王 梅 古 今 關(guān)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(yōu)良的力學(xué)性能、化學(xué)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(dāng)前木器涂料的主流，也是廣大消費(fèi)者心目中比較理想的高檔木器漆[1-2]。然而，由于在施工時(shí)，這些木器涂料較易受到施工條件和施工環(huán)境的影響，會(huì)出現(xiàn)漆膜發(fā)白現(xiàn)象。一直以來，漆膜發(fā)白問題是家具制造企業(yè)、涂料生產(chǎn)廠家以及用戶都要面臨的行業(yè)共性問題，即使眾多名牌油漆廠商也無法避免發(fā)生類似問題。導(dǎo)致漆膜發(fā)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(shí)間等[1-2]。

為此，筆者以廣東省某家具公司為例，實(shí)地調(diào)研了該公司整個(gè)生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)環(huán)境、操作規(guī)范性和油漆質(zhì)量等，以及對(duì)該公司漆膜發(fā)白問題產(chǎn)品進(jìn)行分析研究，旨在找出導(dǎo)致木制家具漆膜發(fā)白的各方面原因，以期為家具行業(yè)解決該問題提供參考依據(jù)。

1 家具樣品來源

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

2 常見發(fā)白原因分析

2.1 基材含水率過高

2.1.1 運(yùn)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(jīng)過干燥等前處理，但由于路途遙遠(yuǎn)，運(yùn)輸時(shí)間較長，運(yùn)輸過程中環(huán)境的變化造成木皮含水率發(fā)生變化。進(jìn)行施涂前，木皮未進(jìn)行再干燥處理以及性能測(cè)試，導(dǎo)致木皮、板材含水率過高。漆膜實(shí)干時(shí)間較短，而水分揮發(fā)需要時(shí)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(fā)積累到一定數(shù)量，水分折射率和漆膜折射率上的差異造成了漆膜發(fā)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(shí)間內(nèi)分批使用，貯存過程中環(huán)境變化會(huì)對(duì)木皮質(zhì)量造成不利影響，最終導(dǎo)致發(fā)生木皮的貯存問題。木皮經(jīng)干燥處理后，含水率一般不超過8%，遠(yuǎn)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(dá)到80%以上，當(dāng)空氣濕度從30%變化至80%，對(duì)于一般的木材平衡含水率的變化可達(dá)到10%左右。因此，環(huán)境濕度的變化可能會(huì)導(dǎo)致木皮再次吸水受潮，而使含水率升高。木皮經(jīng)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(fā)白。

2.2 施工環(huán)境問題

2.2.1 氣候環(huán)境

從濕度指標(biāo)分析，北方城市濕度大多在50%左右，而廣東地區(qū)年均濕度大多在70%以上。從問題產(chǎn)品的生產(chǎn)月份來看（見圖1），6～9月生產(chǎn)的家具較容易出現(xiàn)發(fā)白問題，是因?yàn)榇藭r(shí)的廣東高溫高濕。從客戶投訴時(shí)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(jié)，此時(shí)環(huán)境低溫高濕，極端的濕度環(huán)境變化導(dǎo)致了漆膜在涂裝過程中存在的發(fā)白隱患暴露出來。對(duì)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?jǐn)?shù)據(jù)（見圖3），可以初步推斷出漆膜發(fā)白與空氣濕度和溫度有高度相關(guān)性。高溫環(huán)境時(shí)，在涂裝過程中，油漆中稀釋劑快速揮發(fā)造成的吸熱，可能會(huì)使空氣中的水汽冷凝進(jìn)入油漆而使漆膜發(fā)白；而高濕環(huán)境時(shí)，會(huì)使被涂物表面附著水分子，當(dāng)油漆噴涂之后水分散發(fā)，導(dǎo)致漆膜發(fā)生霧化現(xiàn)象而發(fā)白。后期可以就低溫高濕、高溫高濕環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室極限模擬加速發(fā)白實(shí)驗(yàn)，采用包括低溫高濕封閉模擬實(shí)驗(yàn)法和高低溫濕熱交變循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)法[5]。

圖1 2014/2015年生產(chǎn)月份投訴數(shù)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(shù)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(qū)地理位置

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

2.3 施工工藝、工人操作不當(dāng)

2.3.1 手印及汗?jié)n

根據(jù)油漆廠商的推薦，噴涂底漆時(shí)臨近兩次底漆噴涂的時(shí)間間隔一般在8～12h，噴涂面漆時(shí)臨近兩次面漆噴涂時(shí)間間隔一般在12h以上。厚涂時(shí)要根據(jù)厚涂十字?jǐn)?shù)酌情增加待干時(shí)間至24h或48h。實(shí)際生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)效率，工人噴完底漆或面漆，在油漆待干時(shí)間未達(dá)到規(guī)定時(shí)間的情況下即進(jìn)行搬運(yùn)、轉(zhuǎn)移等操作。此時(shí)漆膜沒有干透，如工人沒有佩戴手套，手上有汗?jié)n時(shí)，接觸油漆板就會(huì)留下印記，導(dǎo)致出現(xiàn)如圖4所示的油漆發(fā)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?jié)n留下鹽類腐蝕漆面。此類發(fā)白，只要規(guī)范工人操作即可避免。

圖4 手印發(fā)白問題產(chǎn)品Fig.4 White discoloration in defective products by fingerprint

2.3.2 空氣壓縮機(jī)未定期排水

空氣壓縮機(jī)沒有定期排水，或油水分離器出現(xiàn)故障，水分帶入涂料中，導(dǎo)致發(fā)白。據(jù)筆者現(xiàn)場(chǎng)觀察，這種發(fā)白是立即產(chǎn)生的，漆膜干燥后，發(fā)白情況會(huì)部分或者全部消失，如圖5。故一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即采取措施，停止噴涂作業(yè)，檢查空壓機(jī)，可以把損失降到最低。

圖5 空壓機(jī)未定期排水導(dǎo)致發(fā)白Fig.5 White discoloration resulting from irregular drainage of air compressor

2.3.3 噴涂過厚

根據(jù)家具公司噴涂流程，每道底漆、面漆的噴涂厚度以“十”字計(jì)數(shù)，并且根據(jù)季節(jié)變化每道漆都有嚴(yán)格的“十”字?jǐn)?shù)要求（第一道、第二道底漆1個(gè)“十”字或兩個(gè)單槍，最后一道底漆要保證3個(gè)或4個(gè)“十”字，面漆一般為3個(gè)“十”字）。但筆者觀察到，有些噴涂者在噴涂作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)前邊的補(bǔ)灰、填縫等工序工作不到位，導(dǎo)致噴涂規(guī)定的“十”字?jǐn)?shù)，并不能達(dá)到預(yù)期的填充效果，就會(huì)自動(dòng)厚涂，直至達(dá)到填充效果（此時(shí)出現(xiàn)的補(bǔ)灰、填縫不到位現(xiàn)象，按規(guī)定是要返工重補(bǔ)的）。這也是很多厚涂出現(xiàn)的原因，也是導(dǎo)致在相同的待干時(shí)間里，出現(xiàn)發(fā)白的主要原因。

圖6 固定平面面板和可拆卸面板發(fā)白嚴(yán)重Fig.6 Serious white discoloration of fixed flat panel and detachable panel

此外，發(fā)白問題大多產(chǎn)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(xiàn)明顯的流掛，因此其很少出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)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(shí)例對(duì)比，也從側(cè)面說明發(fā)白跟厚涂有很大的相關(guān)性。

一次性涂刷過厚，未嚴(yán)格按照規(guī)定，涂刷超過2個(gè)以上 “十”字?jǐn)?shù)，導(dǎo)致漆膜內(nèi)外層溶劑揮發(fā)速度不一致而造成漆膜成膜不均勻，漆膜的透明度差而發(fā)白。過厚的濕涂膜也會(huì)延長干燥時(shí)間，從而易吸收空氣中水分使涂膜發(fā)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(shù)值越大，粉料表現(xiàn)出的遮蓋力就越強(qiáng)，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(qiáng)損失，光不能透過時(shí)，該面板就表現(xiàn)為不透明而發(fā)白。預(yù)防措施遵循“薄刷多遍”的原則。

2.3.4 溫濕度計(jì)的利用

在底漆噴涂房、面漆噴涂房、面漆待干區(qū)等地方，家具公司按照規(guī)定均配備有溫濕度計(jì)，并要求正確使用。根據(jù)規(guī)定，相對(duì)濕度高于80%時(shí)不能噴涂深色系列，高于90%時(shí)不能噴涂白色及淺色系列。如使用干濕球溫度計(jì)時(shí)，應(yīng)注意及時(shí)補(bǔ)充加水，確保濕球溫度計(jì)正常工作，實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控噴涂環(huán)境的溫濕度變化，保證在合適的噴涂條件下進(jìn)行噴涂作業(yè)，不合適的環(huán)境下停工或在高濕環(huán)境下加一定量化白水再進(jìn)行噴涂。

2.3.5 漆黏度的調(diào)制不當(dāng)

涂料的黏度值對(duì)于涂裝效果有很大的影響。黏度過低時(shí)，漆層薄，遮蓋力差，保護(hù)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(dǎo)致漆膜過厚，干燥時(shí)間延長，漆膜發(fā)白的原因之一。如果工人僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)漆，取大概黏度值，就會(huì)影響家具產(chǎn)品的涂裝效果。

2.3.6 水性著色劑導(dǎo)致漆膜發(fā)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(diào)制而成，在涂飾完格里斯后待干時(shí)間未達(dá)到4 h，即進(jìn)行其他噴涂。待干后，殘留的水分，會(huì)隨著時(shí)間的延長而在漆膜與漆膜之間形成微小液囊，慢慢地出現(xiàn)漆膜發(fā)蒙，甚至泛白。

2.3.7 待干環(huán)境控制

部分家具公司待干區(qū)采用全開放或半封閉，內(nèi)設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)控制空氣流速，或設(shè)有空調(diào)用于維持待干溫度在25 ℃左右。然而待干區(qū)空間較大，封閉性不好，空調(diào)的溫度很難維持在25 ℃。待干房部分區(qū)域有太陽直射現(xiàn)象，促進(jìn)了木材對(duì)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(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)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(chǎn)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(duì)沸點(diǎn)較低，揮發(fā)過快，瞬間降溫速度過快，空氣中水汽冷凝進(jìn)入漆膜表面不相容而發(fā)白。稀釋劑使用不配套時(shí)，殘留有酸或堿之類的物質(zhì)，會(huì)隨著時(shí)間的延長而腐蝕漆膜而發(fā)白。稀釋劑溶解力不夠，使油漆樹脂析出而發(fā)白。

2.4.2 潤濕劑

潤濕分散劑吸附于粉料表面，促進(jìn)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(xiàn)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(yuǎn)大于樹脂折射率和粉料折射率的差別造成了漆膜發(fā)白現(xiàn)象。潤濕劑用量不足，會(huì)造成粉料在漆料中堆積不均勻，而出現(xiàn)漆膜發(fā)白。

2.4.3 樹脂

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

3 結(jié)論和建議

引發(fā)木器漆漆膜發(fā)白的原因可歸結(jié)為基材含水率過高、施工環(huán)境濕度高、施工工藝及工人操作不規(guī)范和涂料四方面。

為克服家具漆膜發(fā)白現(xiàn)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Γ却蚝弧?，基材前期處理是施工的基礎(chǔ)，影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量，決定著全局。故家具公司應(yīng)使用專用干燥設(shè)備和干燥工藝嚴(yán)格控制基材的平衡含水率。

2）規(guī)范作業(yè)者的行為。家具公司應(yīng)要求作業(yè)者佩戴手套，補(bǔ)灰、修縫時(shí)不能偷工減料，不能在漆膜還未干時(shí)進(jìn)行搬運(yùn)，配漆不能只憑經(jīng)驗(yàn)操作，要嚴(yán)格按照配料比，兩次重涂之間的時(shí)間不能短于規(guī)定時(shí)間，遵循“薄而多遍”的原則。

3）加強(qiáng)施工人員和管理人員的培訓(xùn)。各家具公司要提升操作廠區(qū)監(jiān)管力度，確保基礎(chǔ)設(shè)施如抽濕機(jī)、溫濕度計(jì)、黏度杯功能正常，有效控制溫濕度，改善施工環(huán)境，溫濕度過高時(shí)停止噴涂作業(yè)，避免產(chǎn)品在噴涂區(qū)濕度過高，待干區(qū)被太陽光照射，發(fā)現(xiàn)有發(fā)白現(xiàn)象產(chǎn)生及時(shí)修正后再施工等。

4）由于油漆質(zhì)量的復(fù)雜性，可根據(jù)季節(jié)與溫濕度的變化微調(diào)涂料成分比例，適當(dāng)改變配方，比如調(diào)節(jié)稀釋劑的加入量、潤濕分散劑用量等?？筛鶕?jù)面板的顏色深淺選擇涂料配方，一般深色系面板比淺色系等更易發(fā)白，對(duì)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(shí)注意精準(zhǔn)規(guī)范涂料貯存環(huán)境，已調(diào)好涂料的活化期等。

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