木器漆漆膜发白机理分析

王 梅 古 今 关丽涛 涂登云 胡传双 翁剑西

溶剂型聚酯聚氨酯涂料因其具有优良的力学性能、化学性能和装饰性能，而被广泛用于木器家具的涂装。在我国，双组分聚氨酯（Pu）涂料和不饱和聚酯漆（PE）是当前木器涂料的主流，也是广大消费者心目中比较理想的高档木器漆[1-2]。然而，由于在施工时，这些木器涂料较易受到施工条件和施工环境的影响，会出现漆膜发白现象。一直以来，漆膜发白问题是家具制造企业、涂料生产厂家以及用户都要面临的行业共性问题，即使众多名牌油漆厂商也无法避免发生类似问题。导致漆膜发白的主要原因包括涂装温度与湿度、漆膜厚度和漆膜干燥时间等[1-2]。

为此，笔者以广东省某家具公司为例，实地调研了该公司整个生产过程中的生产环境、操作规范性和油漆质量等，以及对该公司漆膜发白问题产品进行分析研究，旨在找出导致木制家具漆膜发白的各方面原因，以期为家具行业解决该问题提供参考依据。

1 家具样品来源

该家具厂的主要产品为薄木饰面系列产品，部分产品包含实木部件，涂装过程主要包括补灰、打磨、两道或三道底漆、一道面漆、面修色、底修色等。笔者对2014～2015年度由于漆膜发白原因被送厂返修的共505件家具产品进行了分析统计，分析投诉产品的生产月份与投诉时间，以及可能造成发白的原因。

2 常见发白原因分析

2.1 基材含水率过高

2.1.1 运输过程基材含水率的变化

家具公司用于贴面的木皮基材桃花芯木叉木皮、安利格木皮和麦格利木皮等多购买于东南亚、非洲和美洲等地。虽然木皮在出厂前经过干燥等前处理，但由于路途遥远，运输时间较长，运输过程中环境的变化造成木皮含水率发生变化。进行施涂前，木皮未进行再干燥处理以及性能测试，导致木皮、板材含水率过高。漆膜实干时间较短，而水分挥发需要时间较长，木皮中的水分由于漆膜的阻挡无法逸出漆膜，待水分挥发积累到一定数量，水分折射率和漆膜折射率上的差异造成了漆膜发白。

2.1.2 贮存过程基材含水率的变化

由于家具公司一次性大量购买木皮，以供较长时间内分批使用，贮存过程中环境变化会对木皮质量造成不利影响，最终导致发生木皮的贮存问题。木皮经干燥处理后，含水率一般不超过8%，远低于14%的平衡含水率。而广东省的湿度较高，极端月均湿度达到80%以上，当空气湿度从30%变化至80%，对于一般的木材平衡含水率的变化可达到10%左右。因此，环境湿度的变化可能会导致木皮再次吸水受潮，而使含水率升高。木皮经油漆涂饰在表面形成漆膜后，基材中的水分再缓慢析出，在漆膜中或漆膜与基材间形成微小液囊而使漆膜发白。

2.2 施工环境问题

2.2.1 气候环境

从湿度指标分析，北方城市湿度大多在50%左右，而广东地区年均湿度大多在70%以上。从问题产品的生产月份来看（见图1），6～9月生产的家具较容易出现发白问题，是因为此时的广东高温高湿。从客户投诉时间来分析（见图2），3～7月是客户的投诉高峰期。3～5月份属于广东梅雨季节，此时环境低温高湿，极端的湿度环境变化导致了漆膜在涂装过程中存在的发白隐患暴露出来。对照分析2006～2015年近10年家具公司所在地月均温湿度的气象局数据（见图3），可以初步推断出漆膜发白与空气湿度和温度有高度相关性。高温环境时，在涂装过程中，油漆中稀释剂快速挥发造成的吸热，可能会使空气中的水汽冷凝进入油漆而使漆膜发白；而高湿环境时，会使被涂物表面附着水分子，当油漆喷涂之后水分散发，导致漆膜发生雾化现象而发白。后期可以就低温高湿、高温高湿环境进行实验室极限模拟加速发白实验，采用包括低温高湿封闭模拟实验法和高低温湿热交变循环模拟实验法[5]。

图1 2014/2015年生产月份投诉数量Fig.1 Number of complaints according to manufactory months of 2014 or 2015

图2 2014/2015年投诉月份投诉数量Fig.2 Number of complaints according to complaint months of 2014 or 2015

图3 2006—2015年1—12月份月均温湿度Fig.3 Monthly average temperature and humidity from 2006 to 2015

2.2.2 厂区地理位置

该家具公司不同厂区处于不同地带，有些厂区处于靠河地带，距水源近，水蒸发到空气中使大气中水汽含量大，导致靠河厂区常年湿度高于其他厂区5%左右，高湿度导致发白的原因同上。这也是前者问题产品多于后者的一个重要原因。

2.3 施工工艺、工人操作不当

2.3.1 手印及汗渍

根据油漆厂商的推荐，喷涂底漆时临近两次底漆喷涂的时间间隔一般在8～12h，喷涂面漆时临近两次面漆喷涂时间间隔一般在12h以上。厚涂时要根据厚涂十字数酌情增加待干时间至24h或48h。实际生产中，为提高生产效率，工人喷完底漆或面漆，在油漆待干时间未达到规定时间的情况下即进行搬运、转移等操作。此时漆膜没有干透，如工人没有佩戴手套，手上有汗渍时，接触油漆板就会留下印记，导致出现如图4所示的油漆发白手印。手印留下的灰尘和油腻等使漆膜成膜不均匀，透明性差；而汗渍留下盐类腐蚀漆面。此类发白，只要规范工人操作即可避免。

图4 手印发白问题产品Fig.4 White discoloration in defective products by fingerprint

2.3.2 空气压缩机未定期排水

空气压缩机没有定期排水，或油水分离器出现故障，水分带入涂料中，导致发白。据笔者现场观察，这种发白是立即产生的，漆膜干燥后，发白情况会部分或者全部消失，如图5。故一旦发现应立即采取措施，停止喷涂作业，检查空压机，可以把损失降到最低。

图5 空压机未定期排水导致发白Fig.5 White discoloration resulting from irregular drainage of air compressor

2.3.3 喷涂过厚

根据家具公司喷涂流程，每道底漆、面漆的喷涂厚度以“十”字计数，并且根据季节变化每道漆都有严格的“十”字数要求（第一道、第二道底漆1个“十”字或两个单枪，最后一道底漆要保证3个或4个“十”字，面漆一般为3个“十”字）。但笔者观察到，有些喷涂者在喷涂作业过程中发现前边的补灰、填缝等工序工作不到位，导致喷涂规定的“十”字数，并不能达到预期的填充效果，就会自动厚涂，直至达到填充效果（此时出现的补灰、填缝不到位现象，按规定是要返工重补的）。这也是很多厚涂出现的原因，也是导致在相同的待干时间里，出现发白的主要原因。

图6 固定平面面板和可拆卸面板发白严重Fig.6 Serious white discoloration of fixed flat panel and detachable panel

此外，发白问题大多产生于桌子等固定平面面板和可拆卸的面板，如图6，而固定的立面面板若一次性刷涂过厚，很容易出现明显的流挂，因此其很少出现发白现象。固定平面面板和可拆卸的面板与固定的立面面板的这一实例对比，也从侧面说明发白跟厚涂有很大的相关性。

一次性涂刷过厚，未严格按照规定，涂刷超过2个以上 “十”字数，导致漆膜内外层溶剂挥发速度不一致而造成漆膜成膜不均匀，漆膜的透明度差而发白。过厚的湿涂膜也会延长干燥时间，从而易吸收空气中水分使涂膜发白起泡。底漆较之面漆，更粘稠，含粉量更大，粉料的折射率和树脂的折射率差值数值越大，粉料表现出的遮盖力就越强，漆膜的透明度就越差，因折射率不同引起的多次折射伴随散射，造成光强损失，光不能透过时，该面板就表现为不透明而发白。预防措施遵循“薄刷多遍”的原则。

2.3.4 温湿度计的利用

在底漆喷涂房、面漆喷涂房、面漆待干区等地方，家具公司按照规定均配备有温湿度计，并要求正确使用。根据规定，相对湿度高于80%时不能喷涂深色系列，高于90%时不能喷涂白色及浅色系列。如使用干湿球温度计时，应注意及时补充加水，确保湿球温度计正常工作，实现有效监控喷涂环境的温湿度变化，保证在合适的喷涂条件下进行喷涂作业，不合适的环境下停工或在高湿环境下加一定量化白水再进行喷涂。

2.3.5 漆黏度的调制不当

涂料的黏度值对于涂装效果有很大的影响。黏度过低时，漆层薄，遮盖力差，保护作用弱，表面容易受腐蚀而损坏。黏度过高，可能使流平性不好，漆膜厚度不容易控制，这也是导致漆膜过厚，干燥时间延长，漆膜发白的原因之一。如果工人仅根据经验调漆，取大概黏度值，就会影响家具产品的涂装效果。

2.3.6 水性着色剂导致漆膜发白

格丽斯又名仿古漆，是一种擦涂用着色剂，分为油性格丽斯和水性格丽斯。部分家具公司所用格丽斯为水调制而成，在涂饰完格里斯后待干时间未达到4 h，即进行其他喷涂。待干后，残留的水分，会随着时间的延长而在漆膜与漆膜之间形成微小液囊，慢慢地出现漆膜发蒙，甚至泛白。

2.3.7 待干环境控制

部分家具公司待干区采用全开放或半封闭，内设有鼓风机控制空气流速，或设有空调用于维持待干温度在25 ℃左右。然而待干区空间较大，封闭性不好，空调的温度很难维持在25 ℃。待干房部分区域有太阳直射现象，促进了木材对紫外光的吸收，从而加速木材表面的光降解作用。这两方面也是导致产品发白的原因。

2.4 涂料本身问题

2.4.1 稀释剂

各涂料公司生产的涂料配方有一定的差异性。一般来说PE漆稀释剂是由甲苯、苯乙烯、丙酮按一定的重量百分比配制而成。Pu漆稀释剂是由二甲苯、甲基异丁基酮或醋酸正丁酯、甲基异丁基酮按一定重量百分比配制而成的混合溶剂。某些稀释剂相对沸点较低，挥发过快，瞬间降温速度过快，空气中水汽冷凝进入漆膜表面不相容而发白。稀释剂使用不配套时，残留有酸或碱之类的物质，会随着时间的延长而腐蚀漆膜而发白。稀释剂溶解力不够，使油漆树脂析出而发白。

2.4.2 润湿剂

润湿分散剂吸附于粉料表面，促进液体/固体界面的相互作用。润湿分散剂用量不足可能造成油漆中局部的粉料浓度超过临界颜料体积浓度（CPVC），出现粉料不被漆料润湿而被空气包围的情况。空气折射率和粉料折射率的差别远大于树脂折射率和粉料折射率的差别造成了漆膜发白现象。润湿剂用量不足，会造成粉料在漆料中堆积不均匀，而出现漆膜发白。

2.4.3 树脂

笔者发现有一部分发白产品用小火微烤，原本的发白现象会减轻甚至消失，待热源撤去，慢慢冷却后发白又出现。初步推断为树脂[7]中含有低熔点成分，而这些低熔点成分，在低温下以不定型微晶或微小液囊析出，而表现为发白。

3 结论和建议

引发木器漆漆膜发白的原因可归结为基材含水率过高、施工环境湿度高、施工工艺及工人操作不规范和涂料四方面。

为克服家具漆膜发白现象，建议家具制造过程中做好如下几方面工作：

1）重视基材前期处理。“要砌墙，先打夯”，基材前期处理是施工的基础，影响着最终产品的质量，决定着全局。故家具公司应使用专用干燥设备和干燥工艺严格控制基材的平衡含水率。

2）规范作业者的行为。家具公司应要求作业者佩戴手套，补灰、修缝时不能偷工减料，不能在漆膜还未干时进行搬运，配漆不能只凭经验操作，要严格按照配料比，两次重涂之间的时间不能短于规定时间，遵循“薄而多遍”的原则。

3）加强施工人员和管理人员的培训。各家具公司要提升操作厂区监管力度，确保基础设施如抽湿机、温湿度计、黏度杯功能正常，有效控制温湿度，改善施工环境，温湿度过高时停止喷涂作业，避免产品在喷涂区湿度过高，待干区被太阳光照射，发现有发白现象产生及时修正后再施工等。

4）由于油漆质量的复杂性，可根据季节与温湿度的变化微调涂料成分比例，适当改变配方，比如调节稀释剂的加入量、润湿分散剂用量等。可根据面板的颜色深浅选择涂料配方，一般深色系面板比浅色系等更易发白，对涂料性能要求更高些，高固底漆等不适合使用在深色面板的木器漆；同时注意精准规范涂料贮存环境，已调好涂料的活化期等。

[1]金琼.聚氨酯涂料生产现状及其在各个领域的应用[J].中国涂料,1998,13(6):17-20.

[2]蒋德强.双组分聚氨酯涂料固化交联剂的现状与未来[J].现代涂料与涂装,1995(2):19-23.

[3]秦总根,涂伟萍.聚氨酯涂料的常见病态及其预防方法[J].涂料工业,2003,33(6):46-48.

[4]陈小文,荆红德,练世斌,等.润湿分散剂对聚氨酯底漆漆膜界面行为的影响[J].涂料工业,2005,35(4):14-18.

[5]陈小文,荆红德,练世斌,等.2K Pu透明底漆漆膜发白现象的实验室模拟研究[J].涂料工业,2005,35(3):36-39.

[6]陈小文,贾欣茹,荆红德,等.聚氨酯涂料漆膜发白现象的研究与病因分析[J].涂料工业,2005,35(9):43-45.

[7]虞胜安.漆膜发白机理及其防治[J].通信与广播电视,1995(4):93-96.