木器漆漆膜發白機理分析

王 梅 古 今 關麗濤 涂登云 胡傳雙 翁劍西

溶劑型聚酯聚氨酯涂料因其具有優良的力學性能、化學性能和裝飾性能，而被廣泛用于木器家具的涂裝。在我國，雙組分聚氨酯（Pu）涂料和不飽和聚酯漆（PE）是當前木器涂料的主流，也是廣大消費者心目中比較理想的高檔木器漆[1-2]。然而，由于在施工時，這些木器涂料較易受到施工條件和施工環境的影響，會出現漆膜發白現象。一直以來，漆膜發白問題是家具制造企業、涂料生產廠家以及用戶都要面臨的行業共性問題，即使眾多名牌油漆廠商也無法避免發生類似問題。導致漆膜發白的主要原因包括涂裝溫度與濕度、漆膜厚度和漆膜干燥時間等[1-2]。

為此，筆者以廣東省某家具公司為例，實地調研了該公司整個生產過程中的生產環境、操作規范性和油漆質量等，以及對該公司漆膜發白問題產品進行分析研究，旨在找出導致木制家具漆膜發白的各方面原因，以期為家具行業解決該問題提供參考依據。

1 家具樣品來源

該家具廠的主要產品為薄木飾面系列產品，部分產品包含實木部件，涂裝過程主要包括補灰、打磨、兩道或三道底漆、一道面漆、面修色、底修色等。筆者對2014～2015年度由于漆膜發白原因被送廠返修的共505件家具產品進行了分析統計，分析投訴產品的生產月份與投訴時間，以及可能造成發白的原因。

2 常見發白原因分析

2.1 基材含水率過高

2.1.1 運輸過程基材含水率的變化

家具公司用于貼面的木皮基材桃花芯木叉木皮、安利格木皮和麥格利木皮等多購買于東南亞、非洲和美洲等地。雖然木皮在出廠前經過干燥等前處理，但由于路途遙遠，運輸時間較長，運輸過程中環境的變化造成木皮含水率發生變化。進行施涂前，木皮未進行再干燥處理以及性能測試，導致木皮、板材含水率過高。漆膜實干時間較短，而水分揮發需要時間較長，木皮中的水分由于漆膜的阻擋無法逸出漆膜，待水分揮發積累到一定數量，水分折射率和漆膜折射率上的差異造成了漆膜發白。

2.1.2 貯存過程基材含水率的變化

由于家具公司一次性大量購買木皮，以供較長時間內分批使用，貯存過程中環境變化會對木皮質量造成不利影響，最終導致發生木皮的貯存問題。木皮經干燥處理后，含水率一般不超過8%，遠低于14%的平衡含水率。而廣東省的濕度較高，極端月均濕度達到80%以上，當空氣濕度從30%變化至80%，對于一般的木材平衡含水率的變化可達到10%左右。因此，環境濕度的變化可能會導致木皮再次吸水受潮，而使含水率升高。木皮經油漆涂飾在表面形成漆膜后，基材中的水分再緩慢析出，在漆膜中或漆膜與基材間形成微小液囊而使漆膜發白。

2.2 施工環境問題

2.2.1 氣候環境

從濕度指標分析，北方城市濕度大多在50%左右，而廣東地區年均濕度大多在70%以上。從問題產品的生產月份來看（見圖1），6～9月生產的家具較容易出現發白問題，是因為此時的廣東高溫高濕。從客戶投訴時間來分析（見圖2），3～7月是客戶的投訴高峰期。3～5月份屬于廣東梅雨季節，此時環境低溫高濕，極端的濕度環境變化導致了漆膜在涂裝過程中存在的發白隱患暴露出來。對照分析2006～2015年近10年家具公司所在地月均溫濕度的氣象局數據（見圖3），可以初步推斷出漆膜發白與空氣濕度和溫度有高度相關性。高溫環境時，在涂裝過程中，油漆中稀釋劑快速揮發造成的吸熱，可能會使空氣中的水汽冷凝進入油漆而使漆膜發白；而高濕環境時，會使被涂物表面附著水分子，當油漆噴涂之后水分散發，導致漆膜發生霧化現象而發白。后期可以就低溫高濕、高溫高濕環境進行實驗室極限模擬加速發白實驗，采用包括低溫高濕封閉模擬實驗法和高低溫濕熱交變循環模擬實驗法[5]。

圖1 2014/2015年生產月份投訴數量Fig.1 Number of complaints according to manufactory months of 2014 or 2015

圖2 2014/2015年投訴月份投訴數量Fig.2 Number of complaints according to complaint months of 2014 or 2015

圖3 2006—2015年1—12月份月均溫濕度Fig.3 Monthly average temperature and humidity from 2006 to 2015

2.2.2 廠區地理位置

該家具公司不同廠區處于不同地帶，有些廠區處于靠河地帶，距水源近，水蒸發到空氣中使大氣中水汽含量大，導致靠河廠區常年濕度高于其他廠區5%左右，高濕度導致發白的原因同上。這也是前者問題產品多于后者的一個重要原因。

2.3 施工工藝、工人操作不當

2.3.1 手印及汗漬

根據油漆廠商的推薦，噴涂底漆時臨近兩次底漆噴涂的時間間隔一般在8～12h，噴涂面漆時臨近兩次面漆噴涂時間間隔一般在12h以上。厚涂時要根據厚涂十字數酌情增加待干時間至24h或48h。實際生產中，為提高生產效率，工人噴完底漆或面漆，在油漆待干時間未達到規定時間的情況下即進行搬運、轉移等操作。此時漆膜沒有干透，如工人沒有佩戴手套，手上有汗漬時，接觸油漆板就會留下印記，導致出現如圖4所示的油漆發白手印。手印留下的灰塵和油膩等使漆膜成膜不均勻，透明性差；而汗漬留下鹽類腐蝕漆面。此類發白，只要規范工人操作即可避免。

圖4 手印發白問題產品Fig.4 White discoloration in defective products by fingerprint

2.3.2 空氣壓縮機未定期排水

空氣壓縮機沒有定期排水，或油水分離器出現故障，水分帶入涂料中，導致發白。據筆者現場觀察，這種發白是立即產生的，漆膜干燥后，發白情況會部分或者全部消失，如圖5。故一旦發現應立即采取措施，停止噴涂作業，檢查空壓機，可以把損失降到最低。

圖5 空壓機未定期排水導致發白Fig.5 White discoloration resulting from irregular drainage of air compressor

2.3.3 噴涂過厚

根據家具公司噴涂流程，每道底漆、面漆的噴涂厚度以“十”字計數，并且根據季節變化每道漆都有嚴格的“十”字數要求（第一道、第二道底漆1個“十”字或兩個單槍，最后一道底漆要保證3個或4個“十”字，面漆一般為3個“十”字）。但筆者觀察到，有些噴涂者在噴涂作業過程中發現前邊的補灰、填縫等工序工作不到位，導致噴涂規定的“十”字數，并不能達到預期的填充效果，就會自動厚涂，直至達到填充效果（此時出現的補灰、填縫不到位現象，按規定是要返工重補的）。這也是很多厚涂出現的原因，也是導致在相同的待干時間里，出現發白的主要原因。

圖6 固定平面面板和可拆卸面板發白嚴重Fig.6 Serious white discoloration of fixed flat panel and detachable panel

此外，發白問題大多產生于桌子等固定平面面板和可拆卸的面板，如圖6，而固定的立面面板若一次性刷涂過厚，很容易出現明顯的流掛，因此其很少出現發白現象。固定平面面板和可拆卸的面板與固定的立面面板的這一實例對比，也從側面說明發白跟厚涂有很大的相關性。

一次性涂刷過厚，未嚴格按照規定，涂刷超過2個以上 “十”字數，導致漆膜內外層溶劑揮發速度不一致而造成漆膜成膜不均勻，漆膜的透明度差而發白。過厚的濕涂膜也會延長干燥時間，從而易吸收空氣中水分使涂膜發白起泡。底漆較之面漆，更粘稠，含粉量更大，粉料的折射率和樹脂的折射率差值數值越大，粉料表現出的遮蓋力就越強，漆膜的透明度就越差，因折射率不同引起的多次折射伴隨散射，造成光強損失，光不能透過時，該面板就表現為不透明而發白。預防措施遵循“薄刷多遍”的原則。

2.3.4 溫濕度計的利用

在底漆噴涂房、面漆噴涂房、面漆待干區等地方，家具公司按照規定均配備有溫濕度計，并要求正確使用。根據規定，相對濕度高于80%時不能噴涂深色系列，高于90%時不能噴涂白色及淺色系列。如使用干濕球溫度計時，應注意及時補充加水，確保濕球溫度計正常工作，實現有效監控噴涂環境的溫濕度變化，保證在合適的噴涂條件下進行噴涂作業，不合適的環境下停工或在高濕環境下加一定量化白水再進行噴涂。

2.3.5 漆黏度的調制不當

涂料的黏度值對于涂裝效果有很大的影響。黏度過低時，漆層薄，遮蓋力差，保護作用弱，表面容易受腐蝕而損壞。黏度過高，可能使流平性不好，漆膜厚度不容易控制，這也是導致漆膜過厚，干燥時間延長，漆膜發白的原因之一。如果工人僅根據經驗調漆，取大概黏度值，就會影響家具產品的涂裝效果。

2.3.6 水性著色劑導致漆膜發白

格麗斯又名仿古漆，是一種擦涂用著色劑，分為油性格麗斯和水性格麗斯。部分家具公司所用格麗斯為水調制而成，在涂飾完格里斯后待干時間未達到4 h，即進行其他噴涂。待干后，殘留的水分，會隨著時間的延長而在漆膜與漆膜之間形成微小液囊，慢慢地出現漆膜發蒙，甚至泛白。

2.3.7 待干環境控制

部分家具公司待干區采用全開放或半封閉，內設有鼓風機控制空氣流速，或設有空調用于維持待干溫度在25 ℃左右。然而待干區空間較大，封閉性不好，空調的溫度很難維持在25 ℃。待干房部分區域有太陽直射現象，促進了木材對紫外光的吸收，從而加速木材表面的光降解作用。這兩方面也是導致產品發白的原因。

2.4 涂料本身問題

2.4.1 稀釋劑

各涂料公司生產的涂料配方有一定的差異性。一般來說PE漆稀釋劑是由甲苯、苯乙烯、丙酮按一定的重量百分比配制而成。Pu漆稀釋劑是由二甲苯、甲基異丁基酮或醋酸正丁酯、甲基異丁基酮按一定重量百分比配制而成的混合溶劑。某些稀釋劑相對沸點較低，揮發過快，瞬間降溫速度過快，空氣中水汽冷凝進入漆膜表面不相容而發白。稀釋劑使用不配套時，殘留有酸或堿之類的物質，會隨著時間的延長而腐蝕漆膜而發白。稀釋劑溶解力不夠，使油漆樹脂析出而發白。

2.4.2 潤濕劑

潤濕分散劑吸附于粉料表面，促進液體/固體界面的相互作用。潤濕分散劑用量不足可能造成油漆中局部的粉料濃度超過臨界顏料體積濃度（CPVC），出現粉料不被漆料潤濕而被空氣包圍的情況?？諝庹凵渎屎头哿险凵渎实牟顒e遠大于樹脂折射率和粉料折射率的差別造成了漆膜發白現象。潤濕劑用量不足，會造成粉料在漆料中堆積不均勻，而出現漆膜發白。

2.4.3 樹脂

筆者發現有一部分發白產品用小火微烤，原本的發白現象會減輕甚至消失，待熱源撤去，慢慢冷卻后發白又出現。初步推斷為樹脂[7]中含有低熔點成分，而這些低熔點成分，在低溫下以不定型微晶或微小液囊析出，而表現為發白。

3 結論和建議

引發木器漆漆膜發白的原因可歸結為基材含水率過高、施工環境濕度高、施工工藝及工人操作不規范和涂料四方面。

為克服家具漆膜發白現象，建議家具制造過程中做好如下幾方面工作：

1）重視基材前期處理?！耙鰤?，先打夯”，基材前期處理是施工的基礎，影響著最終產品的質量，決定著全局。故家具公司應使用專用干燥設備和干燥工藝嚴格控制基材的平衡含水率。

2）規范作業者的行為。家具公司應要求作業者佩戴手套，補灰、修縫時不能偷工減料，不能在漆膜還未干時進行搬運，配漆不能只憑經驗操作，要嚴格按照配料比，兩次重涂之間的時間不能短于規定時間，遵循“薄而多遍”的原則。

3）加強施工人員和管理人員的培訓。各家具公司要提升操作廠區監管力度，確?；A設施如抽濕機、溫濕度計、黏度杯功能正常，有效控制溫濕度，改善施工環境，溫濕度過高時停止噴涂作業，避免產品在噴涂區濕度過高，待干區被太陽光照射，發現有發白現象產生及時修正后再施工等。

4）由于油漆質量的復雜性，可根據季節與溫濕度的變化微調涂料成分比例，適當改變配方，比如調節稀釋劑的加入量、潤濕分散劑用量等?？筛鶕姘宓念伾顪\選擇涂料配方，一般深色系面板比淺色系等更易發白，對涂料性能要求更高些，高固底漆等不適合使用在深色面板的木器漆；同時注意精準規范涂料貯存環境，已調好涂料的活化期等。

[1]金瓊.聚氨酯涂料生產現狀及其在各個領域的應用[J].中國涂料,1998,13(6):17-20.

[2]蔣德強.雙組分聚氨酯涂料固化交聯劑的現狀與未來[J].現代涂料與涂裝,1995(2):19-23.

[3]秦總根,涂偉萍.聚氨酯涂料的常見病態及其預防方法[J].涂料工業,2003,33(6):46-48.

[4]陳小文,荊紅德,練世斌,等.潤濕分散劑對聚氨酯底漆漆膜界面行為的影響[J].涂料工業,2005,35(4):14-18.

[5]陳小文,荊紅德,練世斌,等.2K Pu透明底漆漆膜發白現象的實驗室模擬研究[J].涂料工業,2005,35(3):36-39.

[6]陳小文,賈欣茹,荊紅德,等.聚氨酯涂料漆膜發白現象的研究與病因分析[J].涂料工業,2005,35(9):43-45.

[7]虞勝安.漆膜發白機理及其防治[J].通信與廣播電視,1995(4):93-96.