王海东，郑智华，杨琳慧，胡新悦，李蕾
索菲亚家居股份有限公司，广州 511300
引言
肤感家具板材的涂层在成型过程中，需要通过准分子灯或其他预固化手段，使其产生有弹性的褶皱纹理，即产生柔滑细腻类似触碰肌肤的触感[1]。当前市面上的常规肤感涂料，通常会添加大量的助剂以实现物理消光效果，从而造成肤感紫外光（UV）固化（以下称UV）涂料的黏度较高，颗粒感丰富，难以实现喷涂。另外，肤感涂料中还添加有一定量的化学消光剂，喷涂过程中雾化的涂料与空气接触，会影响其化学消光性能，故传统的肤感涂料不适用于喷涂，涂覆方式主要是辊涂，只能生产平面大板[2]。因此，目前肤感板生产存在工艺复杂、生产效率低、肤感效果不够柔滑细腻、有环保隐患等问题，影响肤感涂料在家具板材饰面中的推广应用。
本研究尝试通过调节肤感UV涂料的黏度和喷涂气压，克服因添加助剂、消光剂等导致肤感涂料不能喷涂的问题，通过限定喷涂气压来控制肤感UV涂料与空气接触的时长，从而降低环境对肤感涂料化学消光性能的影响，进而研制家具制造用超哑肤感饰面板，为超哑肤感家具板材生产提供参考。
1、材料与方法
1.1材料
超哑肤感饰面板表面的各项理化性能都是基于饰面涂层功能，通过在UV底漆上涂覆电子束（EB）固化面漆，可以使涂层获得多种功能。对市面常用的电子束（EB）固化（以下简称EB）肤感涂料进行测试，确定了EB肤感面漆的原料组成及质量百分比为：聚氨酯丙烯酸树脂78%、活性单体16%、助剂3%和功能性粉料3%。
UV树脂的体系决定了UV超哑肤感涂料的光泽、表面效果、物理性能[3]。预备试验期间，评估了多种UV树脂的性能，确定了性能较好的UV树脂，并搭配消泡剂、光引发剂、触变剂、润湿分散剂、消光粉，制备了UV超哑肤感涂料。共筛选2种UV超哑肤感涂料配方（详见表1），这2种涂料配方结合准分子固化设备，制备的UV超哑肤感涂料的性能和表面效果优于常规的低光体系的UV涂料。
表1 UV超哑肤感涂料配方
以下是UV超哑肤感涂料选配方法：
1）UV树脂筛选。筛选UV树脂，单官能度树脂稀释能力好，但是固化速度慢。三官能度树脂稀释能力差，耐黄变性能差，但收缩率大。考虑UV树脂对配方体系黏度、固化速度、润湿性、收缩率的影响，本试验结合单官能度树脂和三官能度树脂两者的性能优势，搭配使用。
2）消泡剂筛选。筛选消泡剂（有机硅类型、高分子聚合物类型），分析其对UV涂料的消泡性和相溶性的影响，发现消泡性好的消泡剂消泡效率较高，但相溶性差，容易出现缩孔的弊病，因此，本试验选用消泡效率和相容性均为中等的有机硅类型消泡剂。
3）光引发剂筛选。比较了3种光引发剂（1173，即2-羟基-2-甲基-1-苯基 -1-丙酮；长波长光引发剂TPO-L，即2，4，6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯；MBF，即苯甲酰甲酸甲酯）性能，分析3种光引发剂对UV涂料的固化速度、底干、表干、耐黄变性的影响以及在整个固化体系中和设备的匹配效果，最终选用了“MBF+少量TPO-L”作为光引发剂。
4）触变剂筛选。比较了3种触变剂（无机气相二氧化硅、膨润土、聚脲型高分子聚合物）性能，分析其防沉淀效果和对UV涂料黏度和流平性的影响。试验选用的UV涂料体系，因采用准分子设备进行消光，所以整个体系的填料和消光粉比例较低，故其沉淀问题容易解决，但是为了获得更好的表面效果，对涂料体系的流平性能要求较高，因此，选择触变指数较小的聚脲型高分子聚合物作为触变剂。
5）润湿分散剂筛选。比较了3种润湿分散剂（聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、有机硅双生结构表面活性剂、非离子有机表面活性剂），分别分析其对UV涂料的润湿性、缩孔和稳泡的影响，发现表面张力低的润湿剂润湿效果好，但添加量大容易引起缩孔和稳泡问题，因此，本试验选用大分子量的有机硅双生结构表面活性剂作为分散剂。
6）消光粉筛选。筛选消光粉，分析其对UV涂料的黏度、光泽度、手感的影响。触感粗糙的消光粉消光效率高，但是表面粗糙度较高。经过表面处理的消光粉分散性好，本体系中消光粉主要用于调整涂层表面的手感，故更注重消光粉的触感以及消泡性和吸油量，因此，本试验消光粉选用二氧化硅。
1.2 方法
1.2.1 涂装工艺流程
EB涂料固化，是以电子束为辐射源，引发树脂聚合或交联，将液体转化为固体的过程。与UV固化相比，使用EB固化具有更好的耐黄变性、耐候性，不受颜色、涂膜厚度限制，能量损失少，能量转化率高，无衰减，具有高交联结构、高硬度、耐化学品、耐磨、耐老化等优点[4]，因此，肤感产品涂饰工艺采用底漆UV固化、面漆EB固化的技术，结合两者的优势进行生产，具体工艺流程如下：
1）清洁基材。使用蘸有UV稀释剂（ZUX2014）的白布擦拭浸渍胶膜纸饰面人造板的表面，去除污渍；对个别其他仍然存在的污渍，可使用海绵砂轻砂去除。
2）UV肤感底漆1喷涂。采用喷涂的方法，将UV肤感底漆1喷涂至步骤1）所得基材表面，涂布量为90～100 g/㎡，喷涂气压为0.5 MPa，喷嘴距基材距离约20 cm，Z字形喷涂，往复机速度设定3.0 m/min。
3）UV肤感底漆1固化。采用UV灯进行半固化，其中，UVA段（波长范围为320～390 nm）的固化能量为350～600 mJ/cm²，UVV段（波长范围为395～445 nm）的固化能量为1 000～1 800 mJ/cm²；也可采用汞灯半固化，其中，UVA段的固化能量为110～180 mJ/cm²，UVV段的为150～160 mJ/cm²；线速度为2.0～5.0 m/min。底漆1半固化制备得到第一层底漆涂层。
4）UV肤感底漆2喷涂。采用喷涂的方法，将UV肤感底漆2喷涂至半固化的UV肤感底漆1表面，涂布量为94 g/㎡，喷涂气压为0.5 MPa，喷嘴距基材距离15～40 cm，喷嘴和基材之间的夹角为30°～90°，Z字形喷涂，往复机速度设定3.0 m/min。
5）UV肤感底漆2固化。采用UV固化，UVA段的固化能量为600 mJ/cm²，UVV段的为1 700 mJ/cm²，或采用汞灯全固化，UVA段的固化能量为580 mJ/cm²，UVV段的为1 650 mJ/cm²，线速度为5.0 m/min。UV肤感底漆2完全固化制备得到底漆涂层。
6）打磨底漆涂层，依次使用装有400#和600#砂带的砂光机，对板件表面涂层进行砂光。
7）EB肤感面漆喷涂。采用喷涂的方法将EB肤感面漆喷涂至打磨后的UV肤感底漆2的表面，涂布量为80～90 g/㎡，喷涂气压为0.5 MPa，喷嘴距基材距离15～40 cm，喷嘴和基材之间的夹角为30°～90°，Z字形喷涂，往复机速度设定3.0 m/min。
8）EB肤感面漆半固化。采用波长约为172 nm的准分子灯，UVD（波长范围为100～200 nm）段的固化能量为180～200 mJ/cm2，线速度为2.0～5.0 m/min。
9）EB肤感面漆全固化。采用EB固化，固化能量为0.15～0.5 MeV，线速度为15～25 m/min。
本试验喷涂制作了规格1 220 mm×2 800 mm×18 mm的浸渍胶膜纸双饰面刨花板样板200块。
1.2.2 性能评价方法
肤感主要是基于漆膜具有特殊结构和性质，如表面形貌（立体纹理、凹凸）、表面摩擦力、弹性、柔韧性、压缩性、密度及热学性质等，在与皮肤接触时使人产生柔软、饱满、温暖、舒适等感受。根据以上特征，除了常规的漆膜评价指标要求外，将漆膜的表面触感（粗糙度、接触角、平面度）、抗指纹性能和光泽度作为超哑肤感饰面板表面质量的关键评价指标［5］。根据表2所示标准测试饰面板表面常规漆膜性能和光泽度，采用索菲亚家居股份有限公司企业标准Q/SFYJJ 35—2022《超哑肤感油漆饰面板》规定的方法测试表面触感（粗糙度、接触角、平面度）和抗指纹性能[5]。
其中，表面触感，采用手背接触感受法，即通过手背轻触试件表面并来回摩擦，通过手背的触觉做出结果判定。其判定等级有5级：1级，非常生涩、非常粗糙，有明显颗粒感；2级，较生涩、较粗糙、有轻微的颗粒感；3级，一般，介于2级至4级之间；4级，较细腻、较柔顺，无明显的颗粒感；5级，非常细腻、非常柔顺，无颗粒感。
表面抗指纹评价方法，是将手用清水洗净后用毛巾擦干，保持自然状态且不接触任何物品10 min后，用力按压涂饰饰面刨花板表面，之后移开双手，观测指纹消失的状态并记录时间。
表2 常规漆膜检测项目与检测标准
2、结果与讨论
从小批量试产制得的200块超哑肤感浸渍胶膜纸双饰面刨花板样板中，随机抽取3块板进行表面性能测试，取测试结果平均值作为本试验应用结果，具体结果如表3所示。由表3结果可知，使用超哑肤感涂装工艺生产的饰面板的漆膜硬度为2 H、光泽度为6 GU、表面触感为5级、抗指纹性为25 s指纹消失，漆膜附着力为1级、耐磨性为2级、耐湿热性为1级、耐干热性为1级、耐液性为1级、耐冲击性为1级、耐黄变为1.2、甲醛释放量为0.011 mg/m³、TVOC释放量为0.04 mg/（m2·h），重金属、耐冷热温差也均达到或优于企业标准Q/SFYJJ 35—2022的要求，满足定制家具对超哑肤感产品表面性能的需要。
表3 超哑肤感饰面人造板性能检测结果
3、结论与建议
本研究通过底漆采用UV固化涂料、面漆采用EB固化涂料的涂装工艺，制得具备柔滑细腻肤感效果的超哑肤感浸渍胶膜纸双饰面刨花板，并根据有关标准制定了可量化的超哑肤感饰面板产品表面性能评价方法，对所制备的超哑肤感浸渍胶膜纸双饰面刨花板的表面性能进行了测试。研究结果表明，本研究提出的超哑肤感饰面板涂装工艺可实现异形板件表面肤感效果，且制备流程整体上工序简单，UV固化过程无需充氮排氧，不仅满足定制家居部件丰富多样化加工需求，而且符合国家绿色制造发展方向，对促进定制家居行业高质量健康发展具有重要意义。目前，国内外同行业暂未发现有同类技术，本研究提出的超哑肤感饰面板涂装技术属于开拓性研究，为超哑肤感饰面板的市场化推广应用奠定了基础。此外，本研究制定的超哑肤感饰面板产品性能评价方法，解决了市面上缺乏统一量化标准，肤感板表面质量评价难的问题，为肤感饰面板的生产、销售和推广使用提供了参考。
参考文献：略
内容详见《中国人造板》2023年第12期
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