榉木板材的环氧—聚酯粉末涂饰方法与涂层特性研究

发布时间：2017-05-07 20:03

  本文关键词：榉木板材的环氧—聚酯粉末涂饰方法与涂层特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：榉木板材作为一种结构性能优良的材料,广泛应用在家居装饰、画架、玩具等领域,一般采用油漆进行表面的装饰,油漆作为有机溶剂其涂饰过程工序复杂、耗时、效率低、易产生VOC,污染环境。粉末涂料作为一种不含溶剂的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,近几年低温快固化粉末涂料在中密度纤维板(MDF)上得到成功应用。作为一种新型的环保木质材料涂装方式,使其在榉木板材上的应用成为可能。所以,本实验希望通过将低温快固化粉末涂料应用于榉木板材,以替代油漆,提高其表面性能,实现生产和使用过程的绿色环保,为榉木板材涂饰提供一个环保、节能、高效的新型工艺方法。主要研究结果如下:(1)采用恒温恒湿箱调节不同温度和板材含水率,在常温25℃条件下,榉木板含水率在7.0%-9.0%范围内,板材表面电阻≤109?,适合粉末喷涂的平均面积上粉量在100g·m-2左右,榉木板材表面的涂膜无严重针孔、开裂等现象,涂膜附着力达到1级,涂膜厚度为85μm。当给榉木板材升温恒定在45℃、65℃,相同范围的含水率,温度越高对应板材表面的电阻要越小,当含水率控制在7%-8%,电阻在109?数量级时,上粉效果较好,涂膜表面质量较好,无明显缺陷,附着力为1级,涂膜厚度约为95μm。含水率保持不变的情况下,25℃、45℃、65℃三个温度下对比得出升高温度导致板材表面电阻降低,有助于静电粉末喷涂。(2)预热条件下,温度的作用使板材表面的电阻降低幅度大于表面含水率减少带来电阻的增加。预热温度比较低木材内外表面水分蒸发速度慢且较均匀,而温度较高时木材表面水分蒸发速度要比内部快。综合考虑板材在105℃温度下加热到9min,电阻达到1.518×107Ω,经粉末涂饰过的板材涂膜外观良好,涂膜性能到达饰面人造板理化性能要求。(3)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,再进行两次静电粉末喷涂的最佳表面处理方法。(4)采用傅里叶红外光谱仪、差示扫面量热仪(DSC)对环氧-聚酯粉末涂料和固化涂膜进行分析,验证涂料在榉木板材表面形成的涂膜固化程度;用超景深三维显微镜观测涂膜表面平整和凹凸情况。(5)粉末涂饰的榉木板材有一定的耐高温性,但待其燃烧后却有助燃的作用,起不到阻燃效果。
【关键词】：榉木板材 粉末涂料 基材预热处理 涂膜性能 微观分析
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ637
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-22
• 1.1 背景与意义11-12
• 1.2 粉末涂料的研究现状12-16
• 1.2.1 粉末涂料12-13
• 1.2.2 环氧-聚酯粉末涂料13-14
• 1.2.3 低温快固化粉末涂料14-15
• 1.2.4 粉末涂料的特点15-16
• 1.3 木质材料粉末涂饰研究现状16-18
• 1.3.1 木质基材静电粉末喷涂研究现状16-17
• 1.3.2 木质基材导电性17-18
• 1.4 粉末涂料涂饰中常见的弊病和产生的原因18-19
• 1.5 本课题研究目标、内容方法和技术路线19-22
• 1.5.1 研究目标19-20
• 1.5.2 研究内容与方法20-21
• 1.5.3 研究技术路线21-22
• 2 榉木板材表面含水率、预热温度对其表面电阻的影响研究22-30
• 2.1 材料和仪器22
• 2.1.1 材料22
• 2.1.2 仪器22
• 2.2 实验内容与方法22-23
• 2.2.1 常温下榉木板材表面的含水率和表面电阻的关系22-23
• 2.2.2 常温下不同含水率榉木板材的上粉量23
• 2.2.3 常温下不同含水率榉木板材的涂膜固化23
• 2.2.4 预热调控榉木板材的含水率和电阻值23
• 2.3 结果与分析23-29
• 2.3.1 常温下板材不同含水率与其表面电阻及上粉量的关系23-24
• 2.3.2 试样表面外观质量和涂膜性能24-26
• 2.3.3 45℃、65℃下板材不同含水率与其表面电阻及上粉量的关系26-27
• 2.3.4 45℃、65℃下板材涂膜性能27-29
• 2.4 小结29-30
• 3 预热温度处理对榉木板材表面粉末涂饰的影响研究30-36
• 3.1 材料和仪器30
• 3.1.1 材料30
• 3.1.2 仪器30
• 3.2 实验内容及方法30-31
• 3.2.1 榉木板表面含水率、表面电阻与预热温度的关系30-31
• 3.2.2 不同预热温度下榉木板材各层含水率与时间变化关系31
• 3.2.3 粉末静电喷涂31
• 3.2.4 涂膜性能测试31
• 3.3 结果与分析31-35
• 3.3.1 榉木板表面含水率、表面电阻与预热温度的关系31-32
• 3.3.2 85℃、105℃、125℃下板材3个层含水率随时间的变化32-33
• 3.3.3 不同预热温度下喷涂效果性能检测33-35
• 3.4 小结35-36
• 4 榉木板材基材表面处理方法研究36-42
• 4.1 材料和仪器36
• 4.1.1 材料36
• 4.1.2 仪器36
• 4.2 实验内容和方法36-38
• 4.2.1 表面处理工艺36-37
• 4.2.2 静电粉末喷涂37-38
• 4.2.3 涂膜性能检测38
• 4.3 试验结果与分析38-40
• 4.3.1 实验结果38
• 4.3.2 结果分析38-40
• 4.4 小结40-42
• 5 粉末涂膜表面的波谱和微观结构分析42-48
• 5.1 材料和仪器42
• 5.1.1 材料42
• 5.1.2 仪器42
• 5.2 实验内容及方法42-43
• 5.2.1 红外光谱测试分析42
• 5.2.2 差示扫描量热（DSC）测试42
• 5.2.3 涂膜表面微观结构分析42-43
• 5.3 结果与分析43-47
• 5.3.1 红外光谱分析43-45
• 5.3.2 差示扫描量热仪（DSC）分析45-46
• 5.3.3 涂膜表面微观观测46-47
• 5.4 小结47-48
• 6 粉末涂膜防火性能的研究48-51
• 6.1 材料和仪器48
• 6.2 实验方法48
• 6.3 锥形量热仪（CONE）的工作原理48
• 6.4 实验结果与分析48-50
• 6.4.0 实验现象48-49
• 6.4.1 点燃时间（TTI）49
• 6.4.2 耐燃时间49
• 6.4.3 热释放速率(HRR)49-50
• 6.5 小结50-51
• 7 结论与建议51-53
• 7.1 结论51-52
• 7.2 建议52-53
• 参考文献53-58
• 个人简介58-59
• 致谢59

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