實(shí)木基材上涂層的附著力問題

因涂層在實(shí)木上附著力不良，導(dǎo)致實(shí)木產(chǎn)品在建筑外用應(yīng)用領(lǐng)域市場份額迅速下滑。

部分原因歸咎于木材在紫外線的照射下耐久性差，另外，也是由木材成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定。在納米級(jí)范圍，木材細(xì)胞壁由大量的納米纖維素組成，這些納米纖維素鑲嵌在木質(zhì)素和半纖維素的無定形基質(zhì)素內(nèi)。

任何聚合物，包括木材，當(dāng)曝露在陽光或人工紫外線下，都會(huì)發(fā)生光降解作用，導(dǎo)致聚合物主鏈的化學(xué)鍵斷裂。相應(yīng)地，會(huì)引起褪色，基材表面開裂，物性下降和基材表面失去完整性。

芳香木質(zhì)素成分強(qiáng)烈吸收紫外線。木質(zhì)素光化學(xué)分解從木材的迅速褪色呈現(xiàn)出來，如圖6(a)所示。紫外線進(jìn)入木材，深度大于70 μm，導(dǎo)致抗張強(qiáng)度顯著下降 (降低50%～75%)，其深度可達(dá)70～140 μm。

將未經(jīng)涂覆的木材曝露在太陽輻射下，會(huì)對(duì)涂覆后涂料對(duì)木材表面的附著力產(chǎn)生不利影響，威廉等對(duì)其進(jìn)行了調(diào)查研究[14]。經(jīng)戶外曝曬，未經(jīng)涂裝(僅經(jīng)過機(jī)器加工)的木材板[西部紅雪松，拉丁名稱(Thuja Plicata)]使用丙烯酸乳膠漆(杜邦Lucide木器底漆)的附著力和曝露在太陽下0～16周后使用的醇酸涂料(宣偉 AD底漆)的附著力試驗(yàn)結(jié)果，如圖6(b)所示。

據(jù)觀察，在涂裝前將雪松自然老化4周后，涂料的附著力降低25%，令人驚訝的是，50%的樣品涂層剝離試驗(yàn)未通過與此有關(guān)。涂裝前自然老化8～16周的樣品均以失敗而告終，涂層100%從木材剝離。

如何使涂料在木材上的附著力最大化

為了給木材表面提供有效的保護(hù)，以應(yīng)對(duì)環(huán)境惡 化，尤其是為了要減輕紫外線光降解引起的木質(zhì)素降 解，需要滿足以下要求：

》涂料必須涂裝在剛剛機(jī)加工的木材上，而且涂裝之前，木材一定不能曝露在太陽輻射下。》涂層必須提供有效屏蔽，防止紫外線穿透涂層。

》涂層和基材間有優(yōu)異的附著力。其中最后一點(diǎn)在提高涂層附著力的木材表面工程項(xiàng)目中進(jìn)行了研究。紅木在歐洲窗戶生產(chǎn)中常用，圖7 照片顯示了不同紅木表面處理方法對(duì)各種高端建筑涂料附著力的影響。

圖7清楚地表明，通過表面接枝分子刷(CSIRO處理)對(duì)木材表面處理，經(jīng)檢測，本項(xiàng)目中研究的3種涂料的剝離完全消失，檢測均在樣板進(jìn)行QUVB紫外線下曝露600 h、在水中浸泡10 d后進(jìn)行。

靈活有效的墻板前處理

由此可以看出，本試驗(yàn)采用的一種新型聚合物表面處理工藝，包括表面氧化(例如，通過火焰或電暈放電處理)和有機(jī)官能團(tuán)接枝化學(xué)沉積，提供了一種可以提高涂料對(duì)工程塑料和木塑復(fù)合材料附著力的有效方法。

該工藝也適用于天然木材，無需進(jìn)行表面氧化，即在機(jī)加工或打磨過的木材表面可以直接噴涂或刷涂接枝化學(xué)品。