氣體造成漆膜氣泡，是我們不需要的也是無法避免的，因為水性木器漆的主要溶劑就是水；再有就是-NCO與-COOH基團的反應會放出CO2氣體，造成漆膜起泡也不是我們想要的；還有就是丙烯酸乳液或聚氨酯乳液的自交聯(lián)或物理干燥成膜反應。

水性雙組份木器漆的-NCO/-OH比例通常為1～1.5，過多或過少的比例都是不利的。過多的-NCO（也就是固化劑）會使涂料的使用期縮短，成本增加，硬度下降；而太少的比例也達不到理想的物化性能和硬度。理論上-NCO/-OH比例為1時，兩基團剛好能完全反應，漆膜性能與溶劑型PU漆相當。但實際上水和其他的羥基還要消耗掉一部分的-NCO，所以一般要增大-NCO與-OH的比例到1～1.5范圍內。

與雙組份溶劑型PU 漆相比，水性雙組份木器漆的VOC有顯著的降低。在水性木器漆中，雙組份水性木器漆是性能最接近溶劑型PU漆的，無論從硬度、光澤、耐化學品性能上都要比單組份水性木器漆要好很多。目前，其干燥速度、光澤、物化性能和使用期都可適應工業(yè)化的要求。

五、水性木器漆主要應用領域

1、家庭裝修

國外水性木器漆進入中國市場有十幾年了，較早進入中國市場的水性木器漆主要就是用于室內裝修。在國外產(chǎn)品的影響下，國內用于裝修的水性木器漆在2000年后也陸續(xù)出現(xiàn)，發(fā)展比較迅速。經(jīng)過幾年的技術積累，一些規(guī)模較大的涂料生產(chǎn)廠家已有產(chǎn)品上市。裝修漆主要以刷涂施工，產(chǎn)品的氣味要盡量小，其施工環(huán)境比較復雜，因此，產(chǎn)品對施工環(huán)境要比較寬容，特別是在低溫下的施工性能要求比較高。

2、木器工業(yè)

這類產(chǎn)品主要用于木門、玩具、工藝品等。其特點是價格比較低，產(chǎn)品要求不是很高，涂裝簡單。一般實色漆產(chǎn)品含粉量高，主要用于纖維板或貼皮板上的打底，起遮蓋、填平作用。隨著木門、工藝品市場的不斷擴大，該類產(chǎn)品用量增長最為迅速。也是當前水性木器涂料用量最大的一類。

3、家具

目前真正用于做家具的水性木器漆還不是很多，主要是因為產(chǎn)品的某些性能、效果還沒有被人們接受。如水性木器漆的硬度不是很高、干燥速度（實干）比較慢、抗粘連性不是很好等原因，使其工業(yè)化生產(chǎn)受到較大的困擾。但隨著水性樹脂性能的不斷提高，在某些發(fā)達城市，完全用水性木器漆裝飾的家具已有面市。在北方也有一些廠家開始建立水性家具漆生產(chǎn)線。而在門框、窗框等涂裝方面，由于要求不是很高，北方某些廠家使用水性漆涂裝已有六七年了，并且隨著水性漆市場的擴大，水性漆用量已占到涂料總量的80%以上。這主要是因為北方氣候干燥，比較適合水性漆涂裝。

六、水性木器漆的施工要點

盡管水性木器漆在施工方法、施工工藝等方面與溶劑型木器漆有很大的相似，但由于其以水為主要溶劑的特點導致它在施工方面有一些獨特的要求。只有在合適的環(huán)境和條件下，水性木器漆才能做出理想的效果，其主要施工要點有：

1、施工環(huán)境的要求

水性木器漆的施工對環(huán)境要求比較嚴格，最佳的施工環(huán)境是：溫度15-35度，相對濕度30-60%，過高和過低的溫濕度都可能導致漆膜弊病的出現(xiàn)，例如干燥不完全、流掛、起痱子、桔皮、起泡等。不能在5度以下的溫度時施工，否則容易導致涂料不成膜，涂料長時間不干等問題。

2、重涂時間的要求

由于水性木器漆中含有的大部分都是水，所以，水性木器漆的干燥主要靠水分揮發(fā)。單組分的成膜主要是乳液粒子擠壓或自交聯(lián)，所以重涂時，最好等前一道漆基本干燥透徹后再施工，否則可能會出現(xiàn)咬底、漆膜發(fā)白等弊病。

3、一次性施工厚度的要求

水性木器漆一次性施工不宜過厚，因為過厚后，水分揮發(fā)過慢，導致漆膜干燥時間太長，硬度上升慢，還容易出現(xiàn)起痱子、起泡等漆膜弊病。濕度大時，還會造成漆膜發(fā)白。要做封閉效果，宜采用多遍薄涂的方法。

4、兌水率的要求

水性木器漆在使用時，應根據(jù)施工方法、涂裝效果來調整施工黏度。如采用中壓混氣噴涂時施工黏度就要高，采用普通空氣噴涂時，黏度就要適當?shù)牡?；在做全封閉涂裝時，施工黏度可適當高，做開放效果時，施工黏度就要適當?shù)牡托?。施工黏度可直接加清水調整。

5、水性木器漆的運輸和儲存

因為水性木器漆里大部分是水，而水的冰點是零度，所以，在低溫環(huán)境下，水性木器漆容易在長時間的結冰后破乳；長時間放置在高溫環(huán)境下，也會破乳。因此，水性木器漆運輸和儲存的最佳溫度是5～35℃。但為了滿足短時間低溫或高溫存放的要求（如運輸），一般水性木器漆中都加一定的防凍劑。在零下10度左右儲存2～3天，產(chǎn)品的性能一般不會受到影響

七、水性木器漆常見問題

水性木器漆在施工過程中經(jīng)常遇到以下問題：