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低溫固化粉末涂料在刨花板上的應用性能研究

放大字體  縮小字體 http://www.nxsn.cn  發布日期:2017-07-17  來源:中國防腐涂料網  瀏覽次數:350
中國新型涂料網訊:

       刨花板作為一種用途廣泛的人造板,具有廣闊的發展前景。同其它人造板一樣,刨花板具有節約木材、改善木材性能、劣材優用、提高木材綜合利用率等優點        [1]。隨著人們環保意識的不斷增強,對于刨花板的外表裝飾性能也提出了更高的要求。粉末涂料因其符合“4E”原則[2],故利用粉末涂料涂裝刨花板成了一種趨勢。刨花板由于表面存在著各種溝槽、導管、管胞、木射線等,一方面會引起表面不平整,另一方面也會造成粉末涂料的流展性差且不均勻。因此,對刨花板的表面作粉末涂裝要比對金屬材料操作困難得多。本實驗通過制備低溫固化粉末涂料,優化粉末配方,對刨花板表面進行砂光、機械磨壓和化學處理,研究了其應用性能。
 
       1·實驗部分
 
       1.1 主要原材料
 
       低溫固化聚酯樹脂TS4613:浙江天松新材料股份有限公司;環氧樹脂E-12:工業品,黃山錦峰實業有限公司;安息香(消泡劑):寧波南;瘜W有限公司;GLP588(流平劑):寧波南;瘜W有限公司;GLP701(光亮劑):寧波南海化學有限公司;刨花板(4cm×8cm):福建福人木業有限公司,120×75×12mm3,含水率為9.5%~11.0%;801膠:武漢霞光裝飾涂料有限公司,主要成分為聚乙烯醇+縮聚尿醛樹脂;600#砂紙:上海砂紙廠;X8126銑床(帶磨壓盤):自制;15%NaOH:自制;聚醋酸乙烯乳液膠(白膠):嘉善華濤助劑廠;石蠟:廣州市科尼化工有限公司。
 
       1.2 試樣的制備
 
       將聚酯樹脂TS4613、環氧樹脂(E-12)、顏料、填料、流平劑、脫氣劑、固化促進劑等按配方量(見表1)加入配料容器中,充分攪拌均勻后,經擠出機熔融擠出、粉碎,過180目篩,即獲得粉末涂料,將其靜電噴涂于樣板上,再將樣板置于紅外固化箱內得固化涂膜。
 
 
 
       1.3 儀器設備
 
       Q2000型DSC差熱分析儀:美國TA儀器公司;KYKY-1000B型掃描電子顯微鏡:北京中科科儀。
 
       2·結果與討論
 
       2.1 低溫固化粉末涂料體系確定
 
      本實驗通過DSC差熱分析儀,以空樣品盤作參比,氮氣保護,掃描升溫速率分別為5、10、15、20℃/min,以確定所制備粉末涂料為低溫固化粉末涂料[3-4]。
 
 
 
       從圖1可知,隨著升溫速率提高,粉末涂料的固化起始溫度To、峰值溫度Tp和峰值溫度Tf均向高溫方向移動,用β分別對To、Tp和Tf作圖2。外推法到β=0,可基本得到該粉末體系的凝膠化溫度To=95℃,固化溫度Tp=145.5℃以及后固化溫度Tf=175℃。說明TS4613所制備的粉末符合低溫固化的要求。
 
 
 
 
        2.2 刨花板的表面處理及涂裝研究
 
        2.2.1 各種方法處理的試件上粉情況
 
        ①用600#砂紙,砂光方向為縱向,砂光時間為3min,對刨花板進行砂光處理;②用磨壓頭轉速為150rpm,進給量為36mm/min,彈簧壓縮量為0.5mm,對刨花板進行機械磨壓處理;③用棉花蘸取少量的15%NaOH溶液均勻地涂抹于刨花板試件上,然后把試件放入溫度已達到180℃的干燥箱中烘約1~2min,取出后冷卻備用;④用刷子取少量的白膠均勻地涂抹于刨花板試件上,然后把試件放入溫度已達到180℃的干燥箱中烘約5min,取出后冷卻備用;⑤把石蠟均勻地涂抹于刨花板試件上,大約涂抹1min以后,將試件放入100℃的烘箱中烘1min使石蠟熔融,然后取出冷卻備用;⑥用刷子取少量的801膠均勻地涂抹于刨花板試件上,然后將試件放入100℃烘箱中烘1min,取出冷卻備用。對上述各種方式處理的刨花板進行粉末涂料靜電噴涂,各試件上粉情況如表2所示。
 
 
 
 
       刷子取少量的白膠均勻地涂抹于刨花板試件上,然后把試件放入溫度已達到180℃的干燥箱中烘約5min,取出后冷卻備用;⑤把石蠟均勻地涂抹于刨花板試件上,大約涂抹1min以后,將試件放入100℃的烘箱中烘1min使石蠟熔融,然后取出冷卻備用;⑥用刷子取少量的801膠均勻地涂抹于刨花板試件上,然后將試件放入100℃烘箱中烘1min,取出冷卻備用。對上述各種方式處理的刨花板進行粉末涂料靜電噴涂,各試件上粉情況如表2所示。
 
       從涂膜質量上看,用801膠處理的刨花板涂膜綜合性能最好。刨花板表層的801膠膜,降低了刨花板和靜電噴槍之間的導電效率,它的上粉量與機械磨壓和砂光相比稍差。機械磨壓和砂光雖然上粉效果好,但是涂膜質量差,不適合采用。用NaOH溶液、石蠟和白膠處理的刨花板不僅上粉率低,而且涂膜質量也差,
 
        2.2.2 刨花板粉末涂裝涂膜性能的分析
 
        耐水性測試:按照GB/T1733-1993標準測試。劃格法附著力測試:按照GB/T9286-1998標準測試。
 
        漆膜硬度測試:按照GB/T6739-2006標準測試。
 
 



 
 
       由表3可知,刨花板基材表面涂15%NaOH溶液的試件,在羧基型聚酯粉末固化過程中,殘留了一部分的NaOH,殘留的羥基與聚酯所帶的羧基發生了反應,使得整個粉末體系出現了不同的固化速度,導致涂膜粗糙,再加上其親水基團存在較多,導致15%NaOH溶液處理的試件經過常溫浸泡24h后有起泡現象,耐水性差。
 
       由表3還可以看出,所有處理方法的硬度都較高,其中涂石蠟的試件表面硬度最低,這是由于蠟的表面張力很低,在涂膜固化過程中,蠟會遷移至涂膜表面,導致涂膜變軟,硬度降低。
 
       從漆膜質量上看:涂801膠的涂層針孔極少,表面質量要明顯好于其他處理方式,這是由于刨花板表面是個不平整的平面,旋切時,存在各類細胞如導管、大毛細管、纖維被分離形成的凹凸不平,涂801膠時將膠填入這些縫隙中,將之封閉,使粉末涂料在固化時有很好的流平性,因此能獲得良好的涂膜。
 
       2.2.3 樣品電子掃描電鏡觀察
 
 
 
 
 
 
       由圖3可見,未處理試件的表面具有極大的空隙,且凹凸不平。而其它的各種處理都在一定程度上封閉了部分空隙,表面明顯比未處理的平整。從空隙度來看,801膠處理<砂光處理<磨壓處理<石蠟處理<未處理。因此,涂801膠的表面平整度是最好的。
 
        3·涂膜上粉量對試件印花效果的影響
 
       將刨花板經801膠涂膜后,烘干,再對其進行粉末噴涂,經過一定時間的預固化之后,對其進行轉移印花處理。涂膜的上粉量對轉移印花的效果如表4所示。
 
 
 
 
       從表4可知,上粉量多的試件一般印花后的圖案較清晰,印花整體效果好的概率高;而上粉量少的試件其印花效果幾乎都不理想。
 
        4·結論
 
     (1)通過DSC差示掃描量熱法,計算出了TS4613的固化溫度為145.5℃,其固化溫度要遠遠低于聚酯-環氧普通型180℃的固化溫度,可以確定TS4613制備的粉末涂料為低溫固化粉末涂料。
 
     (2)通過對刨花板進行不同的處理方式的研究,發現經過801膠處理的刨花板空隙度最低,表面涂裝綜合性能最佳。
 
     (3)通過對801膠處理的刨花板進行轉移印花的研究,發現上粉量對轉移印花的效果影響很大,上粉量多,印花效果越好。
 
 
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