《电镀与涂饰》
木蜡油是一种新型的木制品环保涂料,是指“专门用于木材的新型环保半封闭式涂料,主要由天然树脂、动植物油(脂)、蜡、分散介质等构成,对木材具有一定的渗透性和成膜性,起到防护和装饰作用” [1]。2001年,欧洲自然涂料工业协会成立,木蜡油等以天然成分为原料的涂料产品开始受到人们的关注。目前,专门对木蜡油展开的研究不多,木蜡油的市场也还未成熟。市场上常见商家将木油(桐油)冠以木蜡油的名称,而实际产品中并不含蜡的成分,或者利用含有害物质的工业合成原料(比如加入醇酸类物质)配制木蜡油,以次充好。而真正意义上的木蜡油应当是以天然植物油和动植物蜡等环保产品为主要成膜物质,以天然D-柠烯为主要溶剂的全绿色环保涂料。与传统溶剂型油漆相比,木蜡油不含甲苯、二甲苯、甲醛等有毒物质,挥发性有机化合物(VOC)含量非常低,无刺鼻气味,是绿色环境友好型涂料。
2012年8月,北京市经信委、环保局联合印发《北京市工业大气污染治理行动计划(2012—2020年)》,对于 VOC污染防治方面明确规定,现有企业尤其是家具制造企业到 2015 年底使用低挥发性涂料比例不能低于30%。木蜡油、水性漆、粉末喷涂等环保涂饰和技术的应用及工业化被提上日程。2015年7月1日,北京市地方标准DB 11/1202—2015《木质家具制造业大气污染物排放标准》正式实施。新标准对于VOC、苯、苯系物、非甲烷总烃、颗粒物等的最高允许排放浓度限制大幅收紧,标准中对厂区边界、非封闭喷漆车间工位、封闭喷漆车间可以打开的门窗口等无组织VOC排放监控点浓度限值也做出了要求。根据此要求,目前大量使用的高VOC排放的油性涂装必须被淘汰。对涉及涂饰的北京市家具生产商而言,除非使用VOC排放低、绿色环保的水性涂装或木蜡油涂饰[2](粉末喷涂会掩盖木材纹理,不适合中高档实木涂装),否则将面临2016年底搬离北京的命运。针对这一标准,目前北京市家具生产商多选择“油”改“水”工艺,以水性漆作为涂料来保证家具涂饰生产过程符合新标准的要求。水性漆虽解决了家具生产过程中的环保问题,但是,在其自身的制造过程中却伴随着大量有毒有害物质的产生,对环境造成严重危害。木蜡油主要由天然的植物油和动植物蜡组成,在制造、施工、使用等全生命周期中都绿色环保,能够完全满足日益严苛的环保要求,是最具潜力的可持续发展的木制品涂料,具有广阔的应用前景。
1 木蜡油主要成分
木蜡油的主要成分为天然植物油和动植物蜡。动植物原料与木材相容性好,对木材有良好的渗透性,能与木材紧密结合,并成膜状依附于木材的表面,使木材漂亮、自然的纹理能够更加完美地得以展现,达到开放和半开放式的涂饰效果。
木蜡油配方中选用的植物油包括亚麻籽油、葵花籽油、大豆油、蓖麻油等。植物油对木材的渗透性好,能够渗入木材管孔内部[3]。上述油类碘值指标在一个较为宽泛的范围内(120~200),与此对应,木蜡油中脂肪酸双键数量变化也较大,利用不同双键的吸电性,可以促进蜡类极性分子的分散和某些颜料颗粒的吸附。木蜡油溶剂组分中含有大量C18以上的长链脂肪酸(酯),可以有效溶解蜡类物质,形成均质分散的乳液(微乳液)[4]。木蜡油成分中,多数植物油的不饱和脂肪酸含量均超过80%[5-7],具有良好的成膜性,并有利于缩短干燥时间。在提高木材性能方面,单独经植物油处理过的木材在耐热性、防水性和耐候性等方面的表现均优于单独用蜡处理过的木材[8,9]。
配方中的动植物蜡包括巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡等。蜡本身具有一定的拒水性,渗透进入木材管孔内部的蜡能够减少木材的吸湿和解吸,提高木材的疏水性。蜂蜡的主要成分软酯酸蜂花酯对木材纤维有紧固作用。在中国传统家具的制造过程中常采用烫蜡技术对家具表面进行处理,以保护家具表面。蜡对于木材的保护功能一般基于以下两个基本机理:“滚珠轴承机理”(Ball bearing)和“迁移”(Migration)机理[10]。经木蜡油涂饰后,木制品表面渗出蜡的单一粒子,可以避免其他表面与木制品的直接接触,能够减缓摩擦对木制品的损伤,即“滚珠轴承机理”。而“迁移机理”体现为在木蜡油涂饰的干燥过程中,蜡向木材表面迁移,填充于涂料表面形成的微孔,提高涂饰表面光泽度[10]。不同种类的蜡对调节木蜡油产品的耐磨性、硬度、黏度等性能有不同的影响,巴西棕榈蜡在所选用的蜡中硬度最高,用来调节硬度;蜂蜡能够调节黏度;小烛树蜡可以调节柔韧性[11]。
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