實木基材上涂層的附著力問題

因涂層在實木上附著力不良，導(dǎo)致實木產(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。在納米級范圍，木材細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。紫外線進入木材，深度大于70 μm，導(dǎo)致抗張強度顯著下降 (降低50%～75%)，其深度可達70～140 μm。

將未經(jīng)涂覆的木材曝露在太陽輻射下，會對涂覆后涂料對木材表面的附著力產(chǎn)生不利影響，威廉等對其進行了調(diào)查研究[14]。經(jīng)戶外曝曬，未經(jīng)涂裝(僅經(jīng)過機器加工)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，以應(yīng)對環(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?！吠繉颖仨毺峁┯行帘?，防止紫外線穿透涂層。

》涂層和基材間有優(yōu)異的附著力。其中最后一點在提高涂層附著力的木材表面工程項目中進行了研究。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)對木材表面處理，經(jīng)檢測，本項目中研究的3種涂料的剝離完全消失，檢測均在樣板進行QUVB紫外線下曝露600 h、在水中浸泡10 d后進行。

靈活有效的墻板前處理

由此可以看出，本試驗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)和有機官能團接枝化學(xué)沉積，提供了一種可以提高涂料對工程塑料和木塑復(fù)合材料附著力的有效方法。

該工藝也適用于天然木材，無需進行表面氧化，即在機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。