0引言

我國是家具生產(chǎn)大國，每年消耗大量的木器涂料，并且使用量在逐年增多。目前大量使用的溶劑型木器涂料，如使用量最大的聚氨酯(pu)木器涂料，含有大量具有毒性的有機(jī)溶劑，揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)排放量較高，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，我國又是家具出口大國，每年向歐美國家出口大量家具，而這些國家有嚴(yán)格的法規(guī)，如德國的ta-luft、歐洲共同體的cepe推薦標(biāo)準(zhǔn)和美國的voc法規(guī)[1]，要求對(duì)家具的有害物質(zhì)含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。這是對(duì)我國家具制造業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。對(duì)家具涂飾所造成的環(huán)境污染問題，已引起全社會(huì)的關(guān)注，是急需治理的問題。

研制并使用低voc的水性木器涂料是一種發(fā)展趨勢(shì)，是從根本上解決家具涂飾對(duì)環(huán)境污染問題的一個(gè)可行性措施。水性木器涂料以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，大大減少了涂料中有機(jī)溶劑的揮發(fā)對(duì)大氣和人體的危害，也減少了施工過程中的火災(zāi)危險(xiǎn)。目前水性木器涂料在歐美等國家已成為市場暢銷產(chǎn)品，在我國正悄然興起，開始有少量品種上市。水性木器涂料已在家庭裝修及普通家具上獲得了成功應(yīng)用，并在擴(kuò)大市場份額[2]。

水性聚氨酯分散體木器涂料應(yīng)用的重要領(lǐng)域，具有較好的應(yīng)用前景，已成為涂料和涂裝業(yè)關(guān)注的研究課題。水性木器涂料的發(fā)展離不開涂裝行業(yè)的共同研究和推廣。漆膜質(zhì)量對(duì)高檔家具的表面質(zhì)量至關(guān)重要，將在很大程度上決定著家具的市場競爭能力。我國雖有聚氨酯水分散體的樹脂研究報(bào)告[3-10]，但涉及木器家具工業(yè)化涂飾工藝應(yīng)用領(lǐng)域的研究少有報(bào)道。所以，系統(tǒng)研究水性聚氨酯木器涂料的涂飾工藝具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

本文研究了木器用水性涂料涂布量對(duì)漆膜耐磨性的影響。

1材料與方法

1.1材料

(1)基材:幅面尺寸為300mm×400mm硬楓薄木貼面板27塊，薄木厚度為0.6mm，基板為18mm楊木多層板，含水率9.75%～10.36%;

(2)水性涂料:水性苯丙封閉底漆，水性丙烯酸底漆，丙烯酸改性pa面漆。

(3)砂紙:型號(hào)為320#、400#、600#、800#砂紙。

1.2儀器和設(shè)備

(1)手提半自動(dòng)砂磨機(jī);

(2)涂飾用設(shè)備:噴槍、空氣壓縮泵、感量為0.01g的電子天平、恒溫恒濕房;

(3)測量耐磨性的儀器:taberindustries5150漆膜磨耗儀，砂輪修整器，橡膠砂輪(jm-120)厚10mm、直徑50mm，吸塵器，天平(感量為0.001g)[11]。

1.3方法

1.3.1工藝

順木紋方向砂磨硬楓薄木貼面家具板件后，按規(guī)定的涂布量噴涂兩遍水性封閉底漆華潤護(hù)底寶jws10、兩遍底漆jwd11和兩遍面漆jw1005(單組分乳液型聚氨酯分散體)。在溫度為25℃、相對(duì)濕度為77%的恒溫恒濕房里放置7d后進(jìn)行漆膜耐磨性性能測試。

1.3.2性能測試

根據(jù)gb/t489318—1985，測試漆膜耐磨性[11]。

2結(jié)果與分析

耐磨性是指漆膜表面抵抗磨損的程度[12]。涂布量不同，采用相同工藝涂飾的木器家具板件的漆膜的耐磨性不同。以100r、400r和500r漆膜失質(zhì)量來比較各方案的耐磨性優(yōu)劣。漆膜失質(zhì)量越小，表示耐磨性越好。漆膜的耐磨性如表1所示。

表 1 漆膜耐磨性測試結(jié)果

2.1極差分析

為了確定涂布量和耐磨性(漆膜失質(zhì)量)之間的關(guān)系，對(duì)表1的結(jié)果進(jìn)行極差分析[13]，見表2。

對(duì)于100r漆膜失質(zhì)量，封閉底漆極差最大，是最主要的影響因素;面漆極差次之，是次要影響因素;底漆極差最小，是影響最小的因素。最優(yōu)方案為a1b2c1，最佳涂布量為:封閉底漆取120g/m2，底漆取200g/m2，面漆取200g/m2，如圖1所示。

表 2 極差分析表

圖 1 100 r 漆膜失質(zhì)量直觀分析圖

對(duì)于400r漆膜失質(zhì)量，封閉底漆極差最大，是最主要的影響因素;底漆極差次之，是次要影響因素;面漆極差最小，是影響最小的因素。最優(yōu)方案為a1b2c2，最佳涂布量為:封閉底漆取120g/m2，底漆取200g/m2，面漆取240g/m2，如圖2所示。

圖 2 400 r 漆膜失質(zhì)量直觀分析圖

對(duì)于500r漆膜失質(zhì)量，封閉底漆極差最大，是最主要的影響因素;底漆極差次之，是次要影響因素;面漆極差最小，是影響最小的因素。最優(yōu)方案為a1b2c2，最佳涂布量為:封閉底漆取120g/m2，底漆取200g/m2，面漆取240g/m2，如圖3所示。

圖3 500 r 漆膜失質(zhì)量直觀分析圖

分析表明，在短時(shí)間使用過程中或漆膜到受輕微磨損時(shí)，耐磨性取決于封閉底漆和面漆，這是因?yàn)槊嫫岬挠捕群头忾]底漆的附著力對(duì)耐磨性有重要影響。在長時(shí)間使用過程中或漆膜受到較嚴(yán)重磨損時(shí)，耐磨性取決于封閉底漆和底漆，這是因?yàn)榉忾]底漆和底漆的硬度及附著力對(duì)耐磨性有重要影響。所以說，耐磨性是漆膜質(zhì)量的一個(gè)綜合性指標(biāo)。

2.2方差分析

為了確定涂布量對(duì)耐磨性(漆膜失質(zhì)量)是否有顯著影響，對(duì)表1的結(jié)果進(jìn)行方差分析[13]，見表3。

表 3 方差分析表

對(duì)于100r、400r和500r漆膜失質(zhì)量，最主要的影響因素、次要影響因素、影響最小的因素和最優(yōu)方案的方差分析結(jié)果與極差分析結(jié)果一致。但是，由方差分析的顯著性檢驗(yàn)認(rèn)為，涂布量對(duì)耐磨性(漆膜失質(zhì)量)沒有顯著影響，這說明涂布量的優(yōu)化只能在一定程度上改善漆膜的耐磨性，要想大幅度地提高漆膜的耐磨性應(yīng)從涂料本身的性能考慮。

2.3最佳工藝

根據(jù)極差分析和方差分析，為了獲得較好的漆膜耐磨性，最佳方案為第2方案，合理的涂布量為:封閉底漆取120g/m2，每遍涂布量為60g/m2;底漆取200g/m2，每遍涂布量為100g/m2;面漆取240g/m2，每遍涂布量為120g/m2。

3結(jié)語

(1)在短時(shí)間使用過程中或漆膜受到輕微磨損時(shí)，耐磨性取決于封閉底漆和面漆，這是因?yàn)槊嫫岬挠捕群头忾]底漆的附著力對(duì)耐磨性有重要影響。在長時(shí)間使用過程中或漆膜受到較嚴(yán)重磨損時(shí)，耐磨性取決于封閉底漆和底漆，這是因?yàn)榉忾]底漆和底漆的硬度及附著力對(duì)耐磨性有重要影響。所以說，耐磨性是漆膜品質(zhì)的一個(gè)綜合性指標(biāo)。

(2)涂布量的優(yōu)化只能在一定程度上改善漆膜的耐磨性，要想大幅度地提高漆膜的耐磨性應(yīng)從涂料本身的性能考慮。

(3)為了獲得較好的漆膜耐磨性，合理的涂布量為:封閉底漆每遍涂布量為60g/m2，底漆每遍涂布量為100g/m2，面漆每遍涂布量為120g/m2。