帅浩坤1，邱锋利1，张文标2，肖海湖2
（1．浙江天松新材料股份有限公司，浙江临安311300；2．浙江农林大学，浙江临安311300）
摘要：通过DSC差示扫描法，得出聚酯树脂TS4613制备的粉末涂料固化温度为145.5℃，利用该低温固化粉末涂料涂装经过不同方式处理的刨花板，发现经过801胶处理的刨花板的涂膜综合性能最佳。同时，研究发现，上粉量越多，对于粉末涂料固化转移印花的效果越好。
关键词：低温固化；粉末涂料；刨花板；转移印花
Doi：10．13752／j．issn．1007－2217．2014．04．006
刨花板作为一种用途广泛的人造板，具有广阔的发展前景。同其它人造板一样，刨花板具有节约木材、改善木材性能、劣材优用、提高木材综合利用率等优点［1］。随着人们环保意识的不断增强，对于刨花板的外表装饰性能也提出了更高的要求。粉末涂料因其符合“4E”原则［2］，故利用粉末涂料涂装刨花板成了一种趋势。刨花板由于表面存在着各种沟槽、导管、管胞、木射线等，一方面会引起表面不平整，另一方面也会造成粉末涂料的流展性差且不均匀。因此，对刨花板的表面作粉末涂装要比对金属材料操作困难得多。本实验通过制备低温固化粉末涂料，优化粉末配方，对刨花板表面进行砂光、机械磨压和化学处理，研究了其应用性能。
1·实验部分
1.1 主要原材料
低温固化聚酯树脂TS4613：浙江天松新材料股份有限公司；环氧树脂E－12：工业品，黄山锦峰实业有限公司；安息香（消泡剂）：宁波南海化学有限公司；GLP588（流平剂）：宁波南海化学有限公司；GLP701（光亮剂）：宁波南海化学有限公司；刨花板（4cm×8cm）：福建福人木业有限公司，120×75×12mm3，含水率为9．5％～11．0％；801胶：武汉霞光装饰涂料有限公司，主要成分为聚乙烯醇＋缩聚尿醛树脂；600＃砂纸：上海砂纸厂；X8126铣床（带磨压盘）：自制；15％NaOH：自制；聚醋酸乙烯乳液胶（白胶）：嘉善华涛助剂厂；石蜡：广州市科尼化工有限公司。
1．2 试样的制备
将聚酯树脂TS4613、环氧树脂（E－12）、颜料、填料、流平剂、脱气剂、固化促进剂等按配方量（见表1）加入配料容器中，充分搅拌均匀后，经挤出机熔融挤出、粉碎，过180目筛，即获得粉末涂料，将其静电喷涂于样板上，再将样板置于红外固化箱内得固化涂膜。
表1 粉末涂料配方
1.3 仪器设备
Q2000型DSC差热分析仪：美国TA仪器公司；KYKY－1000B型扫描电子显微镜：北京中科科仪。
2·结果与讨论
2.1 低温固化粉末涂料体系确定
本实验通过DSC差热分析仪，以空样品盘作参比，氮气保护，扫描升温速率分别为5、10、15、20℃／min，以确定所制备粉末涂料为低温固化粉末涂料［3-4］。
图1 非等温固化DSC曲线不同升温速率下TS4613粉末涂料的DSC曲线
从图1可知，随着升温速率提高，粉末涂料的固化起始温度To、峰值温度Tp和峰值温度Tf均向高温方向移动，用β分别对To、Tp和Tf作图2。外推法到β＝0，可基本得到该粉末体系的凝胶化温度To＝95℃，固化温度Tp＝145．5℃以及后固化温度Tf＝175℃。说明TS4613所制备的粉末符合低温固化的要求。
图2 TS4613粉末涂料的固化温度-升温速率关系
2.2 刨花板的表面处理及涂装研究
2.2.1 各种方法处理的试件上粉情况
①用600＃砂纸，砂光方向为纵向，砂光时间为3min，对刨花板进行砂光处理；②用磨压头转速为150rpm，进给量为36mm／min，弹簧压缩量为0.5mm，对刨花板进行机械磨压处理；③用棉花蘸取少量的15％NaOH溶液均匀地涂抹于刨花板试件上，然后把试件放入温度已达到180℃的干燥箱中烘约1～2min，取出后冷却备用；④用刷子取少量的白胶均匀地涂抹于刨花板试件上，然后把试件放入温度已达到180℃的干燥箱中烘约5min，取出后冷却备用；⑤把石蜡均匀地涂抹于刨花板试件上，大约涂抹1min以后，将试件放入100℃的烘箱中烘1min使石蜡熔融，然后取出冷却备用；⑥用刷子取少量的801胶均匀地涂抹于刨花板试件上，然后将试件放入100℃烘箱中烘1min，取出冷却备用。对上述各种方式处理的刨花板进行粉末涂料静电喷涂，各试件上粉情况如表2所示。
表2 各种方法处理的试件上粉情况
刷子取少量的白胶均匀地涂抹于刨花板试件上，然后把试件放入温度已达到180℃的干燥箱中烘约5min，取出后冷却备用；⑤把石蜡均匀地涂抹于刨花板试件上，大约涂抹1min以后，将试件放入100℃的烘箱中烘1min使石蜡熔融，然后取出冷却备用；⑥用刷子取少量的801胶均匀地涂抹于刨花板试件上，然后将试件放入100℃烘箱中烘1min，取出冷却备用。对上述各种方式处理的刨花板进行粉末涂料静电喷涂，各试件上粉情况如表2所示。
从涂膜质量上看，用801胶处理的刨花板涂膜综合性能最好。刨花板表层的801胶膜，降低了刨花板和静电喷枪之间的导电效率，它的上粉量与机械磨压和砂光相比稍差。机械磨压和砂光虽然上粉效果好，但是涂膜质量差，不适合采用。用NaOH溶液、石蜡和白胶处理的刨花板不仅上粉率低，而且涂膜质量也差，
2.2.2 刨花板粉末涂装涂膜性能的分析
耐水性测试：按照GB／T1733－1993标准测试。划格法附着力测试：按照GB／T9286－1998标准测试。
漆膜硬度测试：按照GB／T6739－2006标准测试。
表3 表面处理对涂膜性能的影响
由表3可知，刨花板基材表面涂15％NaOH溶液的试件，在羧基型聚酯粉末固化过程中，残留了一部分的NaOH，残留的羟基与聚酯所带的羧基发生了反应，使得整个粉末体系出现了不同的固化速度，导致涂膜粗糙，再加上其亲水基团存在较多，导致15％NaOH溶液处理的试件经过常温浸泡24h后有起泡现象，耐水性差。
由表3还可以看出，所有处理方法的硬度都较高，其中涂石蜡的试件表面硬度最低，这是由于蜡的表面张力很低，在涂膜固化过程中，蜡会迁移至涂膜表面，导致涂膜变软，硬度降低。
从漆膜质量上看：涂801胶的涂层针孔极少，表面质量要明显好于其他处理方式，这是由于刨花板表面是个不平整的平面，旋切时，存在各类细胞如导管、大毛细管、纤维被分离形成的凹凸不平，涂801胶时将胶填入这些缝隙中，将之封闭，使粉末涂料在固化时有很好的流平性，因此能获得良好的涂膜。
2.2.3 样品电子扫描电镜观察
图3 样品的扫描电子显微图
由图3可见，未处理试件的表面具有极大的空隙，且凹凸不平。而其它的各种处理都在一定程度上封闭了部分空隙，表面明显比未处理的平整。从空隙度来看，801胶处理＜砂光处理＜磨压处理＜石蜡处理＜未处理。因此，涂801胶的表面平整度是最好的。
3·涂膜上粉量对试件印花效果的影响
将刨花板经801胶涂膜后，烘干，再对其进行粉末喷涂，经过一定时间的预固化之后，对其进行转移印花处理。涂膜的上粉量对转移印花的效果如表4所示。
表4 上粉量对转移印花的影响
从表4可知，上粉量多的试件一般印花后的图案较清晰，印花整体效果好的概率高；而上粉量少的试件其印花效果几乎都不理想。
4·结论
（1）通过DSC差示扫描量热法，计算出了TS4613的固化温度为145.5℃，其固化温度要远远低于聚酯－环氧普通型180℃的固化温度，可以确定TS4613制备的粉末涂料为低温固化粉末涂料。
（2）通过对刨花板进行不同的处理方式的研究，发现经过801胶处理的刨花板空隙度最低，表面涂装综合性能最佳。
（3）通过对801胶处理的刨花板进行转移印花的研究，发现上粉量对转移印花的效果影响很大，上粉量多，印花效果越好。
参考文献
［1］张德荣，林静，张双保．中国刨花板工业的回顾与展望［J］．木材加工机械，2001，（1）：24－29．
［2］陈红．粉末涂料发展展望［J］．涂料工业，2001，（11）：5－9．
［3］刘宏，单国荣，潘鹏举．聚酯树脂粉末涂料的固化行为［J］．化工学报，2012，63（4）：1315－1320．
［4］韩俊华，吕建，徐晓．环氧粉末涂料的固化动力学和固化工艺的研究［J］.热固性树脂，2010，25（3）：1－5．
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