基于水曲柳基材的水性漆漆膜性能研究

  目的  水曲柳作为优良的硬质木材，常被用来制造中高档家具。水性漆是一种非常环保的涂料，研究其在水曲柳基材上的漆膜性能对于水性漆性能的提高和涂饰工艺的优化具有重要的现实意义，还可为水性漆在木材上的大规模工业化应用提供理论支持和科学依据。  方法  以水曲柳为基材，用商业水性漆对其进行涂饰，待漆膜完全固化后按照相应标准测定漆膜的各个性能，并用SEM和FTIR分析水性漆在基材上的附着机理。  结果  得到的漆膜厚度为96.63 μm，硬度为H，附着力高至0级，耐水性可达1级；涂饰前后总色差值ΔE为9.86，说明本涂饰较好地保持了水曲柳本身的颜色。由于底漆均匀地覆盖在基材表面，封闭了基材中亲水性的羟基，使得涂饰底漆后基材表面的接触角提高了10°，疏水性能得到提升。涂饰后基材的表面光泽度明显提高，且其平行纹理方向的光泽度比垂直纹理方向的高了40.4%。这主要是由于组成木材的细胞大多呈轴向排列，水性漆主要填充在纵向排列的细胞腔中，很难渗入到以纳米级孔隙为主的细胞壁中。水性漆与基材主要以机械互锁的物理形式相结合，此外也发生了化学反应。1 148 cm? 1处峰强度增加，说明水性漆中的羧基与基材中的羟基发生了酯化反应；出现了新的1 063 cm? 1峰，说明基材中的纤维素与水性底漆中的羟基发生了醚化反应。  结论  水性漆能在水曲柳表面形成较好的附着，保护性能较好，且能有效提高基材的视觉效果，进而提高其商业价值。      

大果紫檀抽提物改性的水性漆对桉木表面涂饰性能的影响

以桉木为基材,大果紫檀心材抽提物为研究对象,水性漆为主要溶剂,采用大果紫檀心材抽提物与透明水性木器漆进行共混处理。探究砂纸目数、抽提液质量分数、漆涂布量和涂饰次数4个因素对木材的色差、附着力、抗冲击性、硬度等理化性质以及甲醛挥发量的影响。结果表明,大果紫檀心材抽提物的水性漆最佳涂饰工艺为:涂饰次数3,漆涂布量9 mL,抽提液质量分数10%,砂纸目数800目。4个因素影响漆膜色差值的主次顺序为抽提液质量分数＞涂饰次数＞漆涂布量＞砂纸目数。根据国家漆膜测定标准,添加了大果紫檀心材抽提物的漆膜,附着力为1级,抗冲击力最高为6H,硬度为1级。空白组漆膜分别是附着力为1级,抗冲击力最高为6H,硬度为1级。添加了大果紫檀心材抽提物的水性漆能保持原有理化性能。漆膜的甲醛释放量为0.2 mg/mL,与空白组的漆膜挥发量相同。将大果紫檀心材抽提物与水性漆共混,探究水性漆的仿珍贵木材颜色以及各项理化性能指标。改善桉木表面颜色使其更接近天然红木,为提高桉木的使用价值提供了一定理论基础。     

火力楠木材涂饰聚氨酯清漆工艺研究

以表面粗糙度、底漆涂布量、面漆涂布量、固化时间为因子,采用4因素4水平正交试验,研究火力楠木材涂饰聚氨酯清漆工艺。结果表明,火力楠木材涂饰聚氨酯清漆的最佳工艺为:砂光表面粗糙度为3.28μm(选用150目砂带),底漆涂布量30g·m~(-2),面漆涂布量90g·m~(-2),固化时间8h;漆膜性能:附着力为1级;耐磨性平均失重量为0.058g;抗冲击性平均等级为2级。表面涂饰聚氨酯清漆后,明度(L*)降低,黄蓝轴色品指数(b*)增大,促进木材偏黄的特点,增强了木材偏红的特点;明显改善了木材的光泽度。SEM分析表面:适宜的表面接触角有利于漆膜与火力楠木材的界面结合。     

硅酸盐改性对杉木表面水性漆膜附着力的影响

为探明硅酸盐浸渍改性对杉木表面水性漆膜附着力的影响,论文中以水性漆为测试滴液,对改性杉木材的接触角进行了测试.并对两种常见的水性漆在杉木素材与改性杉木表面漆膜附着力进行了研究与对比.结果发现,水性漆在硅酸盐改性杉木表面的接触角1 s时为85.1°、60 s时为79.6°,均大于杉木素材表面接触角,说明漆液在改性材表面扩散与渗透的速度较杉木素材慢;改性杉木润湿性有一定程度的下降,但仍处于部分润湿状态.杉木素材1级漆膜附着力为33％,改性材为28％,说明改性处理对漆膜附着性影响微弱.两种杉木的水性漆底面分开型1级漆膜附着力达到45％,而底面合一型仅为16％,且水性漆底面合一型出现了3％的4级漆膜附着力.同时,杉木素材与改性材使用水性漆底面合一涂刷1遍时,漆膜附着力分别为3级(100％)和4级(20％),在涂刷4遍时均达到了2级(20％)、1级(80％);使用水性漆底面分开型涂刷1底1面时,附着力均为3级(80％)、2级(20％),在涂刷3底3面后均达到了1级(100％),表明油漆类型与涂刷遍数对杉木表面水性漆附着性能的影响较大,且明显大于硅酸盐改性处理的影响.杉木素材与硅酸盐改性杉木若要获得较为理想的漆膜附着力,应优先选择底漆面漆分开的水性漆类型,且涂刷遍数应达到底漆2～3遍,面漆2～3遍.     

桑枝重组方材透明涂饰性能研究

为了给桑枝重组方材透明涂饰工艺提供基础数据,采用硝基清底漆和聚酯清底漆涂饰,研究不同砂光处理对桑枝重组方材表面漆膜附着力的影响;系统测试经2种清底漆涂饰后桑枝重组方材表面色度学和光泽度参数的变化。结果表明:桑枝重组方材经过120#~400#的砂纸砂光处理后,2种清底漆涂饰后漆膜附着力均在2级以上;涂饰前后桑枝重组方材色度学特征的变化是渐变过程,与涂饰次数有关,第1遍涂饰对方材色度学参数的影响最为显著;桑枝重组方材经2种清底漆涂饰后光泽度均得到明显的提高,经聚酯清底漆涂饰后光泽度高于硝基清底漆涂饰,经2种清底漆涂饰3遍后,桑枝重组方材原有平行于纤维束和垂直于纤维束方向的光泽度差异几乎消失。研究结果为桑枝重组方材在产品包装、家具以及装饰等领域的高附加值应用提供了技术依据。     

平行竹集成材复合型断裂性能研究

  目的  探究平行竹集成材在复杂应力下沿纤维方向的断裂性能,并根据断裂表面分析其破坏机理,最终得到平行竹集成材复合型断裂基本规律,并建立相应模型。  方法  运用Arcan试验测试平行竹集成材蝶形试件沿纤维方向的断裂性能,通过调整加载角度进行不同形式的测试,从而实现试验材料Ⅰ型、Ⅱ型和复合型断裂。设置不同缝高比研究断裂韧带长度对试件断裂韧性的影响;通过测得的极值荷载计算其断裂韧度,并结合断面分析平行竹集成材不同形式断裂的破坏机理;最终通过复合型断裂包络图分析得到平行竹集成材沿纤维方向复合型断裂准则。  结果  平行竹集成材沿纤维方向Ⅰ型、Ⅱ型和复合型断裂均为脆性断裂,且试件在复杂应力条件下更容易发生破坏。Ⅰ型断裂试验裂缝主要在薄壁细胞层间和纤维/薄壁细胞组织界面沿纤维方向发展。在Ⅱ型断裂试验中,裂缝在纤维/薄壁细胞组织界面发展的同时,也在薄壁细胞组织多层间开展,形成薄壁细胞组织桥连机制,提高试件承载力。Ⅰ型和Ⅱ型断裂试验中竹纤维均基本不参与断裂。随着试件缝高比改变,Ⅰ型断裂韧度变化幅度较小,Ⅱ型断裂韧度在试件缝高比0.5时有最大值。平行竹集成材复合型断裂试验中,随着加载角度的增加,Ⅰ型断裂韧度分量逐渐减小,Ⅱ型断裂韧度分量逐渐增加;当试件缝高比0.3时,等效断裂韧度随加载角度的增加而增加,缝高比0.6时随加载角度的增加而减小。  结论  平行竹集成材试件缝高比为0.3时,复合型断裂准则曲线能够较好描述其复合型断裂特征。      

CeO_2-ZnO共混木蜡油对木质家具涂饰性能影响

为了改善木质家具表面对紫外光的耐久性,以樟子松基材为研究对象,采用CeO_2-ZnO复合纳米粉体与市售木蜡油进行共混改性处理,探究CeO_2-ZnO复合纳米粉体改性剂添加量对木材表面漆膜理化性能和表面耐老化性的影响。结果表明,与未处理木材相比,改性木材表面的水接触角随着CeO_2-ZnO复合纳米粉体浓度增大而增加1%～2%。改性之后的樟子松表面漆膜附着力略微提高,涂膜硬度可达3 H、附着力为0级、耐水性优异。经过CeO_2-ZnO复合纳米粉体共混的木蜡油涂饰处理的樟子松吸光性能优良,且吸光性能随着粉体比例的增大而变强。     

纳米TiO_2对涂料性能及VOCs释放的影响

为研究不同添加量的纳米TiO_2对涂料漆膜质量、挥发性有机化合物(VOCs)释放的影响,采用超声共混法向涂料中添加涂料成膜物质质量0.05%、0.10%、0.30%、0.50%的纳米TiO_2,将改性后的涂料均匀涂在基材上,按照相关国家标准测试改性涂料漆膜的耐磨性、漆膜硬度、涂层附着力和涂料VOCs的释放量。结果表明:纳米TiO_2可增强涂料漆膜的耐磨性,增强作用随着纳米TiO_2添加量的增加而增强;纳米TiO_2可提高涂料漆膜的硬度和附着力,但与纳米TiO_2添加量并非简单的正比关系。在紫外光照射时,纳米TiO_2会增加涂料在释放初期VOCs的释放量,添加量为0.10%的纳米TiO_2影响最为明显,极大地促进了芳香烃类、酯类、萜烯类、醛酮类物质的降解释放。结合添加不同量纳米TiO_2对涂料漆膜质量(漆膜耐磨性、漆膜硬度、涂层附着力)、VOCs释放的影响以及经济性等,认为纳米TiO_2添加量为0.30%对水性漆、硝基漆改性较为适宜,添加量为0.10%对聚氨酯漆的性能提高较好。     

高温热处理落叶松的涂饰性能及涂饰后抗弯强度

采用氮气作为保护气对落叶松进行高温热处理,研究了不同处理温度、处理时间的落叶松经油性漆、水性漆和木蜡油涂饰后的性能变化,分析了不同处理条件下的落叶松涂饰后表面颜色、耐干热、耐湿热、附着力、耐磨性、铅笔硬度以及抗弯强度的变化趋势。研究结果表明:经涂饰处理后的热处理落叶松,随着温度的升高和时间的延长,色饱和度差(ΔC*)明显下降,色差(ΔE*)及色相差(ΔH*)显著增加,说明涂饰可以有效改善木材表面的颜色;相对于热处理时间,热处理温度对落叶松涂饰过程的影响更明显;涂饰后的落叶松漆膜性能结果分为国家标准(GB/T 4893.2—2005、GB/T 4893.3—2005、GB/T 4893.4—2013和GB/T 4893.8—2013)的一级或二级,抗弯强度的改变相对较小。     

桉木透明涂饰漆膜耐光性的研究

采用硝基外用清漆、聚氨酯清漆和醇酸树脂清漆对细叶桉、赤桉、巨桉、尾叶桉、粗皮桉和大花序桉进行涂饰处理,在紫外老化的作用下,通过测定试样表面色度学和光泽度参数,对3种涂膜的耐光性进行研究。结果表明:1）6种桉木经清漆涂刷后,桉木漆膜表面的亮度随着光照时间的增加均呈下降趋势。细叶桉和粗皮桉亮度较低,赤桉、巨桉、尾叶桉、大花序桉亮度较高。黄色指数随着光照时间的增加呈上升趋势,光照时间越长,黄化现象越严重。总色差随着光照时间的增加呈下降趋势,但变化不明显。细叶桉总色差变化最小,巨桉总色差变化最大。2）漆膜随着光照时间的增加,漆膜劣化程度越来越明显,光泽度均有小幅下降趋势,但变化均不明显。3）3种清漆均发生劣化变色,醇酸树脂清漆的耐光性最好,聚氨酯清漆次之,硝基外用清漆最差。建议用户在选择清漆涂饰时,应加入抗紫外光的吸收剂等提高漆膜的耐光性,或者选用耐光性能改良过的木材加以使用,实现木材的耐光性和耐久性。     

砂光处理对芦苇刨花板粉末涂饰性能的影响

【目的】研究芦苇刨花板表面特性及其对于环氧聚酯粉末涂料涂饰效果的影响作用,为芦苇刨花板的粉末涂料涂饰提供理论和技术参考依据。【方法】选用环氧聚酯粉末涂料,采用静电喷涂方式涂布于砂光处理的芦苇刨花板基材表面,在130℃条件下固化3 min制备了粉末涂料涂饰的饰面芦苇刨花板。在表征涂料固化行为和芦苇刨花板表面性能基础上,研究了砂光处理对板材表面性能与粉末涂料涂饰效果的影响。【结果】环氧聚酯粉末涂料平均粒径为31.5μm,在130℃条件下固化良好;砂光处理可以有效除去芦苇刨花板表层的预固化层和劣化物质,随着砂带目数的提高,芦苇刨花板表面的粗糙度和润湿性均有所改善,实验所选的范围内,240目砂光处理的效果最好;随着砂带目数的提高,粉末涂料在基材表面的流动性得到改善,所形成的涂层也更加平整,涂层平均厚度为125.4μm,漆膜附着力为0级,铅笔硬度可达3H以上。【结论】芦苇刨花板基材经过80目、120目、180目、240目砂带逐级砂光处理后与环氧聚酯粉末涂料结合性能良好,外观质量较优,该方法可以用于芦苇刨花板的粉末涂料涂饰。     

擎天树人工林木材涂饰漆膜性能初探

在不同的砂光条件下,采用2种不同油漆对擎天树人工林木材进行涂饰处理。通过对涂饰木材的漆膜附着力、耐磨性、抗冲击性能、硬度等4个指标进行测定,并初步分析不同油漆及不同砂光条件对木材漆膜性能的影响。结果表明:从整体性能而言,聚氨酯漆要优于硝基漆,使用的砂纸目数在360~600目比较合适,但漆膜的抗冲击性能不良。     

高温热处理人工林杉木木材的材色和涂饰性能

人工林杉木试材在160-220℃下分别热处理3和5 h,测定并分析了热处理前后试材表面颜色、光泽度的变化,并采用醇酸清漆和聚氨酯漆分别对其进行涂饰,同时对涂饰后试材表面的颜色以及耐磨性进行了测定与分析.结果表明:热处理后木材颜色变深,明度和光泽度降低,色差增大,且随处理温度的升高以及时间的延长,变化幅度增大;红绿轴色品指数降低,黄蓝轴色品指数总体增大,但均为无规律性变化.与热处理前后试材颜色参数的变化相比,涂饰后不同条件热处理材的明度及总体色差减小;与素材漆膜比,热处理使漆膜的耐磨性随处理温度的升高、时间的延长而逐渐降低,尤其是在200℃以上较长时间处理会使漆膜耐磨性显著降低从而影响漆磨质量,影响的程度与涂料品种有关.     

重组竹/玻纤/PET泡沫复合多层结构保温板制备及性能评价

  目的  为了促进木质结构保温板(SIP)的可持续发展,引入具有优良力学性能及装饰效果的可再生重组竹,结合环保型粉状环氧树脂胶黏剂,制备了重组竹/结构保温板复合材料。  方法  通过差示扫描量热法(DSC法)、力学性能测试和导热系数测试研究粉状环氧树脂胶黏剂的固化特性及复合材料的结合强度、抗弯强度、导热系数及耐热水性。  结果  ①粉状环氧树脂胶黏剂的最佳固化条件为84 ℃开始发生固化反应,在116 ℃时充分固化,于180 ℃下体系完全固化。②当涂胶量为150 g·m?2,热压时间为15 min时,重组竹/结构保温板复合材料的结合强度和抗弯强度分别可达0.83和19.80 MPa,导热系数为0.054 2 W·m?1·K?1(25 ℃)。在80 ℃热水浸泡3 h后,复合材料的结合强度仍达0.15 MPa。  结论  获得综合性能优异且具有良好耐热水性的重组竹/结构保温板复合材料。图6表2参21     

透明涂饰对家具用温致变色饰面材料材色的影响

以热敏黑为隐色剂、双酚a为显色剂、十四醇为溶剂,制备温致变色复配物,通过超声浸渍法将其引入到家具表面装饰用的单板基材上,并对其进行透明涂饰处理,研究聚氨酯清漆透明涂饰对温致变色木材的材色、热变色性能和热稳定性能的影响。结果表明,清漆涂饰较未涂饰的温致变色木材而言,其表面色相向偏绿偏黄的方向变化,且材料表面的明度上升。清漆涂饰处理的材料颜色恢复存在迟滞现象,且材料表面消色和复色反应开始温度升高,复色速度加快。冷热循环处理后的温致变色胡桃楸、杨木和枫木涂饰材表面材色热稳定性较好,均优于素材,总色差值的波动区间分别为26.76~36.70、20.82~29.54、18.49~29.07。     

木塑复合材料表面装饰研究

[目的]为了获得最佳的木塑复合材料表面装饰工艺.[方法]通过热塑丙烯酸树脂漆、醇酸调和漆和植绒浆染料3种装饰颜料对基材处理过的木塑复合材料的表面装饰性能进行研究,从附着力和色彩装饰性2个方面进行评价.[结果]3种装饰颜料采用3次装饰的木塑复合材料附着力较大,色彩分布较为集中,色差较1次装饰和2次装饰要小;醇酸调和漆在附着力和色彩装饰性2个方面优于其他2种颜料.[结论]醇酸调和漆适合于木塑复合材料的表面装饰.     

高温热处理红松和橡胶木的尺寸稳定性及涂饰性能

利用氮气作为保护气,对红松及橡胶木在氧气质量分数小于2%的环境中进行高温热处理。通过FTIR、XRD及尺寸测量等方法对热处理后红松及橡胶木各项性质进行表征,研究了不同处理温度下红松和橡胶木的尺寸稳定性变化及油性漆、水性漆和木蜡油涂饰后的性能变化,分析了不同处理条件下红松及橡胶木涂饰后耐干热、耐湿热、附着力、耐磨性、铅笔硬度的变化趋势。分析结果表明:热处理温度对木材干缩性和湿胀性有显著的影响。在120~220℃的范围内,红松及橡胶木的全干干缩率和气干干缩率均随着处理温度的提高而降低。随着热处理温度的升高,木材径向和弦向干缩率明显降低。此外,木材经过高温热处理后,其表面接触角增加,润湿性降低。涂饰后的红松及橡胶木漆膜性能结果分别符合国家标准GB/T 4893.2—2005、GB/T 4893.3—2005、GB/T4893.4—2013和GB/T 4893.8—2013的一级或二级要求。     

用二氧化硅聚氨酯涂料改良木材表面性质的研究

为了解二氧化硅（SiO2）对涂料的影响,将粉状SiO2加入聚氨酯涂料中,并涂饰于马尾松木材表面,以达到改良木材表面性质的目的。结果表明:利用硅烷偶联剂KH 570在甲苯溶剂中改性的SiO2的疏水亲油性增强,其在聚氨酯涂料中的分散性优于未改性SiO2;SiO2在一定程度上提高了木材表面漆膜的性能,漆膜的耐冲击性、抗老化性能得到显著提高;加入改性SiO2的聚氨酯涂料性能在耐磨性、硬度、耐冲击性、耐老化性方面优于未改性SiO2聚氨酯涂料。通过将SiO2增强体添加到聚氨酯涂料中,增强了涂料的性能,表明SiO2与聚氨酯具有较好的协同作用。      

多元醇对聚酯改性有机硅树脂性能的影响

通过对包括三羟甲基丙烷、季戊四醇及乙二醇这几种不同的多元醇合成的聚酯,利用有机硅中间体改性成膜后,对基材的附着力、硬度、柔韧性所做的探讨,可知在硅含量相同时,乙二醇的附着力最好,且柔韧性也最好,但耐热性能最差,在综合考虑的基础上,三羟甲基丙烷的性能最好。     

毛竹材不同部位纤维形态及部分物理性能差异

  目的  探明毛竹Phyllostachys edulis竹青、竹黄及竹肉不同部位的纤维形态、力学性能以及干缩性能等差异,为毛竹材高效利用提供基础数据。  方法  通过纤维离析与显微观察、力学性能与尺寸稳定性测试,分析比较毛竹材不同部位性能差异。  结果  毛竹材竹黄、竹肉与竹青不同部位中,纤维长度和宽度以及纤维占比差异极显著(P＜0.01)。竹青和竹黄的纤维长宽比较为接近,且极显著小于竹肉(P＜0.01)。竹青密布维管束,对毛竹材抗弯强度、弹性模量贡献最为大,其次为竹肉和竹黄。就顺纹抗压强度而言,从大到小依次为竹青、竹黄、竹肉。竹材横向干缩性明显大于纵向,全干干缩率从大到小依次为径向、弦向、纵向。竹材不同部位中,径向和弦向气干干缩率的大小关系略有差异。  结论  毛竹材不同部位性能差异明显,竹黄抗压力学性能优于竹肉,可将竹黄保留用于制备新型竹木复合材料,有助于提高竹材利用率。图2表5参37