木蜡油的应用、木蜡油制造现状及木蜡油发展趋势（二）
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发布日期： 2024-04-07
木蜡油是天然油蜡涂料的统称，是一种类似油漆而又区别于油漆的低VOC排放的天然绿色木器涂料，对木材具有一定的渗透性和成膜性，起到防护和装饰作用”[4]。和传统的基于石化类合成树脂所生产的油漆不同，木蜡油是由纯天然成分融合而成，调色所用的颜料也已经可以达到食品级，无刺鼻性气味，不含甲醛、苯、甲苯、二甲苯等VOC溶剂，也不含铅、锰等重金属，在制造、施工以及使用等全生命周期中均绿色环保；木蜡油对木材的渗透性好，能够渗入木材内部的管孔，与木材纤维紧密结合，增强木材表面光泽度、硬度、防水防污，既能对木制品起到保护、滋养的作用，又能彰显木材的天然纹理及美丽质感，赋予其丰富多变的半开放式涂装效果[5]；使用木蜡油不会在木制品表面形成致密的漆膜，因此不会发生漆膜的明显皲裂和剥离。由于没有漆膜的阻碍，木蜡油涂饰的木材和空气中的水气可以自由交换，类似于“自由呼吸”，有利于木材更好地保存和室内温湿度的调节，更有利于木制品的局部修复和翻新做到不留痕迹。
1.4 助剂
达玛树脂是橄榄科橄榄属植物的分泌物，外观呈透淡黄至琥珀色固体，含有羧酸、醛类、糖类和三萜类化合物，其熔点较高，常温常压下 120 ℃以上才开始溶解。在木蜡油配方中，其可有效改善油和蜡结合时的结构，增加涂料的流动性，使涂膜韧性、附着力、光泽度 提高显著，并能赋予木材表面柔美的光泽，并防止漆膜变黄[15]。
2 木蜡油的应用及研究现状
2.1 木蜡油的应用现状
木蜡油是环境友好型涂料，带有植物的天然清香，能够在养护木制品的基础上提升其隔水透气的功能，充分发挥其天然特性，且能够加深木材的纹理，维持其温润质感，还能够实现木制品的局部修补和翻新[16 -17]。
与一般涂料相比，木蜡油操作简单，涂布量少，工作量小，修补成本低。
目前，木蜡油的市场份额约占家居涂料市场的2%，常用于涂饰以黑胡桃、橡木、白蜡木、榆木、榉木、柚木、水曲柳等中高档木材为原料制作的儿童家具、地板、墙体、顶棚、门窗、儿童玩具等实木产品，同时，也涌现了许多国内外木蜡油知名品牌，各种功能性的产品 也逐渐推出。
2.2 木蜡油的研究现状
鉴于木蜡油突出的环保优势，近年来，有关木蜡油的专利和研究逐渐增多，主要集中在木蜡油的新配方、新工艺、新性能上，概括起来有以下几个方面：
2.2.1 绿色环保型木蜡油
一般而言，纯天然的木蜡油干燥较为缓慢，有些低档的木蜡油会加入重金属或者有毒的催干剂来加快干燥速度，而不含重金属的新型环保催干剂的研究，一直是降低木蜡油成本和改善其环保性能的关键。未国友等以协同催干剂（钙催化剂/锌催干剂）加上复合催干 剂（钴催干剂+稀土催干剂）来代替重金属催干剂，同时使用环保矿物油作为溶剂，发现复合催干剂不同于传统的铅、锰催干剂，不仅能降低污染物的含量，同时对涂膜的硬度、光泽、耐水性都有一定的改善[18]。降低木蜡油中VOC 的含量，也是提升木蜡油环保性能的重 要方法。研究表明，通过提高配方中天然植物油的配比，可以使木蜡油的VOC释放量降低20%~30%[19]。
2.2.2 耐候性木蜡油
木蜡油涂膜在阳光照射时，不会发生类似于传统聚酯涂料的断裂和剥离，该特征非常适用于户外涂料的开发，特别是户外木地板、木别墅墙体的修复和翻新。梁斌等在木蜡油中增加了油性紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂，以此来提高抗黄变性，使得木蜡油在户 外也能保持原有的色彩[20]。韦洪亮采用甘油作为防冻
剂加入到配方中，提高了木蜡油的抗冻性，增强了在低温天气使用的防护效果，提高了耐候性[21]。张润鑫等在配方中加入防尘剂、防结皮剂丁酮肟、硅油类消泡剂、水性紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂，以此增强木
蜡油的抗黄变能力、防尘性和耐候性，所制备得到的木蜡油能够更好地渗透到木材内部，与木质纤维牢固结合，不易开裂、剥落和起泡，从而能够更好地适应户外多变的天气[22]。
2.2.3 高耐磨性木蜡油
针对
木蜡油的漆膜硬度不足，耐磨性较差的问题，董学明采用纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化锌作为无机填料，同时使用有机硅作为交联增硬剂，将填料和增硬剂进行超声分散混合均匀，制备高耐磨性木蜡油。研究表明，具有粒度梯度的二氧化硅粉末的加入，一方面提高了木材内部的硬度，另一方面优化了涂覆漆膜的表面硬度，最终增强了涂膜后的木制品的耐磨性[23]。
2.2.4 快速固化木蜡油
木蜡油涂膜的干燥机理为氧化聚合成膜。木蜡油中，亚麻油分子中的双键之间是否共轭，决定其干燥速度快慢。这是因为，共轭的双键可形成环状化合物，在吸收少量氧的条件下即可快速成膜。因此，选用具有共轭双键的高聚合植物油，可加快木蜡油涂膜的干燥速度。刘光君使用具有共轭双键的亚麻仁油醇酸树脂和巴西棕榈蜡，制备获得的木蜡油，干燥速度迅速，完全干燥时间缩短在24 h左右[24]。
黄兴财采用稀土催干助剂，促进了木蜡油涂膜的快速干燥，减少了固化时间[25]。稀土类催干剂之所以能起到催干作用，是因为其具有特殊的外层电子结构。该结构不仅能通过自身价态的变化，将干性油中的天然氧化物氧化或结合成络合物沉淀析出，从而消除抗氧化物的抗氧化性，加速不饱和脂肪酸的表层氧化和干燥；还可以通过其空轨道与羟基、羟甲基等极性基团形成配键，增加分子结构的交联度，生成分子量更大的配位络合物，从而使涂膜深层产生配位聚合干燥，最终加快整体涂膜的干燥速度。
2.2.5 可喷涂木蜡油
由于木蜡油固体含量较高，且喷涂容易造成渗透饱和，从而增加木蜡油的消耗和使用成本，使涂装效果不理想，因此，木蜡油涂饰方法通常为手工擦涂或辊涂[26]。为了提高涂饰效率，邱平亮等发明了一种环保喷涂型木蜡油，大大提高了木蜡油的施工效率。该研究者将丁酯、乙酯以及环保溶剂以一定比例配制成木蜡水，再将木蜡油与木蜡水按比例稀释，并添加纳米滑石粉，然后混合均匀并用滤网过滤，获得了可采用两层式喷涂法进行施工的木蜡油，从而改进了木蜡油的施工工艺，降低了木蜡油的施工难度[27]。
2.2.6 特殊功能性木蜡油
木蜡油涂饰的木制品在特定环境中使用时，须具备某些特殊的功能才能长期或正常使用，如在潮湿的环境中使用时，需具备防潮、防虫、防霉性能，在有大量细菌滋生的环境中使用时，需具备抗菌性能[28]。一些研究人员也在这方面做了有益的尝试：邵来鑫等采用8 -羟基喹啉铜作为防霉剂，与木蜡油混合后在160 ~170 ℃下加热30 min，同时不断搅拌和超声辅助，得到了具有防霉性的木蜡油[29]。木蜡油由于成膜厚度比较小，防虫效果有限，黄树瑛采用樟脑油、除虫菊素、乙醇和壳聚糖按照一定比例混合制得复合防虫剂，将樟脑油和除虫菊素负载在壳聚糖上，使其能够保持功效慢慢释放，从而增强了涂膜除虫的持久性，另外，壳聚糖还具有抗菌作用，因此，木蜡油的防腐性能也得到了提高[30]。木蜡油由于自身的组分原因，在储存过程中容易氧化变质，为得到易于储存的木蜡油，野田三泰等在木蜡油中充入惰性气体或二氧化碳，使得木蜡油中的混合物均匀分散，并尽可能减少与氧气的接触，以此减缓木蜡油在储存运输过程中由于羟基等基团发生氧化而导致的木蜡油变质问题[31]。
2.2.7 低成本经济性木蜡油
由于天然的原料和助剂成本高，环保的催干剂价格昂贵等问题，导致木蜡油的生产成本比较高。大多数中低档木蜡油厂家，使用成本较低的廉价催干剂来代替昂贵的稀土类催干剂以降低成本，或者直接使用便宜的醇酸类或丙烯酸类产品来冒充木蜡油[32]。由低 成本的催干剂和原料制备所得的木蜡油，使用效果较差，且含有有毒有害的重金属物质。为了解决此问题，梁斌等采用较为便宜的锌、钙类作为催干助剂，以此减少昂贵的催干主剂——稀土催干剂的使用剂量，达到了加快催干速度，降低成本的目的[33]。
2.2.8 水性木蜡油
水性涂料是一种以水作为稀释剂的绿色环保涂料，它无毒无害，应用安全。由于用水稀释，故涂料的流平性好，可采用刷涂、气压喷涂、静电喷涂等机械性的涂饰方法进行快速施工。董学明将木蜡油水性化，
提出了一种纳米水性木蜡油的制备方法：将植物油高温加热聚合后与植物蜡充分分散混合，在分散体系中加入乳化剂和水，制备得到水性油相，最后逐步获得水性木蜡油[34]。所得的水性木蜡油乳化性能佳，流平性能好，涂膜光泽度、理化性能较好。
3 发展方向
木蜡油天然环保，保护性能好，但是，现阶段使用的木蜡油中，仍存在着一些不足。通过对木蜡油的成分以及相关的专利和文献的分析，可以预测到以下发展方向：
3.1 快干木蜡油亟待发展
现阶段，木蜡油的干燥速度相对较慢，表干大约5 ~6 h，实干需要24 h左右。在木蜡油的生产中，生产商经常在木蜡油中加入含有重金属的催干剂来提高固化速度，然而，重金属对环境和人体有着巨大的伤害， 因此，寻找并在涂料中使用绿色环保的催干剂，来提高涂膜的干燥速度，是木蜡油的一个重要的发展方向。
3.2 环保功能性木蜡油急需继续研发
相对于传统家具涂料来说，木蜡油的漆膜阻湿性、硬度、耐磨性有待提高。在户外家具应用方面，木蜡油的环保性、耐候性、抗黄变性十分重要,因此,可以通过在配方中加入相关环保助剂、无机填料和助剂，以及改善木蜡油的涂装和干燥工艺手段，以提升木蜡油的各 项性能。
3.3 涂饰设备和工艺需要进一步改进
目前，木蜡油涂饰，尤其是对于造型复杂的产品，多以手工擦涂为主，涂饰效率比较低，并且比较难做到涂层薄且均匀。因此，需对涂饰工艺的规范化和机械化操作进行研究，建立工艺标准，进行工艺改进，规范作业过程，减少随意性和不规则性，以提高涂饰作业的工作效率。针对此状况，可以从两方面着手，一是对木蜡油的产品性能进行优化，二是对现有的机械涂装技术加以改进，以推动机械涂装技术在木蜡油涂饰过程中的运用，从而使木蜡油涂饰家具规模化、工业化、自动化。
3.4 开发低成本木蜡油
现阶段，木蜡油的成本较高，人们对木蜡油产品的认知和认同程度不高，所以，需重点推广其健康环保的特点，普及其高固含、高涂布面积的经济优势，同时要研究如何通过降低原料成本、工艺成本来降低木蜡油的价格，从而使得木蜡油能够得到更好的推广和使用。
3.5 加强木蜡油作用机理的研究
现在，木蜡油的研究集中在配方的探索及性能测试和功能拓展方面，对于其与木材各组分的结合方式及作用特点等方面的研究还较少，应该从这方面展开深入探索，以便从根本上提升木蜡油及其产品的性能。
3.6 相关标准急需制定和完善
标准问题是目前阻碍木蜡油产业发展的最大问题，应尽快制定木蜡油方面的相关标准，可从木蜡油的概念和特征及使用范围出发，也可从木蜡油的涂饰方法和工艺技术规范出发，来促进相关行业的升级与整合。
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文章来源：林产工业----浅析木蜡油的应用、研究现状及发展趋势
中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1001-5299（2019）01-0007-05
