免费文献传递   相关文献

擎天树人工林木材涂饰漆膜性能初探



全 文 :擎天树(Parashorea chinensis), 又名望天树 ,
学名为 Shorga wangtianshuea Y. K. Yang et J. K. Wu
nom. Nov.龙脑香科植物, 是中国一级重点保护珍
稀树种[1-2]。 1975~1976年间, 中国林业科学工作
者在云南、 广西2省区发现了这种稀有珍贵阔叶树
种, 从此引起了中国林业科技工作者的高度重视。
擎天树其树体高大, 树干通直圆满, 径级大, 出材
率高, 具有纹理直、 节少、 硬度中等、 力学强度较
高、 加工性能较好等优势, 可作为船舶、 房屋装
修、 乐器、 体育器械箱盒、 车辆、 桥梁、 建筑、 家
具和胶合板、 各种细木工板等优良用材[1-2]。
热带东南亚地区的印度、 印度尼西亚和马来西
亚等国家, 在 20世纪初就将龙脑香科中的许多树
种作为主要造林树种进行大面积的造林。 中国科学
院西双版纳热带植物园和云南省林科院普文试验林
场在20世纪80年代初就开始进行小面积的擎天树
种植试验, 广西那坡县林科所和巴马县林科所于
1978年和1980年分别进行了造林试验。
随着试验人工林的成熟, 擎天树人工林木材的
有关性能成为研究重点。 许多学者及林业工作者等
多集中在擎天树人工林的培育及造林技术、 林木生
长规律、 生物量及生产力等方面[3-4]。 近年来, 邱
炳发等[5]、 符韵林等[6]对擎天树人工林木材的树皮
率、 心材率、 密度及干燥特性等进行了研究, 但对
擎天树人工林木材涂饰漆膜性能初探①
蒋汇川 1,2)②孙金菊 2) 李 宁 2)③
(1 中国热带农业科学院橡胶研究所 海南儋州 571737;
2 广西大学林学院 广西南宁 530004)
摘 要 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。
关键词 擎天树 ; 涂饰 ; 漆膜性能
中图分类号 S725.7文献标识码 A Doi: 10.12008/j.issn.1009-2196.2016.07.022
Study on Paint Film Properties of Parashorea Chinensis Plantation Wood
JIANG Huichuan1,2) SUN Jinju2) LI Ning2)
(1 Rubber Research Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737;
2 College of Forestry, Guangxi Univeisity, Nanning, Guangxi 530004)
Abstract Two types of paints are used to paint the Parashorea Chinensis plantation wood with different sand paper. The
adhesion of paint film, abrasion value, resistance to impact and hardness of the painting wood were determined. The effects of
different paints and sand paper on paint film properties were evaluated. The results showed that the paint film properties of P.
Chinensis plantation wood with polyurethane paint (PU) is better than those with nitrolacquer (NC) as regards the overall
performance, theappropriatesandpaperis 360~600mesh. However, the hockresistanceofpaintfilmis unfavorable.
Keywords Parashorea chinensis ; painting; paintfilmproperties
Vol.36, No.7
2016年7月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第36卷第7期
Jul. 2016
① 基金项目: 广西 “十一五” 林业科技研究项目[桂林科字(2010-19)]; 海南省自然科学基金(No.20153091)。
收稿日期: 2016-05-10; 责任编辑/黄东杰; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 蒋汇川 (1983~), 男, 博士, 助理研究员, 主要研究方向为木材材性及功能性改良, E-mail: jianghc@catas.cn。
③ 通讯作者: 李 宁(1961~), 男, 副教授, 主要研究方向为人造板、 木材加工工艺。
112- -
蒋汇川 等 擎天树人工林木材涂饰漆膜性能初探
表2 不同砂光条件下2种油漆漆膜附着力等级
漆种与
砂纸目数
120# 240# 360# 600#
PU 1 1 1 2
NC 2 2 2 1
表1 漆膜附着力分级标准
等级 说明
1 割痕光滑, 无漆膜剥落
2
割良交叉处有漆膜剥落, 漆膜沿割良有少量
断续剥落
3 漆膜沿割痕有断续或连续剥落
4
50%以下的切割方格中, 漆膜沿割良有大碎片
剥落或全部剥落
5
50%以上的切割方格中, 漆膜沿割痕大碎片
剥落或全部剥落
于擎天树人工林木材的加工利用还未见报道。 笔者
对擎天树人工林木材的加工利用进行系列研究, 本
研究主要对擎天树人工林木材的表面涂饰性能进行
初步研究, 旨在为擎天树人工林木材的加工利用提
供一定的参考依据。
1 材料与方法
1.1材料
(l)基材: 擎天树木材, 采自广西南宁市良凤江
国家森林公园, 试件尺寸为150mm×150mm×10mm,
气干密度为0.58g/cm3, 气干含水率为10%~11%。
(2)清漆: 聚氨酯清漆(PU), 主要成膜物质为
聚氨(基甲酸)酯树脂, 由广州市创进化工有限公司
生产; 硝基清漆(NC), 主要成膜物质为硝酸纤维
素, 由广州珠江化工集团有限公司生产。
(3)主要仪器与设备: 漆膜磨耗仪、 冲击器、 FE
漆膜附着力测定仪、 砂纸、 羊毛刷、 电子天平等。
1.2方法
(1)工艺: 分别用120#、 240#、 360#、 600#的
砂纸顺木纹方向砂磨试件, 砂磨厚度约为 0.5mm,
然后分别涂刷聚氨酯和硝基透明清漆底漆。 待涂层
实干后, 用360#砂纸顺木纹方向打磨, 再涂刷一遍
底漆, 每遍涂布量为(50±3)g/m2, 在温度25℃、 相
对湿度70%的房间里存放10d后进行漆膜性能测试。
(2)性能检测: 根据GB4893.4-85、 GB4893.8-85、
GB/T4893.9-92、 GB/T6739-2006[7-10], 测定试样的
漆膜附着力、 耐磨性、 抗冲击性能及硬度, 并分析
砂纸及漆种对漆膜性能的影响。
2 结果与分析
2.1漆膜附着力
漆膜表面附着力是指家具涂层与其基材表面之
间或涂层之间物理和化学相互牢固粘结的能力。 漆
膜附着力的优劣, 直接影响涂料的保护性能、 装饰
性能及使用寿命, 因而成为评判涂料性能的一个重
要指标。 漆膜附着力反映了油漆对实木制品表面的
附着强度, 该项指标不合格, 则说明该制品的油漆
质量较差。 根据表1规定检查木材涂层表面网格区
域中漆膜剥离的程度来评定漆膜附着力的等级。
通过不同目数砂纸砂光后,对使用 2种不同油
漆涂饰木材的漆膜附着力进行测定, 得到的漆膜附
着力等级见表 2。 由表 2可知, 对聚氨酯漆而言,
除经600目砂纸砂光的木材漆膜附着力为 2级外,
其他的均能达到1级标准。 对硝基漆而言, 经600
目砂纸砂光的木材漆膜附着力达到1级标准, 其他
的均为2级标准。 总体来看, 经聚氨酯漆涂饰的木
材漆膜附着力优于硝基漆。
2.2漆膜耐磨性
耐磨性是指漆膜表面抵抗磨损的程度。 在规定
的磨耗仪上及一定的负载下, 用标准橡胶砂轮, 经
过规定的磨转次数后, 以漆膜的失重(g)来表示其
抗磨能力的试验方法, 漆膜的磨耗值为前后2次的
重量之差。 磨耗值越低, 漆膜质量越好, 表面就越
耐磨。 本次试验对不同砂光条件下的2种油漆涂饰
后板材的漆膜磨耗值进行了测试, 结果见表3。
由表3可知, 经过2种不同油漆涂饰后, 擎天
树人工林木材的耐磨性并无显著差异, 聚氨酯漆总
体上优于硝基漆。 从砂光效果看, 经600目砂纸砂
光后的聚氨酯漆的漆膜磨耗值最低, 经360目砂纸
砂光后的硝基漆的漆膜磨耗值最低。
2.3漆膜硬度
漆膜硬度是表征漆膜抵抗变形的能力。 一般采
用铅笔硬度来评价, 即使用具有规定尺寸、 形状和
硬度的铅笔芯的铅笔刮划漆膜表面, 以使用的已知
铅笔硬度标号来表示漆膜。 不同砂光条件下2种油
漆漆膜硬度见表4。
113- -
2016年7月 第36卷第7期热带农业科学
表5 漆膜抗冲击性能等级
等级 可见变化
1 无可见变化 (无损伤)
2 漆膜表面无裂纹, 但可见冲击印痕
3
漆膜表面有轻度的裂纹, 通常有1~2圈环裂
或弧裂
4
漆膜表面有中度到较重的裂纹, 通常有3~4
圈环裂或弧裂
5
漆膜表面有严重的破坏, 通常有5圈以上的环
裂、 弧裂或漆膜脱落
由表4可知, 经2种油漆涂饰后木材硬度均达
H级及以上, 属于中等硬度级别, 经360目砂纸砂
光的聚氨酯涂饰的木材硬度达到2H。
2.4漆膜抗冲击性能
将一钢球圆柱形冲击块, 分别从10、 25、 50、
100、 200、 400cm的高度沿着垂直导管跌落, 冲击
到放在试件表面的具有规定的直径和硬度的钢球
上, 根据漆膜表面破裂的圈数来判定漆膜抗冲击性
等级。 在6组等级中, 当某个等级出现的次数不小
于3时, 则判定该漆膜的抗冲击为该等级。 漆膜抗
冲击性能等级分级标准见表5。
通过不同目数砂纸砂光后, 对使用2种不同油
漆涂饰的木材的抗冲击性能进行测定, 得到的抗冲
击性能等级见表 6。 由表 6可知, 2种油漆在不同
砂光条件下的抗冲击性能均为5级, 说明擎天树人
工林木材的抗冲击性能不良。
3 小结
使用聚氨酯漆和硝基漆对砂光的擎天树人工林
木材进行涂饰处理后, 漆膜附着力达到2级以上水
平, 漆膜硬度达到H级以上水平, 但漆膜抗冲击性
能不良; 使用 360~600目砂纸进行砂光处理漆膜
性能较佳, 聚氨酯漆总体性能优于硝基漆。
由于实验条件等方面的限制, 研究中采用了手
工砂光的方式, 并且只选用了2种不同的油漆进行
比较试验, 试验存在一定的局限性。 建议在今后的
研究中使用多种不同的油漆, 选择更科学的涂饰工
艺进行全面系统的研究, 确定适合擎天树人工林木
材的涂饰油漆和工艺, 为擎天树人工林木材的加工
利用提供参考依据。
参考文献
[1]擎天树协作组.广西珍贵树种擎天树[J].植物分类学
报, 1977, 15(2): 22-30.
[2]吴家坤, 杨永康.望天树学名订正[J].中国药科大学
学报, 1994, 25(2): 74-75.
[3]黄松殿, 段文雯, 苏 勇, 等.桂西南地区擎天树人工
林 生 长 规 律[J].林 业 科 技 开 发 , 2011, 25(2):
66-69.
[4]苏 勇, 秦武明, 黄松殿, 等.桂西南擎天树人工林生
物量、 生产力研究[J].林业实用技术, 2011, 54(9):
16-19.
[5]邱炳发, 符韵林, 蒙好生, 等.擎天树木材干燥特性研
究[J].江西农业大学学报, 2011, 33(4): 738-742.
[6]符韵林, 黄松殿, 韦鹏练, 等.擎天树树皮、 心材率及
木材密度研究[J].安徽农业科学 , 2011, 39(9): 5
274-5277.
[7] GB 4893.4-85.家具表面漆膜附着力交叉切割测定法
[S]. 1985-4-1.
[8] GB 4893.8-85.家具 表 面 漆 膜 耐 磨 性 测 定 法[S].
1985-02-01.
[9]GB/T 4893.9-92.家具表面漆膜抗冲击测定法[S].
1992-6-2.
[10]GB/T 6739-2006.色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度
[S].2006-12-29.
表6 不同砂光条件下2种油漆抗冲击性能等级
漆种
与砂纸目数
120# 240# 360# 600#
PU 5 5 5 5
NC 5 5 5 5
表3 不同砂光条件下2种油漆漆膜磨耗值
漆种
与砂纸目数
120# 240# 360# 600#
PU 0.221 0.223 0.214 0.195
NC 0.237 0.238 0.153 0.234
表4 不同砂光条件下2种油漆漆膜硬度
漆种
与砂纸目数
120# 240# 360# 600#
PU H H 2H H
NC H H H H
114- -