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【威士伯讲坛】美国专家谈水性涂装

【威士伯讲坛】美国专家谈水性涂装

2017年07月05日

【中国涂料资讯】[摘要]寇司卫先生有关水性涂装的分享，希望可以切实地帮助有需要的家具企业顺利开展油性涂料转换成水性涂料的工作。

编者按：近年来随着国家和民众对清洁健康环境的要求越来越高，绿色环保涂装越来越被摆上了各地监管部门和家具制造厂的日程上来。 有些重要城市的家具标杆工厂早已经走上了水性涂装道路。还有更多的工厂收到了转换的要求但不知如何开展，也有的已经开始油性转水性涂装，但在实践中碰到了问题和困难。 如何在重大转变过程中得到团队上下重视，在实际操作过程中把握细节，确保转换成功？作为涂料供应商，如何协助家具企业从溶剂型涂料顺利转换成水性涂料，我们有很多的技术和经验准备和大家进行探讨，为此，我们也特意邀请了业内知名的美国水性涂装专家，Mr. Steve Kirk （寇司卫先生），和大家分享他的观察和见解。 寇司卫先生曾先后任职于多家国际涂料企业，并且在大型家具制造厂担任要职，非常熟悉家具色彩设计和制造，涂装工艺流程。

以下内容为Steve Kirk 先生的观察。

中国多年来一直热衷于对工业的扩张，立志使自己成为“世界工厂”，在追求效率和财富的同时，往往忽视了环境的问题。多年追随这种心态的后果是对环境造成了可怕的伤害，给工人带来了可能的健康问题，有的地方甚至对周边地区的人民造成伤害。

欧洲是最早认可和大量应用水性涂料的市场，欧洲家具业已经应用水性涂装作为木质家具产品标准的先驱。在此我们要感谢最初推动水性涂装的宜家家居。作为欧洲规模最大，知名度最高的品牌，他们为欧洲和其他国家树立了行业典范，让我们意识到来自于环境的压力。

正因为如此，中国政府早前认可了水性涂料的欧洲标准。许多在中国正在执行和实施的标准显然是借鉴了宜家在其工厂广泛使用的涂装标准和步骤。对于那些制造和宜家同类型或近似家具的企业，使用这些标准是极好的。宜家的涂装流程是使用非常低光泽的面漆（通常是亮），简单的步就能完成的涂装。其中大多数是纯色（白色）或半透明木质色调，不像绝大多数美式涂装强调清晰的纹路和丰富的色彩。

随着这些新标准在中国的一些地区实行(例如：北京、天津、上海、深圳)，许多美式或其他色彩略为丰富的家具制造商对于这些新标准深感不安。他们所面临的问题是：为达到色彩丰富的效果，通常他们的涂装步骤更加繁琐（基本需要步骤才能完成），而对于凸显“清晰-深色-明亮-丰富”的饰面，通常需要更高光泽的面漆来实现（20至80亮以上），有时对于硬度的要求也是目前水性涂装难以企及的。很多家具制造商无法用水性涂料来复制出用溶剂型涂料所能达到的外观和感觉，他们觉得很难从现有溶剂型涂装(NC - PU体系)转变到水性涂装。

由于环保和健康的原因，家具行业正经历着前所未有的变化，这变化迫使家具制造商需要重新评估他们在市场中的地位以及是否在时间和金钱上进行投资，是否从溶剂型涂装转变为水性涂装。对于这种转变，我们需要有一个全面的考量，什么样的涂料和设备以及技术支持，才能更好帮助家具制造商在此转变中成功过渡。

先来问两个大家普遍希望了解的问题：

问题一：水性木器涂料优于溶剂型涂料吗？

问题二：水性木器涂料比溶剂型涂料使用更方便吗？

以上两个问题的答案都是否定的！溶剂型木器涂料比水性木器涂料具有更好的性能，且更方便使用。那么我们为什么要花那么多时间讨论这个问题呢？要不是人们对环境问题重新重视起来，很少有厂家会考虑将溶剂型涂料换成水性木器涂料。

一些重点城市是这种更换趋势的发源地。这种趋势会波及到哪些省份，范围会有多大，还需圆盘犁要时间来证明。

火灾和工作相关的危害一直是人们倾向于使用更环保安全的涂料的主要考虑因素，比如选用水性涂料。

依靠发生一些灾难后才能改变地方政府和行业领导者的观念是不可取的。但如果制造商是负的工厂，他们愿意关心员工的福利，也是促成这一变革运动的推力。

不要误会我的意思，水性涂料的确是未来的趋势……但如果制造商能够负地管理工厂，那么在未来人们仍然能继续使用溶剂型涂料，其结果也会大不相同。

我曾在无数的工厂里看到，工厂里的员工在糟糕的环境下工作，溶剂烟雾遍布整个车间，使用旧的有时会失灵的设备（如喷漆台），这些都是导致危险事故的首要因素。

你猜怎么着？当事故发生时（迟早会发生），当地政府和消防官员会威胁工厂，要求他们要么关闭工厂，要么立即改为生产水性涂料！这是一个让人惋惜的结局…如果管理层在车间维护工作上更负责，能很好地处理溶剂型涂料，进行设备保养，提高员工的工作条件和环境意识，对废弃排放能进行更好的处理，他们将仍有可能仍然继续生产溶剂型涂料。我们都是“习惯性动物”，如果工厂能习惯性地收拾工作环境，保持良好的工作习惯，工人在安全整洁的工作环境中，其工作效率将会得到提高。

但事情已经发生，我们已经处在需要将溶剂型涂料更换为水性涂料的趋势变革中。决定已经做出，没有回头的路！那么现在，我们面对这不方便使用、外观和体验都不如溶剂型涂料的水性涂料时，该怎么做呢？

这些问题将是我们在这次讨论中重点交流的问题，如何成功地转换为水性木器涂料？这场变革真正需要做的改变是什么？我们需要什么设备来完成转变？如何得到像溶剂型涂料一样的外观和体验？面对这场变革，涂料行业是否准备好了？设备提供商是否真正了解他们要卖的产品？这些问题都将会得到答案，不过也有可能是错误的答案，但人们仍会把资源和经验投入到水性涂料项目上。

是的，我们终将在使用水性木器涂料这一趋势中取得成功！！

做出改变：我们首先需要做什么？“意识”

现在让我们讨论一下从溶剂型木器涂料过渡到水性涂料需要做什么样的改变？

我们需要做很多工作。需要暂停溶剂型涂料，以腾出新的空间，应对变化。我们需要从整体上关注水性涂料，如生产它的工作环境，涂装的过程，因为整个过程会同使用溶剂型涂料有所不同。

“决定”从溶剂型涂料转变为水性涂料的深层原因是，人们需要产品更加现代化、高级和更环保，并不是迫于政府的压力而做出改变。如果大部分的变更决定是出于制造商的意图，那么改变可能会更成功。但如果只是因为地方政府的压力，那么实际的成功率可能会下降。成功率下降是因为制造业将只着眼于满足当地政府要求……意味着VOC排放水平和防范火灾隐患的水平都会得到提高，但是在涂装过程中，可能没注意选用更合适的设备、施工环境、以及对涂料产品正确地使用和管理。这就是所谓的“心态”。影响成功的因素很多，如果我们没有适当的关注，就很难达到预期的效果。

改用水性涂料很重要，你要么100%成功，要么100%不成功。你需要抛弃过去的思考方式来操作，需要做一些必要的改变，而不是认为通过新的地方政府法规就可以了。不要误会我的意思，专注于VOC和防范火灾危险的确非常重要，但仅仅做这些远远不够！你可能已经通过了新的环保法规规定，但这并不代表你能满足你和你的客户的期望，你要考虑最终成品的外观和体验。

我们需要完整地“融入”从溶剂型改为水性涂料的改变。从车间主管到公司的上层管理者都需要接受这个变化。如果只是上层管理者接受了这个理念，没有得到部门经理和基层的真正的支持和理解，恐怕效果也不会很好。重要的部门包括：

1.物料储存部门

2.调油室

3.白身组装和胶合部门

4.白身抛光部门

5.涂装部门

6.修理部门

7.包装部门

我们需要确保上述部门负责人了解水性涂料的变化，以及为什么需要在他们的特定领域内引入这一新的方法和程发现了类似的体外实验结果序，以确保我们的最终结果可以达到客户的期望。

我们现在准备讨论更详细的准备工作，以便转变到水性涂料，因为这将影响到下一个环节的工作。

做出改变：物料储第5存/调漆室

水性涂料对低温非常敏感，必须存放在能够进行温度控制的环境中。换句话说，仓库的温度最好不低于15摄氏度。许多涂料供应商会在他们的储运条件中要求不低于0摄氏度或5摄氏度，这些已经是是非常极端的条件，但不意味着储运保持在这温度范围内就没有问题。但是，这是水性涂料的最低的要求，因为一旦产品冻结，产品内的树脂和配方已经遭到破坏，产品质量会受到了严重影响，不能返回到可以使用的形态。因此，我们需要存储温度控制在15摄氏度。

在冬季，涂料供应商也应确保储运或使用中的涂料保持在合适的温度范围内。由于运输时间较长，货运公司倾向于将涂料产品和其它产品混合运输，以节省资金和提高效率，所以需要确保运输途中能达到最低温度。如在华北地区的冬天里长距离运输，天气状况是非常难以预测的，因此要懂得保护产品。

同样，温度控制在搅拌和仓储过程中也非常重要。应尽可能地在喷涂前的短时间内混合水性涂料。水性涂料同溶剂型涂料的混合要求不同，水性涂料需要使用不锈钢混合设备/塑料和玻璃容器/加热设备/不同尺寸的孔过滤器/小型烤箱/清洁溶剂。

你需要在不锈钢容器或塑料容器内混合水性涂料，使用其它材质缸筒会导致缸筒生锈或污染水性涂料。需要着重提醒的是，如果是在1至4天后才会使用涂料，不要提前混合。因为一旦把水添加到水性涂料中，那么在之后的1周内，水性涂料有可能在容器内凝固。并且没有人能够保证所使用的水的实际化学成分，因为正常过滤或未过滤的水都有可能被送进工厂或调漆房。所以请不要使用被污染或肮脏的水！物料混合后，容器顶部封盖要保持密封，以防止任何污染或有机粉尘或化学物质进入。换句话说，水性涂料很容易被污染而变得不可用。因此，操作环境很重要，我们必须仔细检查调漆房的运作环境，因为这是整个操作流程的最初环节。

在调漆房内，要有加热设备来保证调漆房温度不低于15摄氏度。

使用不同大小的格过滤器对保证水性底漆和面漆的质量来说也是非常重要的。小的颗粒会很容易从搅拌设备和容器内混到你的新材料中，在开始使用水性涂料前，必须准备好所有口径格的油漆过滤器。像在溶剂型涂料中一样，小干颗粒不会溶解，确保你发送到生产线上的涂料完全干净没有颗粒的唯一办法就是让涂料过一遍筛。知道这是一项额外的工作，但它确实需要成为整个程序的一部分工作，所以不妨适应它，并把它纳入早期的规划中。

如果您需要在产品送往操作线之前检测产品，强烈建议工厂购买一个小烤箱以烘干涂层或喷涂面板。这样你就可以模拟操作条件和烘箱温度，以确定产品是否符合混合要求（干燥时间）。如果没有烘箱，你将无法确定混合产品的干燥时间，很可能产品并不适应在操作环境中使用。

所有混合设备和容器使用后应立即清洗，以避免颗粒凝固在设备或容器上。最好是马上用温水清洗。但是，如果由于某种原因，仍然有颗粒凝固在容器表面，可以进行以下操作：先用丁酮或丙酮清洗。这种方法能非常快速地清洗所有颗粒。然后用酒精清洗设备上的丁酮或丙酮。最后用普通水冲洗。因此，具体情况可能是，丁酮或酒精将清洁颗粒，酒精将清除丁酮或丙酮，水会清除酒精。一步步进行这些操作。您也可以使用上述操作清洗喷涂设备。

作出改变：白身组装和上胶

接下来讨论如何对白身进行预处理，以便后期的涂装操作。在水性涂料使用过程中，每个步骤都至关重要。接下来我们讨论的是：我们是否可以100%使用纯水性涂装系统，或者，必须使用油水混合涂装系统。 纯水系统即从填土、底漆、仿古漆一直到面漆都是水性的，而油水混合涂装系统则是在油性的填充剂、着色剂（包括不起毛着色剂、杜洛着色剂、底色着色剂）铜线材以及头度底漆（可以是硝基或乙烯基或改性PU）之后，使用水性涂装系统，例如从水性仿古漆开始一直到水性面漆。

如果工厂人员在白身组装或上胶时操作不当，很可能将无法使用的纯水性装。如果胶水在装配时污染了涂装面，或者没有被彻底清理干净，又或者砂光不彻底，都将对之后的涂装产生严重的影响。水性染色剂没有办法对胶水印迹以下的木材进行着色，所以最终会会让着色之后的木材显得斑驳不堪，这也意味着你不得不花费大量时间来修复这些胶痕。如果使用混合水性涂料，同样会有一些胶水印迹，这些印迹虽然不能用溶剂型着色剂完全覆盖，但程度会比纯水涂装轻得多，也就可以节省大量修复时间。问题是，在国内有些地区迫于地方政府更高要求的环保标准，不封客户将不能使用油水混合涂装系统，而必须使用纯水性涂装，否则勒令停产。

我们该怎么办？如何提高产品的组装质量和溢胶现象？如何避免产生恼人的胶痕？我个人的观点是，这个问题不单在水性涂装时有，在溶剂型涂装时也是问题，只是，在溶剂型涂装系统中显得没有那么严重。我们可以加强组装和上胶的品质要求；我们可以加强白身砂光的质量要求，我们甚至可以提高在砂光区的照明情况（让工人能够更清晰地看清胶痕）。但是，一定还有那么一些几率产生胶痕，在最后涂装工序中产生严重影响。是否我们的涂装操作员有足够的心，在上着色剂的工序时能够发现问题？他们可能会，但也可能不会，无论如何，都已经于事无补了。更糟糕的是，如果继续下面的涂装工序，最终会在质量检验时因为产品存在胶痕才被发现。那么，返修的噩梦就会开始了。

现在，有一个小技巧能对去除胶痕帮助很大。无论使用水性涂料还是溶剂型涂料都会很有效果。我发现中国的很多厂家都没有使用这种办法，并不是因为不凑效，而是因为这个方法还没有很好地介绍给制造商，让制造商了解这个方法。 吊牌枪秘诀是：使用荧光木材胶！！什么？荧光木材胶？是的，在便携式不可见光（主要是紫外光）灯下，使用这种荧光木材胶将清晰地显示出没砂光到的，或者没清理干净的胶痕。

我在文末将它产品描述展示在这里，这种胶由美国富兰克林胶水公司生产，但我认为其它公司也会生产类似的胶水，这种荧光染料不会影响涂装效果，但如上所述，在紫外光灯下可以很容易地把胶痕显示出来，从而在涂装钱将它们全部打磨掉！

做出改变：白身抛光/木材表面涨筋的预防

现在我们来讨论装配和涂装的问题，装配和涂装问题也是家具在最后交货时遭到拒绝的重要因素之一。现在让我们讨论我们使用的涂料，并解决“漆痕”问题。我们如何对木材进行打磨，让其为后续的水性涂装程序做好准备呢？

首先，因为我们使用的是水性涂料，这种涂料要比溶剂型涂料更易于让木材表面变得粗糙。之前在使用溶剂型涂料时我们用240号砂纸打磨木材表面，这种方法同样适用于使用水性涂料系统。先用240号砂纸打磨，之后再使用320号砂纸可以更好地提高打磨效果。如果是打磨实木或胶合板，我们可以在使用240号砂纸后再在家具表面喷一层水雾，这样操作是有意让木材表面导管翘起，等待大约30分钟，再用320号砂纸打磨。这样木材表面就足够平滑，能够满足涂漆的要求。

用水性涂料涂装木材时，要选用什么类型的砂纸呢？对于白身打磨最好用氧化铝砂纸而不要用碳化硅砂纸。氧化铝砂纸将能使木材使光滑，能更好地削减白色木材表面的粗糙颗粒。而在涂漆之前使用碳化硅砂纸将有更好的效果。

木材的水分也是木材产生粗糙感觉的一个因素。所以要确保组装家具时的环境湿度控制在适当的标准（不超过12%）范围内，并确保贯穿整个施工过程。我认为，对木材喷洒水雾以突出粗糙导管不会影响木材的含水率。

一些涂料公司在他们的水性涂料配方中加入了一些酒精或丙酮。这对提高作业效果有帮助 ，但需要看当地环保部门是否是否溶剂型涂料的存在。因为有些人非常保守和严格，会认为涂料添加少量的酒精或丙酮就是溶剂涂料，因此禁止使用该涂料。工厂必须做好向政府部门汇报的准备，告知政府这是很小的比例，不会产生大量挥发性有机物问题等。

做出改变：涂装线/流程/重要提示

前面讨论了涂料的存储条件，调漆房注意事项，以及白身的砂光，现在是时候去喷房了，需要做什么工作以便能让水性涂装生产线顺利跑起来？

为了表述这种相关性，假设我们使用的是100%的纯水性涂装。因此，涂装计划将至少为10个步骤， 13到15个步骤也是有可能的，并有大量手工操作。涂装步骤和过程与溶剂型的类似。但需要注意，因为色彩不同，可能工序也有所不同。

这里不讨论设备，配方，维修和包装，这些过程操作可以参考使用溶剂型涂料的情况。设备（喷雾/干燥/烘箱），修补和包装将在单独的文章再做讨论。

典型的仿古纯水性涂装流程

1.白身 布印/干刷/喷点

这些将使用水性布印着色剂/水性底色着色剂/水性仿古漆

2.着色

a.等化剂/ 修色剂

b.不起毛着色剂

c.底色着色剂/杜洛着色剂

着色剂都是水性着色剂，因此必须在每一道工序间都进行烘干操作，哪怕是头度底漆也不例外。千万不要再湿膜上就进行下一步喷涂。当然我们可加酒精或丙酮在着色剂主剂里，这样可以使干燥速度加快，并防止起毛起或涨筋。

3.头度底漆

一些涂料公司有一个专门的低固含头度底漆配方，这样很好！否则工厂要自己冲稀，这可能会导致过度稀释，从而破坏水性产品的性能。如果涂料供应商没有一个专门的头渡底漆配方，可以用酒精来稀释。这种做法会很快地降低涂料粘度，而不会因为大量的水去破坏涂料的性能。

4.砂光

使用320目金刚砂纸。

清除砂尘（吹/擦）＊这点极其重要

5.仿古漆

如果配方正确，水性仿古漆比油性仿古漆更好。您必须与您的涂料供应商密切合作，了解各方面性能，并让他们知道你要求的仿古漆涂装时间/渗透度和干燥时间。如果仿古漆干燥速度过快，可以添加多达5%乙二醇以减缓干燥时间。如果干得太慢可以加上10%的酒精加快干燥时间。因此，水性仿古漆的施工实际上比油性仿古漆更容易控制。

6.底漆

只要均匀的一层，而不要喷得太厚，因为水性底漆比油性底漆固体含量高很多。喷太多会导致针孔、刷痕、流淌现象。

7.砂光

使用320目金刚砂纸

清除砂尘（吹/擦）＊重要程度再次说明

8.干刷/擦拭

干刷应该使用“专用配方”，配方中树脂成分略多。我们想要的配方要求稍微比仿古漆厚，更具粘单块值不小于性。确保干刷与底漆结合，而不会产生发白或起雾现象。尽量不使用水性仿古漆来做干刷，如果刷两次的话，仿古漆的树脂会损害家具表面的颜色和清晰度！

9.底漆

同第6步一致

10.砂光

使用400目金刚砂纸

清除砂尘（吹/擦））＊还是强调它的重要性

11.仿古效果

a.干刷/打磨

b.牛尾

c.喷点

按照步骤8进行干刷/擦拭。色精或色浆也可以来做牛尾和喷点效果。

12.面漆

均匀喷湿即洗地机可，不可厚涂。还有，要使用光泽度比要求光泽高一些的面漆，这样实际效果会更好。例如，如果要求的光泽是20度，那么在第一道和第二道上漆的光泽要求为70度。水性漆不具有和溶剂型漆相同的清晰度，因此不要多次喷涂低亮度的面漆。

13.抛光

用400目或600目金刚砂纸

清除砂尘（吹/擦）＊这点还是要反复强调

14.颜色调整

a.阴影

b.布印

在水性涂装中，千万不可以把色精调到稀释的面漆里做阴影！这样做会导致前道工序的面漆或底漆凹凸不平甚至是起皱纹，粗糙。把水性树脂和少量水性面漆混合，作为布印着色剂主剂，是一个不错的方法。也可以使用专门的水性布印着色剂主剂，涂料供应商那里会有的。

15.面漆

在抓完阴影和打完布印后，要薄薄是人造板生产企业及质检部门的理想检测装备地喷一层水性漆面漆的。

16.砂光

使用600目或800目金刚砂纸

清除打磨粉尘（吹/擦）。可以在表面盖一块潮湿的（微微一点点湿）布，这样可以清除表面灰尘。

尽量不要在最后一道面漆之前做太多的修色，这样可以让漆膜表面更干净和光滑。

17.罩光面漆

最后一道水性面漆只要薄薄的一层。要在无尘室/通道中，以保护漆面在干燥过程中不受污染。在最初的分钟的干燥时间防止落尘会很重要。

总结一下要点：

1.不要做两次仿古漆

2.使用专门的干刷产品。

3.使用金刚砂纸，所用的目数上面都提到了。

4.清除涂层间的打磨灰尘。水性涂料的砂尘不易溶解，这一点同溶剂型涂料类似。如果没有清理干净，最终的表面会粗糙，并且会让漆膜发蒙，不清晰。

5.底漆和面漆不需要厚涂，表面湿润即可。

做出改变：修补

水性木器涂料的修补是一直让制造商头疼的问题之一。我们来讨论一下在产品下线、运输，和到客户仓库和终端用户时的修补问题。

我曾亲自与几家大型国际涂料公司和几家台湾和中国公司讨论过这一问题。我问他们为什么不能研发一个“专用配方”的水性漆只用于修补水性涂料？这也是行业的需要。研发一种能够快速干燥，环保、纯净的产品，可用于工厂，在仓库，甚至客户的住处。

在我与那些正考虑使用的水性涂料的家具制造商讨论 水性涂料时，通常他们会关心如下几个问题点：

1.成本

水性产品的成本正在缓慢下降，但肯定不会很快低于溶剂型涂料

2.干燥时间

干燥时间有所改善，且在强制干燥情况下，越来越接近溶剂型涂料的干燥时长

3.清晰度

客户很关注的水性漆面的清晰度。现在的水性配方有了很大的改进，清晰度已经不是真正的问题，并且涂料厂会提供适当的程序和指导。

4.修补

涂料厂和家具厂已经对这一问题关注了很长一段时间。涂料厂需要投入时间和资源来解决这个关键问题。

涂料厂可能会建议用硝基来做小面积的修复，这是有效的方法，但有时会产生粘连问题，而且开箱气味比较大。

也可以考虑使用乙烯基漆，但用量要少。在两涂层之间使用乙烯基涂料是迄今为止最好的选择。乙烯基漆对水性涂料有很好的附着力，干燥快。配方中使用溶剂比以前的NC漆更清洁、更安全。这些是目前位置比较便捷的修补方案，目前还仅仅是一个适应水性涂料的修补产品，也还不是“绿色产品”。涂料厂还需要找到更绿色的产品来解决这个问题。

以上寇司卫先生有关水性涂装的分享，希望可以切实地帮助有需要的家具企业顺利开展油性涂料转换成水性涂料的工作。