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开放式透明涂饰工艺探索及漆膜性能分析
韦双颖，罗琼林，刘若愚，张舜国，顾继友
（东北林业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150040）
0 引言
目前，我国水性木器漆市场占有率或覆盖率仍然很小，原因有几个方面。从消费者角度讲，人们更关心施工后的结果，比较注重于漆膜的丰满度、手感、硬度、耐热性、耐烫性、耐水性、耐污染性等，而家具企业除此之外还要考虑施工效率与施工质量，解决涂装设备配套性等问题。从水性漆施工角度来看，油漆工长期接触的是溶剂型漆，对水性漆的涂饰工艺比较陌生，涂装工艺的不规范严重影响了水性漆的涂饰质量，这也是目前制约水性木器漆推广的因素之一。从水性木器漆本身来看，它对施工环境的温度、湿度条件要求较高，漆膜干燥较慢，加之木材对水的高度敏感性，致使其大面积推广应用受到限制。以上综合原因阻碍了水性木器漆在中国的发展。但是，水性木器漆也具有明显的优势，体现在用清水调漆，产品在生产和施工的过程中，都是以水代替有机溶剂，施工过程及施工完成后空气清新。在国家大力倡导节能减排的今天，健康理念将推动水性木器漆产业在中国的发展。虽然目前传统溶剂型涂料依然占据着较大的市场份额，但是水性漆是绿
色产业，是未来发展的方向，水性漆正在进行着产业发展的大提速。业内人士认为，未来中国涂料市场竞争将侧重水性漆与溶剂型漆对市场主导权的争夺[1-5]。
本文主要研究了一种水性聚氨酯木器漆的涂装工艺，同时对此种水性聚氨酯木器漆与传统的溶剂型聚氨酯木器漆的漆膜性能进行系统分析，对2 种漆膜的硬度、耐磨性、耐干热性、附着力、抗冲击力、耐液性等性能指标进行了对比，进一步认识水性木器漆和溶剂型木器漆二者在漆膜性能上的差异，了解水性木器漆在应用过程中存在的优势与不足，使其今后在研发过程中及在家具企业的推广应用中具有参考价值。
1 试验
1．1 试验材料及设备
溶剂型双组分聚氨酯清漆、水性聚氨酯木器清漆、水曲柳贴面胶合板试件（250 mm × 200 mm）、滤纸、矿物油、氧化锌橡皮膏。光泽度仪KGZ-1A （天津科器高新技术公司），QHQ-A 型便携式铅笔划痕试验仪、QFH 型漆膜划格仪（天津市精科材料试验机厂），Q153-3K1 型漆膜冲击器（天津材料试验机厂），JM-IV 漆膜磨耗仪（西安明克斯公司），铜试杯，温度计，表面皿，镊子，坩埚钳，烧杯，羊毛刷，纤维刷。
1．2 试验方法
在水曲柳贴面胶合板基材表面上分别涂饰水性PU 木器漆与溶剂型PU 木器漆，其中溶剂型PU 木器漆采用常规的透明涂饰工艺，水性PU 木器漆的涂饰工艺在本文中进行了探索，并对显孔开放式有色透明涂饰涂装工艺进行了详细阐述。此外，根据国家标准分别测试2 种涂料的干漆膜性能，包括硬度、耐磨性、耐干热性、附着力、耐冲击性、耐液性、光泽。
1．3 漆膜性能检测国家标准
根据国家标准进行各项性能检测：GB/T 4893.9—1992《家具表面漆膜抗冲击测定法》，GB/T 6739—2006《色漆和清漆铅笔法测漆膜硬度》，GB 4893.3—1997《家具表面漆膜耐干热测定法》，GB/T 4893.1—2005《家具表面漆膜耐液测定法》，GB 4893.4—1997《家具表面漆膜附着力交叉切割测定法》，GB 4893.8—1997《家具表面漆膜耐磨性测定法》。
2 水性PU 木器漆涂装工艺探索
2．1 显孔开放式有色透明涂饰工艺
试验条件：水曲柳贴面胶合板基材含水率为10%，室内涂装温度20 ℃，相对湿度50%。基材和水性PU 木器漆均长时间存放于室内，基材表面温度与水性木器漆温度均与涂装温度相适应。
涂装工艺过程如下：
1）表面处理。涂装前要检查基材表面质量，水曲柳胶合板必须黏结牢固，防止有开胶、起皮等情况发生。基材表面的脏污、胶迹、木毛等必须在涂装前处理干净。胶合板表面的胶印可用纱布蘸40 ~ 50 ℃温水擦拭干净，对铅笔木线、红蓝笔印、油笔道子等可蘸草酸或火碱处理干净。还有些小的缺陷可用刀子刮、砂纸磨等方式进行处理。去木毛过程可在初步打磨后的基材表面涂刷无蜡虫胶漆，然后用600# 砂纸打磨，再用湿布擦净打磨面，使其平整光滑。
2）嵌补。用水性填孔剂把基材表面的虫孔、钉眼及加工伤痕等填充起来。嵌补后干燥4 ~ 6 h，打磨。
3）底漆着色。把水性麦黄色浆成品着色剂与底漆、水按照比例调配好，用羊毛刷进行刷涂。刷涂时一定要顺着木纹方向，否则会产生很多小气泡。底漆着色干燥4 ~ 6 h 后，用600# 砂纸打磨。
4）第1 道透明底漆。使用中空纤维刷，顺木纹进行刷涂，涂层越薄越好，刷涂后干燥2 ~ 3 h。轻轻打磨。
5）修色。把修色剂调好颜色，如果局部有发白，颜色不均匀的地方用小毛笔蘸修色剂进行修色，调整色差，注意薄涂。修色后干燥2 ~ 3 h，局部打磨。
6）第2 遍透明底漆。顺木纹方向涂刷第2 遍透明底漆，增加涂膜丰满度。干燥2 ~ 3 h 至实干，用600# 旧砂纸打磨。
7）第1 遍面漆。顺木纹方向涂刷第1 遍面漆，涂层越薄越好。干燥2 ~ 3 h，用800# 砂纸打磨，用潮布擦净基材表面。
8）第2 遍面漆。顺木纹方向涂刷第2 遍面漆，涂层越薄越好。干燥2 ~ 3 h。
2．2 水性PU 木器漆涂装注意事项
水性木器漆的施工要求与溶剂型木器漆相比，有其特殊性。因此，在施工中应注意以下事项，它关系到水性漆涂装的成败。
1）水性木器漆涂装过程中，漆膜表面不能直接沾水，否则会泛白。这时可用小吹风机进行局部处理。
2）涂装环境杜绝粉尘，否则影响漆膜表面光洁度。
3）纯色染色剂不能直接使用，必须具备调色能力，配色后才能使用。为了使用方便，可以直接购买商品化的成品着色剂，如橡木色、紫檀色、红木色、柚木色、榉木色等。
4）刷涂水性木器漆时，应尽量薄涂，避免由于厚涂造成的表层已干而里层未干的状况。涂刷面漆时，要用专门水性漆刷即中空纤维刷，可以刷出较薄的涂层。
5）已经做过油性封底的基材必须先用砂纸彻底打磨，然后再用水性漆封底。
6）同一种着色剂涂到不同的基材上，显现的颜色是不一样的。透明着色剂涂刷的遍数越多，颜色越深。
7）底漆着色后进行打磨，注意砂纸不能太粗，避免将涂刷面颜色磨掉，露白，伤及面板。
8）漆膜需要充分干燥后再打磨，避免黏砂纸。随着施工的进行，砂纸目数逐渐提高，砂磨面逐渐变细。打磨时，需要顺着木纹方向进行，否则会出现砂纸道子。
9）显孔涂装不需涂饰透明腻子填充木纹。
10）补钉眼时，填孔剂需要略高出基材表面，给出一定收缩量。填孔剂干燥收缩后经过打磨即能得到平滑表面。
11）水性木器漆涂刷前，用目数较高的筛网进行过滤，以便除去杂质。
12）水性木器漆用水调稀后搅拌均匀，并放置10 ~20 min，以便于减少漆中的气泡。
13）如果使用喷涂方法进行施工，必须要有油水分离器，过滤掉压缩空气中的水分，否则带入到漆膜中产生弊病。
14）用小毛笔修色时，不要在修色部位来回反复涂刷，会造成局部颜色过深。
15）水性漆不能与油性漆同时施工。
16）在旧油性漆漆膜上涂饰水性木器漆，一定要彻底打磨，把旧漆膜打掉后再涂饰水性漆，否则影响漆膜附着力。
17）应尽量保证水性木器漆的温度与被涂基材温度一致，避免由温差造成的干燥变形。
2．3 水性与溶剂型PU 木器漆漆膜性能对比
分别对干燥后的漆膜进行了耐干热性能、附着力、硬度、耐液性、耐磨性、耐冲击性等方面的测定。测试结果见表1。
可以看出，与所选溶剂型PU 清漆的漆膜质量对比，此种水性木器漆漆膜在硬度、耐磨性、耐冲击性方面与溶剂型漆膜差别不大，基本达到溶剂型漆膜水平，而耐干热性、附着力、耐液性方面较溶剂型漆膜还有一定差距，需进一步从涂料、树脂本身进行改善。
3 结语
对水性PU 木器漆的涂饰工艺和漆膜质量进行了试验研究。掌握水性木器漆涂装施工注意事项，可以实现溶剂型木器漆向水性木器漆的转变。在对水性PU木器漆与溶剂型PU 木器漆的漆膜性能比较中可以看出，本试验采用的水性木器漆漆膜在耐干热性、附着力、耐液性方面较溶剂型漆膜还有一定差距，需进一步从涂料、树脂本身进行改善。
