全 文 ：第 29 卷 第 6 期
2013 年 11 月
森 林 工 程
FOＲEST ENGINEEＲING
Vol. 29 No. 6
Nov．，

2013
观光木木材涂饰工艺研究
黎小波1，2 ，龙 涛1 ，李秀荣1 ，符韵林1 ，李宁1*
(1. 广西大学 林学院，南宁，530004;2. 国营广西高峰林场，南宁 530001)
摘 要:观光木是广西大力发展的珍稀树种之一，具有优良的材性和机械加工性能。本文以观光木木材用的涂饰聚氨
酯清漆和水性木器漆为研究对象，研究漆膜理化性能、光泽度和色度学特征的变化规律，为观光木木材高附加值实木制品
的开发利用提供理论依据和信息。研究表明: ①聚氨酯清漆的最佳涂饰工艺为: 砂纸选用 400#(表面粗糙度 Ｒa 为 2. 3) ，
底漆涂布量为 50 g /m2，面漆涂布量为 70 g /m2，涂饰次数为 3 底 3 面;②水性木器漆涂料的最佳涂饰工艺为:砂纸选用
320#(表面粗糙度 Ｒa为 2. 9) ，底漆涂布量为 100 g /m2，面漆涂布量为 120 g /m2，涂饰次数为 3 底 3 面;③从漆膜理化性
能、改善观光木表面光泽度和色度学特征以及节约原料看，聚氨酯清漆比水性木器漆有较明显的优势。
关键词:观光木;透明涂饰;光泽度;色度学
中图分类号:S 781;TS 664. 9 文献标识码:A 文章编号:1001 － 005X (2013)06 － 0062 － 04
Ｒesearch on the Painting Process of Tsoongiodendron Odorum Wood
Li Xiaobo1，2，Long Tao1，Li Xiurong1，Fu Yunlin1，Li Ning1*
(1. Forestry College，Guangxi University，Nanning 530004;2. Gaofeng Forestry Center of Guangxi，Nanning 530001)
Abstract:Tsoongiodendron odorum is one of the rare species which are highly developed in Guangxi and has excellent properties
and mechanical working properties． Taking tsoongiodendron odorum wood as the research object and finishing polyurethane varnish and
waterborne wood coatings，this paper studies the physicochemical properties of film and the changes of gloss and color in order to
provide a theoretical basis and information for the development and utilization of high value-added wood products of tsoongiodendron
odorum wood． Ｒesearch shows that: (1) the best finishing technology for polyurethane varnish is:sandpaper using 400# (surface
roughness Ｒa is 2. 3) ，the primer coating quality is 50g /m2 and the face paint coating quantity is 70g /m2;finishing 3 times both for
the bottom and the surface． (2) the best finishing technology for waterborne wood paint is:sandpaper using 320# (surface roughness
Ｒa is 2. 9) ，the primer coating quality is 100g /m2 and the face paint coating quantity is 120g /m2;finishing 3 times both for the
bottom and the surface． (3) By viewing the paint physicochemical properties， improving the surface gloss and color of
tsoongiodendron odorum wood and saving the raw material，polyurethane varnish has more advantages than waterborne wood lacquer．
Keywords:tsoongiodendron odorum wood;transparent finishing;gloss;chromaticity
收稿日期:2013 － 02 － 12
基金项目:“十一五”广西林业科技项目 (植林科字 ［2009］ 第
22 号)
第一作者简介:黎小波 (1975 －) ，男，重庆垫江县人，硕士，
工程师。研究方向:木材加工。
* 通讯作者:李 宁 (1961 －) ，男，广西桂林人，副教授。研
究方向:木质复合材料。
引文格式:黎小波，龙 涛，李秀荣，等． 观光木木材涂饰工
艺研究 ［J］． 森林工程，2013，29 (6) :62 － 65．
观光木(Tsoongiodendron odorum Chun)因纪念
发现该物种的我国植物分类学家钟观光教授而得
名。观光木野生数量少，现已被列为国家珍稀濒危
物种［1］，近年来需求量大，已实现大面积造林的
规模开发。观光木是大力发展的珍贵树种之一，更
是家具、建筑、乐器和胶合板等的优良用材。
通过透明涂饰处理后可以体现木材的天然纹理
和改变其色泽，进一步巩固与延伸木材的装饰性，
良好的透明涂饰性能可以大大提高木制品的价
值［2 － 3］。在本论文的研究中，采用了两种涂料对观
光木木材进行涂饰，分析漆膜的理化性能，找出最
佳工艺，为更好地利用观光木木材奠定基础，提供
依据。
1 材料与方法
广西南宁良凤江森林公园的观光木木材，树龄
27 a，胸径 19. 6 cm，离地约 3. 3 ～ 5. 3 m处靠近树
芯部干燥后板材，密度为 0. 423 g /cm3，含水率约
13% ～15%。聚氨酯清漆［4］和水性木器漆由阿克
苏诺贝尔太古漆油有限公司。
第 6 期 黎小波等:观光木木材涂饰工艺研究
见表 1，本实验采用 L9 (34)的正交试验的涂
饰方案 (括号内为水性木器漆的涂布量)。
表 1 涂饰正交试验因素与水平
Tab. 1 Factors and levels of finishing orthogonal test
水 平
A砂纸
目数
/#
B底漆
涂布量
/ g·m －2
C面漆
涂布量
/ g·m －2
D涂饰
次数
/遍
1 240 30 (80) 30 (80) 2 底 2 面
2 320 50 (100) 50 (100) 2 底 3 面
3 400 70 (120) 70 (120) 3 底 3 面
选用的聚氨酯清漆底漆配比(底漆∶固化剂∶稀
释剂 = 2∶ 1∶ 1) ，面漆配比(面漆∶固化剂∶稀释剂 =
2∶ 1∶ 1) ;水性木器漆的底漆配比(底漆∶ 清水 = 10
∶ 2. 5) ，面漆配比(面漆∶清水 = 10∶ 2. 5)。放置 10
d后进行漆膜性能的测试。性能检测方法参照 GB /
T4893 《家具表面漆膜测定法》［5］。光泽度［6］(KGZ
－ IB光泽度仪)及色度学特征(全自动测色色差计)
每个试件的表面进行 3 点的测量，每种涂饰处理取
三块试件的平均值作为试件的测量值。
2 结果与讨论
对基材进行砂光后测得三种水平的粗糙度分别
为:240#砂纸砂光后表面粗糙度 Ｒa 为 3. 5，320#
砂纸砂光后表面粗糙度 Ｒa 为 2. 9，400#砂纸砂光
后表面粗糙度 Ｒa为 2. 3。
2. 1 聚氨酯清漆漆膜性能检测结果与分析
聚氨酯清漆漆膜理化性能结果见表 2。
表 2 聚氨酯清漆漆膜理化性能结果
Tab. 2 Polyurethane varnish film physical and chemical performance results
试验号
交叉切割剥
落率 /%
抗冲击性
/等级
耐磨性 100r
漆膜失重 / g
耐湿热
/等级
耐干热
/等级
耐 10%
乙酸溶液
耐 10%
碳酸钠溶液
耐香烟
灼烧
硬度
(铅笔划痕法)
① 18. 5 2 0. 093 2 1 1 1 5 B
② 5. 625 1 0. 105 2 1 1 1 5 H
③ 0. 875 3 0. 117 2 1 1 1 5 2H
④ 3. 75 2 0. 108 2 1 1 1 5 H
⑤ 3. 375 2 0. 095 2 1 1 1 5 H
⑥ 5. 875 2 0. 083 2 1 1 1 5 2H
⑦ 2 3 0. 072 2 1 2 2 5 2H
⑧ 2. 625 1 1. 074 2 1 1 1 5 2H
⑨ 5. 5 2 0. 068 2 1 1 2 5 H
从表 2 中无法直接看出使漆膜的附着力、抗冲
击和耐磨性出现差异的影响因素，而其他性质差别
不明显，推测与聚氨酯清漆本身性质有关。对数据
进行极差分析，得出各因素对漆膜的附着力、抗冲
击、耐磨性的影响程度见表 3。
表 3 极差分析结果
Tab. 3 The analysis results of the range
附着力 抗冲击 耐磨性
因素主次 CDAB BCAD ADCB
优方案 C3D3A3B2 B2C1A1D1 或 B2C2A1D1 A3D1C1B3
结合实际操作和经济效益，根据综合平衡法对
各个性质进行综合比较和分析，得出最佳方案为:
A3 B2 C3 D3，即砂纸选用 400 #，底漆涂布量为
50g /m2，面漆涂布量为 70g /m2，涂饰次数为 3 底 3
面。
2. 2 水性木器漆漆膜性能检测结果与分析
水性木器漆漆膜理化性能结果见表 4。
从表 4 可以看出，漆膜抗冲击性和硬度的结果
分布与砂纸目数的水平梯度很接近，推测这两种性
质是由基材的表面粗糙度决定的。而从表 4 中无法
直接的看出使漆膜的附着力、耐磨性出现差异的原
因，对数据进行极差分析，得出各因素对漆膜的附
着力、耐磨性的影响程度，见表 5。
36
森 林 工 程 第 29 卷
表 4 水性木器漆漆膜理化性能结果
Tab. 4 The physical and chemical performance results of waterborne wood coatings film
试验号
交叉切割剥
落率 /%
抗冲击性
/等级
耐磨性 100r
漆膜失重 / g
耐湿热
/等级
耐干热
/等级
耐 10%
乙酸溶液
耐 10%
碳酸钠溶液
耐香烟
灼烧
硬度
(铅笔划痕法)
① 23. 875 1 0. 065 2 1 2 3 5 2B
② 2. 375 2 0. 06 2 1 2 3 5 2B
③ 0. 125 1 0. 091 2 1 2 3 5 2B
④ 1. 625 2 0. 068 2 1 2 3 5 B
⑤ 6. 25 2 0. 062 2 1 2 3 5 B
⑥ 4. 625 2 0. 066 1 1 2 3 5 B
⑦ 3. 625 3 0. 072 2 1 2 3 5 B
⑧ 2. 875 3 0. 062 2 1 2 3 5 B
⑨ 8. 875 3 0. 08 2 1 1 3 5 B
表 5 极差分析结果
Tab. 5 The analysis results of the range
附着力 耐磨性
因素主次 DCBA BCDA
优方案 D3C3B2A2 B2C1D2A2
结合实际操作和经济效益，根据综合平衡法对
各个性质进行综合比较，分析得出最佳方案为:
A2B2C3D3，即砂纸选用 320#，底漆涂布量为 100
g /m2，面漆涂布量为 120 g /m2，涂饰次数为 3 底 3
面。
2. 3 光泽度及色度学特征的影响
采用上述实验中得到的最佳涂饰方案对观光木
进行涂饰以得到涂饰对观光木光泽度及色度学特征
的影响效果。涂饰前后的光泽度参数，见表 6。
表 6 涂饰前后观光木的光泽度参数
Tab. 6 The gloss parameters of Tsoongiodendron odorum for finishing
涂饰
次数
平行木材纹
理的光泽度 /%
垂直木材纹理
的光泽度 /%
光泽度比
(顺纹 /横纹)
聚氨酯
清漆
水性木
器漆
聚氨酯
清漆
水性
木器漆
聚氨酯
清漆
水性
木器漆
涂饰
前 (1)
5. 83 5. 93 5. 45 4. 9 1. 069 1. 210
底漆第
1 遍 (2)
5. 75 13. 27 5. 67 11. 65 1. 014 1. 139
底漆第
2 遍 (3)
15. 07 78. 12 13. 3 37. 95 1. 133 2. 058
底漆第
3 遍 (4)
61. 45 90. 72 35. 91 52. 29 1. 711 1. 734
面漆第
1 遍 (5)
71. 97 30. 07 48. 11 26. 72 1. 495 1. 125
面漆第
2 遍 (6)
75. 4 26. 83 55. 33 21. 97 1. 362 1. 221
面漆第
3 遍 (7)
77. 57 25. 75 66. 33 22. 95 1. 169 1. 122
从表 6 可以看出:聚氨酯清漆较水性木器漆在
提高观光木的光泽度上有非常明显的优势，水性木
器漆能更好的缓解观光木木材光泽度的各向异性。
涂饰聚氨酯清漆前后观光木木材的色度学特征
参数变化如图 1 所示。
图 1 涂饰聚氨酯清漆前后观光
木木材色度学特征参数变化
Fig. 1 The color characteristics change parameters of
Tsoongiodendron odorum wood for finishing polyurethane varnish
观光木木材涂饰水性木器漆前后的色度学特征
参数变化如图 2 所示。
图 2 涂饰水性木器漆前后
观光木木材色度学特征参数变化
Fig. 2 The color characteristics change parameters of
Tsoongiodendron odorum wood for fwater-borne wood paint
从图 1 和图 2 可以看出:水性木器漆较聚氨酯
清漆能更有效的优化观光木的色度学特征参数，但
是区别不明显。
46
第 6 期 黎小波等:观光木木材涂饰工艺研究
3 结 论
通过上述观光木基材表面粗糙度、底漆涂布
量、面漆涂布量与涂饰次数对漆膜理化性能的影响
以及透明涂饰前后观光木木材光泽度、材色变化规
律的研究，得出以下结论:
(1)合适的表面粗糙度能提高漆膜的附着力、
抗冲击性和耐磨性等性能。
(2)适当的涂布量，不但能够节约原料同时
也能保证漆膜的理化性能。
(3)对于观光木木材，聚氨酯清漆的最佳涂
饰工艺为:砂纸选用 400 #(表面粗糙度 Ｒa 为
2. 3) ，底漆涂布量为 50 g /m2，面漆涂布量为 70
g /m2，涂饰次数为 3 底 3 面;水性木器漆涂料的最
佳涂饰工艺为:砂纸选用 320#(表面粗糙度 Ｒa 为
2. 9) ，底漆涂布量为 100 g /m2，面漆涂布量为 120
g /m2，涂饰次数为 3 底 3 面。
(4)观光木木材在涂饰聚氨酯清漆和水性木
器漆后，光泽度都得到较大程度的提高，其中聚氨
酯清漆的增强效果特别明显。
(5)观光木木材在涂饰后，明度降低，木材
偏黄红色得到增强，其他色度学参数变化不大，透
明涂饰能增强了木材原有的材色。
(6)对于观光木木材，聚氨酯清漆的漆膜较
水性木器漆的漆膜有更好的理化性能和光泽度;水
性木器漆的漆膜能缓解光泽度各向异性和较好增强
材色，并具有环保这一突出优点。
【参 考 文 献】
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［责任编辑:刘美爽］
(上接第 39 页)
(3)对于多个参数(≥3)的非线性方程同样
可以采取遗传算法来拟合，只是在拟合的时候需要
适当的加长染色体的长度，并且选取适当的算法参
数值。
(4)用遗传算法拟合非线性方程的效率与参
数选择是关键，算法中的染色体数量、变异概率以
及交叉概率等大小的选取目前尚无具体的方法，只
能依靠经验，这样就增加了算法的实施复杂度。因
此对于算法的参数选取仍有待于进一步的研究。
【参 考 文 献】
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