榉木板材静电粉末喷涂基材表面处理方法研究

李雪涛1、张文标1、李文珠1、陈天军2、陈君丽2

1．浙江农林大学工程学院

摘要

该文对榉木板材进行预热、涂聚氨酯底漆、涂水性底漆和预热与喷粉末涂料联合4种不同表面处理。经处理后的板材进行静电粉末喷涂、涂膜固化等工艺制得粉末装饰榉木板，并对样品涂膜性能按照国家相关标准要求进行测试，分析比较表面涂膜附着力、铅笔硬度等理化性能的成因，确定了榉木板材在一定含水率条件下，通过砂光、预热处理，再进行2次静电粉末喷涂的最佳表面处理方法。

山毛榉，中文学名水青冈(Fagus sylvatica)，广泛分布在亚洲、欧洲与北美洲，也是温带阔叶落叶林的主要构成树种之一。在中国贸易使用过程中常俗称“榉木”。在中国家具用材、室内装饰装修以及画架画箱等领域起到独特作用。然而榉木是一种生物有机材料。会受到环境中气候和生物因素的影响而易发生腐朽、霉变、吸湿、开裂以及变形等缺陷，为克服和改善其缺陷，需进行表面涂饰处理，常见的涂饰方式有刮涂、擦涂、刷涂、喷涂、辊涂、浸涂、淋涂和揩涂等8种。目前对榉木装饰材料及榉木制品，普遍采用涂装、刷涂、辊涂以及浸涂等涂饰方法，并大都采用有机溶剂为主涂料。溶剂的挥发会造成环境污染，危害人体健康，而近年来开发的水性涂料大大降低了油漆的毒害作用。但在涂饰过程中，存在工序复杂、烘干时间长、生产效率低、产品涂层附着力差以及耐干湿热性差等缺点。此外，还存在运输安全性问题。

粉末涂料，是一种新型的不含溶剂的100％固体粉末状涂料，具有环保、安全、可回收、适用范围广等特点，近几年在木质材料，尤其在欧洲MDF(Medium Density Fiberboard，中密度纤维板)粉末涂饰方面的研究和应用成为热点。榉木表面的前处理是静电粉末喷涂不可缺且很重要的一个环节，关系到喷涂效果和产品涂膜的质量。木材静电粉末喷涂要求木材表面平整光滑并具有一定的导电性，使之能快速吸附带电粉末，最后粉末涂层受热熔融流平固化。

本文通过开展榉木静电粉末喷涂几种表面处理方法的研究，以获得榉木静电粉末喷涂适宜的表面处理方法，为其他实木的表面粉末静电喷涂提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

1.2 试验方法

1.2.1 表面处理工艺

榉木板表面粗糙，还存在许多细微凹坑孔隙。粉末涂料在熔融流平过程中会渗入填充这些孔隙，只有这些孔隙缺陷都被填充满后，涂料才能在表面流平形成连续的涂膜。本试验采用4种不同的表面处理方法进行试验，具体工艺步骤见表1。

表1中方法①可称为一次涂装。榉木板基材依次采用180＃、240＃、320＃砂纸砂磨，每一次砂磨后用压缩空气进行除尘处理，经砂磨后提高了表面的平整度，①中对榉木板材采用预热处理，目的是调控其含水率和表面电阻，以提高榉木板表面的上粉量；②和③是分别采用聚氨酯(Pu)底漆和一种水性底漆喷涂表面处理，底漆起到填充基材表面空隙的作用。聚氨酯底漆和水性底漆是两种不同的底漆，水性底漆相对于聚氨酯底漆更加环保，底漆涂抹量约为15～20m ²／kg。底漆砂磨依次使用240＃、320＃砂纸；④是在①的工艺步骤基础上再进行一次喷涂，称为二次涂装。④中一次喷涂厚度大约是50μm，固化后经磨砂再进行①的步骤，一次喷涂的目的主要是为二次喷涂提供一个更加平整光滑的表面，使粉末涂料能够熔融流平。分别分析不同基材表面处理方法对涂膜性能的影响，以确定最佳表面处理方法。

1.2.2 静电粉末喷涂

粉末涂料静电喷涂效果直接与榉木板表面电阻有关，而表面电阻与其含水率和预热温度相关联。榉木板表面含水率要调控至一定的含水率范围，太高或太低都对喷涂及涂膜性能有影响。经过多次试验可知，榉木板含水率控制在4％~8％，在....