世界木質(zhì)家具工業(yè)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

世界木質(zhì)家具工業(yè)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

1環(huán)保涂料行業(yè)1.1木材和涂料的市場(chǎng)規(guī)模以及公司的集中度1.1.1融危機(jī)促使美國(guó)木涂料產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng),在全國(guó)常模的9.美國(guó)的樂(lè)器涂料總數(shù)在世界上排名第一。2006年，該涂料的產(chǎn)量為29.8億美元，木材和防腐劑為5.7億美元。2007年以前,美國(guó)是家具出口大國(guó),出口到亞洲的產(chǎn)品占25%,出口到歐洲的產(chǎn)品占20%,出口到其他地區(qū)的產(chǎn)品占5%~6%,其余為自用。在金融危機(jī)發(fā)生之前,美國(guó)的木器涂料產(chǎn)業(yè)呈增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),年平均增長(zhǎng)率在3%~5%。2006年歐洲木器涂料產(chǎn)值超過(guò)22.3億美元,占其工業(yè)涂料的15%以上。歐洲木器家具出口量大,僅意大利在2007年家具出口就約100億美元(僅少于中國(guó))。在2007年前預(yù)測(cè),到2013年,歐洲木器涂料產(chǎn)業(yè)復(fù)合增長(zhǎng)率在3.4%以上。前幾年,木器涂料產(chǎn)業(yè)在亞太地區(qū)增長(zhǎng)較快,2006-2008年增長(zhǎng)率達(dá)14.9%,2006年木器涂料總產(chǎn)值29億美元左右,中國(guó)占亞太地區(qū)木器涂料市場(chǎng)的73%,達(dá)21億美元,僅少于美國(guó),居全球第二位。我國(guó)木器涂料產(chǎn)量2007年約700kt,占全國(guó)涂料總量的11.7%。中國(guó)是家具出口大國(guó),2007年出口額達(dá)174億美元,僅出口到美國(guó)就達(dá)80億美元,占家具出口額的45.6%,對(duì)中國(guó)家具出口起舉足輕重作用。1.1.2企業(yè)分散國(guó)家分析家具產(chǎn)業(yè)源自手工作坊,企業(yè)以中小規(guī)模為主是其特點(diǎn)。歐洲盡管經(jīng)過(guò)20多年的大規(guī)模重組、兼并,到2004年仍有木器家具制造公司(即使用木器涂料的企業(yè))90000多家,2/3以上是中小企業(yè)。意大利是歐洲木器家具生產(chǎn)量最大的國(guó)家,也是木器涂料使用最多的國(guó)家,有家具制造企業(yè)33000多家,雇員20多萬(wàn)人,平均6人/家企業(yè),是企業(yè)最分散的國(guó)家。德國(guó)的家具制造企業(yè)1140家,有雇員12.3萬(wàn)人,平均107人/家企業(yè),是企業(yè)集中度較大的國(guó)家。歐洲幾個(gè)國(guó)家的家具工業(yè)企業(yè)的分布情況見(jiàn)表1。家具企業(yè)的分散,即使用木器涂料的企業(yè)分散,對(duì)涂料與涂裝的技術(shù)進(jìn)步均有不利影響。2007年,中國(guó)家具制造企業(yè)規(guī)模以上的有50000多家,規(guī)模以下的企業(yè)不在少數(shù),就業(yè)人員500多萬(wàn)人。主要以珠三角、長(zhǎng)三角地區(qū)比較集中,前者主要指廣東省,以港臺(tái)企業(yè)、外資企業(yè)為主體,占全國(guó)家具總產(chǎn)量的1/3,占出口額的40%。長(zhǎng)三角的家具產(chǎn)量和產(chǎn)值大概也占1/3,出口量這幾年超過(guò)了廣東省,占47.5%。全國(guó)其他地區(qū)占家具生產(chǎn)量的1/3,其中有環(huán)渤海(華北)地區(qū)、東北三省(以生產(chǎn)實(shí)木家具為主)、成都地區(qū)(以板式家具和沙發(fā)為主)等有一定的規(guī)模。國(guó)內(nèi)木器涂料使用也集中在上述地區(qū)。1.2酸uv固化劑木器用涂料品種發(fā)展至今,溶劑型涂料雖然仍占主要部分,但水性、UV固化涂料所占份額逐步增加。2006年西歐國(guó)家所用的木器涂料品種具有代表性(見(jiàn)圖1)。聚氨酯、硝基、聚酯(含醇酸)、酸固化等產(chǎn)品屬溶劑型涂料;水性涂料中包括醇酸乳液、丙烯酸乳液、聚氨酯分散體,以及它們的復(fù)合體;紫外光(UV)固化涂料包括丙烯酸及其改性的聚酯、環(huán)氧、聚氨酯等品種。從圖1中看出,水性、UV固化所占比例雖不大,但從產(chǎn)品生命周期看是處于初始和成長(zhǎng)期,有的品種雖然仍有較大比例但處于成熟并走向衰退期,如硝基和酸固化涂料。如圖2所示。對(duì)整個(gè)歐洲木器涂料工業(yè)到2015年的發(fā)展預(yù)測(cè)見(jiàn)表2。從木器品種上考察,鑲木地板和野外裝飾板將增長(zhǎng)較快;塑料和金屬箔也緩慢進(jìn)入木器市場(chǎng),如窗戶等,必將擠占一部分木器市場(chǎng),但對(duì)涂料市場(chǎng)影響不大。1.3環(huán)境友好型涂料的發(fā)展現(xiàn)狀木器涂料產(chǎn)業(yè)面臨環(huán)保、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的壓力和挑戰(zhàn)。首先是國(guó)外環(huán)保法規(guī)日嚴(yán),如歐盟委員會(huì)發(fā)布的溶劑排放指導(dǎo)意見(jiàn)1999/13/EC,2002年3月起強(qiáng)制實(shí)施。對(duì)使用涂料的家具企業(yè),按使用涂料量對(duì)全年溶劑的用量實(shí)行限制,溶劑最低用量是15t/a,而德國(guó)和英國(guó)使用有機(jī)溶劑限量是5t/a,更嚴(yán)一些。同時(shí)對(duì)涂料施工現(xiàn)場(chǎng)揮發(fā)的VOC也有限制。為應(yīng)對(duì)環(huán)保壓力,擴(kuò)大環(huán)境友好型木器涂料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用勢(shì)在必行。開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型木器涂料受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩種因素約束,人們認(rèn)識(shí)到水性涂料是環(huán)境友好型木器涂料之首,從20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,但發(fā)展緩慢。到2004年歐洲家具大國(guó)意大利的水性木器涂料不足10%,英、德的比例略高,分別達(dá)到15%和20%,國(guó)內(nèi)水性木器涂料所占比例更低。圖1中反映的水性涂料占18.4%是西歐國(guó)家的平均值。水性木器涂料的涂膜干燥速率、涂膜抗化學(xué)性、硬度等性能要達(dá)到和超過(guò)溶劑型涂料水平,要投入大量的研發(fā)力量,要使用新的功能性材料,甚至還要采用新的施工工藝,要加大投入,突破技術(shù)關(guān)鍵,這些均要提高成本。加上人們的使用習(xí)慣,制約了水性木器涂料的應(yīng)用發(fā)展。木器涂料所用原材料大多來(lái)自石化工業(yè),隨著石油價(jià)格飚升,使石化原料價(jià)格一度暴漲,這也增加了推廣以水性涂料為代表的環(huán)境友好型木器涂料的難度。金融危機(jī)發(fā)生以來(lái),歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)大幅下滑,據(jù)預(yù)測(cè)2009年負(fù)增長(zhǎng)要達(dá)3%以上,2009年2月份歐洲工業(yè)產(chǎn)值同比下降18%以上,失業(yè)率提高,這給其木器涂料產(chǎn)業(yè)會(huì)帶來(lái)負(fù)面沖擊。2水性涂料技術(shù)的改進(jìn)2.1性涂料/施工助劑的選擇水性木器涂料最大的優(yōu)點(diǎn)是VOC含量低,主要用水作介質(zhì),節(jié)省有機(jī)溶劑,是省資源(也省能源)的環(huán)境友好型產(chǎn)品。生產(chǎn)與應(yīng)用中可減少火災(zāi)危險(xiǎn)。水性木器涂料在使用中也暴露了一些不足,由于水的蒸發(fā)熱較高,揮發(fā)速度較慢,影響干燥速度。成膜助劑的低揮發(fā)性也減慢了涂膜的干率。涂膜干燥慢,在工廠涂裝時(shí)延長(zhǎng)了涂裝件的待干時(shí)間,增加停放場(chǎng)地。涂膜耐化學(xué)藥品性、硬度等性能遜于同類溶劑型涂料。施工過(guò)程對(duì)空氣相對(duì)濕度和溫度的敏感性高于同類溶劑型涂料。針對(duì)水性木器涂料現(xiàn)狀,其發(fā)展方向是改進(jìn)性能使其達(dá)到和超過(guò)同類溶劑型涂料,開(kāi)發(fā)可再生原料來(lái)源,配套發(fā)展涂裝工藝,優(yōu)化產(chǎn)品性價(jià)比。2.2細(xì)液混合連接水制環(huán)保涂料2.2.1醇酸-丙烯酰胺乳液的制備醇酸乳液具有對(duì)木質(zhì)底材滲透性強(qiáng)、附著力好、光澤高等優(yōu)點(diǎn),但干燥時(shí)間較長(zhǎng);丙烯酸乳液干燥快、保光性好。進(jìn)行相互改性,可以結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)。醇酸-丙烯酸乳液相互改性如采取直接機(jī)械混合,停止分散后會(huì)分相,涂膜不透明;而采取稱為雜化(hybrid)的改性技術(shù),可以克服這些不足。用普通脂肪酸法合成干性油或半干性油的長(zhǎng)油或超長(zhǎng)油度醇酸樹脂,先溶解于丙烯酸單體中,然后按常規(guī)半連續(xù)法合成醇酸-丙烯酸雜化乳液。涂膜干率和硬度等性能大大優(yōu)于二者的機(jī)械混合。2.2.2油脂、醇酸樹脂-丙烯酰胺雜化乳液涂料的制備上述的是常規(guī)乳化方法制備醇酸-丙烯酸酯雜化乳液,其分散相中珠滴尺寸一般在10~100μm,含表面活性劑;微乳液(microemulsion)分散相的珠滴尺寸在10~100nm,采用表面活性劑和助表面活性劑;而小粒子乳液(細(xì)乳液:miniemulsion)分散相珠滴尺寸在100~400nm,含有表面活性劑和助表面活性劑混合物。油脂、醇酸樹脂-丙烯酸細(xì)乳液雜化工藝是其中的重要進(jìn)展,大大提高了雜化乳液貯存穩(wěn)定性,減少VOC。一種方法是用氫過(guò)氧化油(如氫過(guò)氧化葵花籽油)作引發(fā)劑,在氧化還原體系存在下,醇酸樹脂對(duì)丙烯酸酯聚合物起助溶劑作用,減少VOC。因雜化乳液珠滴尺寸小、貯存穩(wěn)定性好。雜化體涂膜先進(jìn)行類似于丙烯酸乳液的干燥,隨后自動(dòng)氧化交聯(lián),涂膜干燥后外觀透明,性能好。另一種方法是在醇酸樹脂存在下,丙烯酸單體(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸)進(jìn)行細(xì)乳液共聚制雜化體。除按要求添加表面活性劑外,還添加少量聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為助表面活性劑。分析證實(shí),大約有70%的聚丙烯酸酯可接枝到醇酸樹脂分子上;醇酸樹脂分子在聚合反應(yīng)后仍保留70%~80%的雙鍵,保證以后涂膜能氣干。雜化乳液配制5種涂料(清漆),施涂在木材和金屬表面上,干性、硬度和附著力顯示了較好結(jié)果。油脂、醇酸-丙烯酸雜化乳液涂料的制備技術(shù),以及在木器涂裝中應(yīng)用,國(guó)外已接近工業(yè)推廣水平。國(guó)內(nèi)有類似的研究。2.2.3水性氨酯油-丙烯酸酯雜化涂料聚氨酯改性油(一般稱“氨酯油”)是單組分聚氨酯涂料,從生產(chǎn)和銷售量看,在國(guó)內(nèi)外都是重要的聚氨酯涂料,具有優(yōu)良的光澤、抗化學(xué)藥品性和成膜性能。但溶劑型氨酯油有較高的VOC,不符合環(huán)保要求,水性化是氨酯油涂料重要的發(fā)展方向。氨酯油水性化和醇酸樹脂水性化方法相類似。一種方法是甘油單脂肪酸酯、多元酸、多元醇先反應(yīng),再TDI化,弱堿中和,水稀釋,制成水稀釋性氨酯油涂料,可以氣干,性能中等。如在125℃固化,性能接近溶劑型單組分聚氨酯涂料的水平。另一種方法是細(xì)乳液共聚制水性氨酯油-丙烯酸酯雜化涂料,可以克服前面水稀釋性涂料的不足。在氨酯油存在下,丙烯酸單體(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸)進(jìn)行細(xì)乳液聚合制成雜化體乳液。除添加表面活性劑外,氨酯油可起助表面活性劑作用,分散相珠滴尺寸在200nm左右,雜化乳液貯存5個(gè)月無(wú)變化。分析表明,聚丙烯酸酯對(duì)聚氨酯改性油分子的接枝率可高于29%。氨酯油分子中脂肪酸鏈上起始的C=C雙鍵在雜化聚合后仍保留71%以上,保證涂膜的氣干固化。該涂料用于木器表面,涂膜顯示好的附著力,中等硬度(鉛筆硬度HB,干燥幾天后可達(dá)H)。如果添加催干劑可以改進(jìn)固化速率。以上油脂/醇酸-丙烯酸雜化、氨酯油-丙烯酸雜化水分散木器涂料用植物油原料,是利用可再生原料,賦予了新的意義。用成熟的與通用的聚氨酯分散體PUD和自交聯(lián)丙烯酸乳液共混改性,制成1K(單包裝)的復(fù)合性乳液,綜合性較好,比較經(jīng)濟(jì)適用。在國(guó)外仍是一個(gè)研究方向。如用5種多元醇:聚酯(PES)、兩種聚碳酸酯(PC)、兩種蓖麻油加成物,分別和異氰酸酯通過(guò)逐步增長(zhǎng)聚合成5種聚氨酯水分散體(PUD),又分別和自交聯(lián)型的丙烯酸酯乳膠樹脂(AC),按55∶45(以固體質(zhì)量計(jì))共混,保持配方中的潤(rùn)濕劑、消泡劑和成膜助劑。所得1K涂料以聚碳酸酯PC為基礎(chǔ)的PUD和中等硬度的自交聯(lián)丙烯酸(AC)的1K共混水分散體較穩(wěn)定,具有小于275g/L的VOC,適中的硬度,耐磨性和抗化學(xué)性很好的平衡,可以和市面上采用的工業(yè)木器涂料性能相比較。2.3uv固化水性涂料UV固化涂料含VOC低,屬環(huán)境友好型涂料,生產(chǎn)效率高,除用于木器涂料固化外,還用于固化油墨、藝術(shù)品印刷、塑料、罐頭、一般金屬等涂料及黏結(jié)劑。2007年以前UV固化涂料每年以9%左右的速度增長(zhǎng)。UV固化木器涂料占整個(gè)UV固化涂料的24%,接近1/4(見(jiàn)圖3),可見(jiàn)UV固化木器涂料占比例較大。UV固化水性木器涂料是近年來(lái)發(fā)展的新技術(shù),和UV固化溶劑型木器涂料相比的突出優(yōu)點(diǎn)是不用有機(jī)稀釋劑,可使VOC趨向零。其優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表3。由于水的蒸發(fā)熱較大,涂料施涂后,在UV固化前要經(jīng)過(guò)烘爐,在70℃下烘5~10min,蒸發(fā)濕膜中水分,然后經(jīng)UV固化,涂膜可以干透,達(dá)到高硬度。由表3可以看出,UV固化水性木器涂料可以綜合水性木器涂料和UV固化涂料二者的優(yōu)點(diǎn),無(wú)疑是水性木器涂料的一個(gè)重要發(fā)展方向。UV固化水性木器涂料先開(kāi)發(fā)丙烯酸系水性涂料,因丙烯酸樹脂在UV固化應(yīng)用中較為成功,其水性乳膠樹脂合成技術(shù)較為成熟,和PU水分散體比較有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但UV固化純丙烯酸酯水性木器涂料的涂膜外觀、硬度及耐化學(xué)性能往往不理想,要做多種改性。首先是提高不飽和度,即增加聚合物的UV交聯(lián)活性;其次要用聚氨酯、環(huán)氧或聚酯等改性,賦予新的性能。李效玉、陳松用雙烯酸和其他丙烯酸酯單體共聚制取可UV固化的不飽和丙烯酸乳液,目的是提高聚合物的不飽和度。其設(shè)想是,雙烯酸中一個(gè)C=C雙鍵(假定是C14=C15)用于聚合,而另一個(gè)C=C雙鍵(假定是C4=C5)則留在聚合物中,增加聚合物的不飽和度,即提高UV固化的交聯(lián)活性。紅外分析結(jié)果得到了一定的驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)雙烯酸用量、光敏劑用量、共聚單體中的軟、硬單體配比等因素優(yōu)化后,所得丙烯酸乳膠樹脂配成光固化涂料,UV固化后涂膜硬度可達(dá)3H,附著力(劃圈法)0~1級(jí),耐水、耐化學(xué)藥品、耐磨等性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),人工老化800h,只輕微變色,無(wú)明顯龜裂。完全符合木器涂料的要求。北方涂料院王小軍、陳小慶等研制了多重交聯(lián)UV固化水性聚氨酯木器涂料,先用順酐和多元醇合成聚酯多元醇,在主鏈上引入雙鍵,即引入U(xiǎn)V交聯(lián)的活性點(diǎn);第二步加入異氰酸酯、功能性有機(jī)硅單體和二羥甲基丙酸,在側(cè)鏈上引入可水解的硅氧基團(tuán),進(jìn)行常溫水解自交聯(lián),提高聚合物的預(yù)交聯(lián)密度。加入多官能度的有機(jī)胺進(jìn)行擴(kuò)鏈和中和由二羥甲基丙酸引入的羧基,使擴(kuò)鏈和水分散同時(shí)進(jìn)行。這樣可大幅度提高UV固化前的樹脂預(yù)交聯(lián)密度和相對(duì)分子質(zhì)量。分子中雙鍵含量增加過(guò)多,即順酐在配方中相對(duì)用量增加多,聚酯黏度難控制,綜合考慮,雙鍵(C=C)含量不宜超過(guò)2%。有機(jī)硅含量為4%~6%,可獲得較為穩(wěn)定的水分散體。選用合適量的光敏劑和高壓汞燈進(jìn)行UV固化,涂膜硬度可達(dá)0.8(擺桿)以上,附著力1級(jí)(劃圈法),耐水、耐乙醇、耐干熱性優(yōu)良。在UV固化前的涂膜常溫放置7d后,涂膜附著力達(dá)到1級(jí)(劃圈法)、硬度達(dá)0.6以上。這種預(yù)交聯(lián)的多重改性所獲的水分散體涂料在UV固化前的涂膜即具有較好的性能,可滿足一般要求下的木器涂飾,亦適用于局部UV難以照射到的異型材的涂飾。2.4納米改性水制涂料2.4.1納米涂料的制備研究納米材料改性涂料可賦予涂料許多特殊性能,這已為國(guó)內(nèi)外涂料技術(shù)界所公認(rèn)。筆者和國(guó)內(nèi)有關(guān)的專家、教授合作出版了專著,對(duì)國(guó)內(nèi)外納米材料改性涂料的部分成果作了介紹,以期對(duì)納米技術(shù)在涂料中的應(yīng)用起一點(diǎn)推動(dòng)作用。同樣,國(guó)內(nèi)外涂料界一些學(xué)者在致力于納米材料改性水性木器涂料的研發(fā)工作,總的目的是提高水性木器涂料性能,促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)步。但在具體研發(fā)目的上也有區(qū)別,有的是賦予水性木器涂料的特殊性能,如抗菌水性木器涂料的開(kāi)發(fā);有的是為了全面提高水性木器涂料的質(zhì)量,達(dá)到同類溶劑型木器涂料的水平,個(gè)別指標(biāo)還有超過(guò);有的是研究提高戶外木制品的耐久性。在改性方法上,有外加無(wú)機(jī)納米材料和通過(guò)化學(xué)合成或溶膠-凝膠技術(shù),目的是在涂膜中引入納米材料或納米結(jié)構(gòu)組分,以改進(jìn)涂膜性能。2.4.2無(wú)機(jī)納米材料法作原料整理工藝納米材料改性抗菌水性木器涂料研發(fā),是在配漆過(guò)程中加入納米材料的。通過(guò)篩選乳液、有抗菌作用的無(wú)機(jī)納米材料和助劑配制成抗菌水性木器涂料,產(chǎn)品性能完全達(dá)到HG/T3828-2006《室內(nèi)用水性木器涂料》標(biāo)準(zhǔn),對(duì)典型菌種如金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌的抗菌率均大于99.9%,性價(jià)比較優(yōu),受到客戶好評(píng),具有良好的市場(chǎng)前景。以表面經(jīng)特殊修飾的無(wú)機(jī)納米材料代替乳化劑進(jìn)行無(wú)皂合成乳液,這種無(wú)機(jī)納米材料,經(jīng)表面特殊修飾,在水相中吸附并穩(wěn)定了待聚單體于其表面,使引發(fā)劑引發(fā)的聚合反應(yīng)在無(wú)機(jī)材料表面進(jìn)行,形成初始粒子,并逐步形成乳膠粒子,過(guò)程如圖4所示。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),納米材料用量從2.4%增至5%時(shí),乳液顆?？捎?0nm降至10nm,固含量由65%降至55%,乳膠粒在10nm左右,體系的黏度和固含量可以達(dá)到一個(gè)比較滿意的平衡。在合成體系中引入有機(jī)硅等官能性單體,通過(guò)SiOH縮合形成Si—O—Si鍵,增加涂膜交聯(lián)密度。另外引入體系中的Zn2+等金屬離子,可和羧基基團(tuán)反應(yīng),增加交聯(lián)密度,提高涂膜抗乙醇等溶劑的性能。利用上述技術(shù)制成的水性木器涂料較好地克服了水性木器涂料的豐滿度、光澤和硬度低、回黏溫度低、價(jià)格高等不足。已完成了中試,正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。2.4.3化學(xué)合成和溶膠凝膠技術(shù)的改進(jìn)2.4.3.聚合物乳液的表征將納米技術(shù)應(yīng)用于丙烯酸系乳液合成過(guò)程,以丙烯酸酯和功能性單體為主要原料,通過(guò)多步種子乳液共聚合的方法合成出聚丙烯酸系共聚物乳液。通過(guò)透射電鏡(TEM)分析,聚合物乳膠粒子小于80nm,是納米化的乳液,并具有核殼結(jié)構(gòu)。這種納米化乳液具有許多優(yōu)點(diǎn),由于乳膠粒徑小,并且表面張力小,對(duì)木材表面滲透性好、潤(rùn)濕與流平性改進(jìn),可以提高涂膜光澤,改善涂膜透明度;核殼結(jié)構(gòu)能提高涂膜的強(qiáng)度。納米化的聚丙烯酸系乳液配成水性木器涂料,涂膜干燥速度快、光澤高、硬度達(dá)2H、沸水煮40min不起泡、耐堿性良好。性能達(dá)到或超過(guò)國(guó)內(nèi)外同類先進(jìn)產(chǎn)品的水平,具有推廣的前景。2.4.3.光氧化土體的應(yīng)用戶外木器或木制品越來(lái)越多,如臨戶外門窗、木屋、景觀和其他木質(zhì)結(jié)構(gòu)物等,木材戶外的耐久性要提到日程上考慮。2006年10月召開(kāi)的第五屆國(guó)際木器涂料技術(shù)交流會(huì)的主題是“提高(木器)服務(wù)壽命”,主要指利用涂料保護(hù),提高木材戶外耐久性。木材是由多糖結(jié)構(gòu)的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成的復(fù)雜的生化聚合物。以松木為例,纖維素即木材的骨架,占木材的40%~50%,半纖維素占20%~30%,木質(zhì)素(15%~30%)是無(wú)定形的三維烴聚合物,并以芐基醇為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為基礎(chǔ)的,是對(duì)木材強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)者。木材在戶外空氣中受紫外光(UV)和可見(jiàn)光輻照,在水汽和氧作用下木質(zhì)素起光氧化作用,表面起化學(xué)反應(yīng)。首先是木材外觀顏色起變化,由淺變深,最后變成黑色。同時(shí),光氧化作用使木質(zhì)素在結(jié)構(gòu)上發(fā)生化學(xué)變化,如鍵斷裂和氫的消除,導(dǎo)致游離基生成,伴隨產(chǎn)生顯色物質(zhì)和親水副產(chǎn)物,使木質(zhì)素分子產(chǎn)生降解,增加木材表面親水性,并逐步開(kāi)裂破壞。為使木材免遭光氧化破壞,在涂料配方設(shè)計(jì)上進(jìn)行了許多研究,有效的配方是添加耐光氧化的顏料,屏蔽光的作用,但顏料用量少不起作用,加多了又遮