一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺

技术领域

本发明属于木皮表面处理领域，具体涉及一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺。

背景技术

木皮是一种常见的装饰材料，主要用于家具、装饰贴面板、木门、地板面料等生产领域，由旋切或锯制方法生产的木质薄片状材料，其厚度通常为0.4-1.0mm之间，可分为组合木皮、天然木皮和染色木皮等。组合木皮又称包覆木皮，现有包覆工艺普遍采用PVC、三聚氰胺纸以及木皮原皮作为原材料，但是PVC、三聚氰胺存在非实木视觉效果及质感不佳问题，且木皮原皮颜色单一，多为人工作业喷漆，无法实现工业化以及达到全封闭效果；且由于木皮纤维质脆易折断，而现有木皮一般未经表面处理，直接进入包覆工序，易在包覆过程出现木皮开裂、断裂问题，降低成品率及影响后续操作流程。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺。

本发明的技术方案概述如下：

一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺，包括以下步骤：

S1：软化处理：将厚度为15-30mm的木皮浸于软化液中，55-65℃浸泡处理0.5-1h后，洗涤、干燥；

所述软化液由以下质量份原料组成：乙醇钠8-15份、1,2-丙二胺10-15份、氨基硅烷偶联剂6-12份、季铵盐表面活性剂2-3份、水100份；

S2：表面处理：在S1软化处理后木皮两侧表面均匀涂覆自修复形状记忆聚合物乳液，单面涂覆量为15-20g/m

所述自修复形状记忆聚合物乳液由以下质量份原料制成：聚四亚甲基醚二元醇30-40份、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯20-30份、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮12-18份、有机锡催化剂1-2份、水性环氧树脂15-20份、硅丙乳液10-15份、四氢呋喃20-30份、去离子水15-25份；

S3：在S2表面处理后木皮的一面粘贴自粘无纺布，并作为木皮的背面；

S4：在S3处理后木皮的正面辊涂UV透明弹性底漆和UV白色高遮盖底漆，且UV透明弹性底漆的辊涂量为15-20g/m

S5：在S4处理后木皮的正面辊涂UV透明弹性面漆，辊涂量为20-30g/m2，紫外光固化后，即可。

进一步地，所述软化液用量以液面稍没过木皮为宜。

进一步地，所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N–(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

进一步地，所述季铵盐表面活性剂包括双癸基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中一种或多种。

进一步地，所述2-脲基-4[1H]-嘧啶酮的化学结构式如下：

进一步地，所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡中一种或多种。

进一步地，所述自修复形状记忆聚合物乳液的制备方法为：

(1)将聚四亚甲基醚二元醇加热至95-115℃，真空脱水1-2h；

(2)在氮气保护下，将脱水后的聚四亚甲基醚二元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、有机锡催化剂混合均匀，85-95℃反应2-3h，得到聚氨酯预聚体；

(3)将2-脲基-4[1H]-嘧啶酮加入四氢呋喃中，搅拌溶解后，与聚氨酯预聚体混合均匀，60-65℃搅拌反应1.5-3h后，加入水性环氧树脂、硅丙乳液，搅拌均匀后，再加入去离子水，充分搅拌后，即得所述自修复形状记忆聚合物乳液。

进一步地，所述UV透明弹性底漆包括以下质量份原料：聚氨酯丙烯酸酯40-50份、酸酐改性环氧丙烯酸酯20-25份、苯丙乳液15-20份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1-5份、消泡剂1-5份。

进一步地，所述UV白色高遮盖底漆包括以下质量份原料：聚氨酯丙烯酸酯40-50份、酸酐改性环氧丙烯酸酯20-25份、苯丙乳液20-30份、金红石型钛白粉25-40份、乙烯基三乙氧基硅烷4-6份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1-5份、2-过氧化丁酮1-3份、消泡剂1-5份。

进一步地，所述UV透明弹性面漆包括以下质量份原料：聚氨酯丙烯酸酯40-50份、聚酯改性环氧丙烯酸酯20-25份、苯丙乳液15-20份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1-5份、消泡剂1-5份。

本发明的有益效果：

1、本发明首次利用聚四亚甲基醚二元醇、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮反应合成兼具多重动态氢键和形状记忆效应的自修复聚氨酯，将动态热可逆的四重氢键引入聚氨酯分子链中，并以形状记忆效应作为辅助恢复力，进而制成具有形状记忆效应自修复的聚合物乳液，在渗透作用下，使木皮内部填满自修复形状记忆聚合物，形成内外相连的一体化自修复形状记忆聚合物保护层，当木皮出现裂痕或裂缝，裂痕或裂缝处的自修复形状记忆聚合物在加热作用下进行重组和可逆交换作用，进而实现对木皮裂痕或裂缝的快速自主修复，且修复效率高，进而实现木皮的多次循环使用。

2、本发明利用软化液预处理木皮，通过软化液中乙醇钠、1,2-丙二胺溶出木皮纤维素和半纤维素成分，使木皮纤丝倾角增大，因而在一定的角度内拉伸、变形木皮，仍能得以复原、恢复，提高木皮的塑形韧性，另一方面，软化液破坏木皮中纤维素、半纤维素、木质素中的氢键、酯键，进一步提高木皮的塑性和松弛性能。此外，利用软化液预处理木皮，使木皮表面木质素和纤维素部分水解，一方面使木皮表面粗糙化，使其表面出现凹凸不平的微小结构或微孔结构，提高对氨基硅烷偶联剂的表面负荷量，并使木皮结构更加疏松，且季铵盐表面活性剂具有润湿、促进渗透作用，协同促进氨基硅烷偶联剂向木皮内部渗入，进一步提高氨基硅烷偶联剂的修饰效果，另一方面，由于木皮表面中大量微小结构或微孔结构的存在，易于自修复形状记忆聚合物乳液涂覆、热压处理，并促进自修复形状记忆聚合物乳液向木皮内部渗透，提高结合强度，同时，自修复形状记忆聚合物乳液中游离-NCO、环氧基与木皮暴露的活性羟基结构及其负载的氨基硅烷偶联剂发生交联作用，进一步提高自修复形状记忆聚合物乳液的粘结强度。

3、本发明利用自修复形状记忆聚合物乳液表面涂覆、热压木皮，使其部分渗透进木皮内部，形成内外相连的聚合物保护层，增加木皮柔韧性，防止木皮开裂、断裂，提高木皮的力学性能。

4、本发明通过合理控制UV底漆的辊涂量及数码喷绘实木仿真纹理图案，形成全封闭效果的数码喷涂饰面，相比于天然木皮，克服了无法工业化量产、成本昂贵、原料稀少的问题，相比于染色木皮，又不会出现褪色黄变问题。

附图说明

图1为本发明数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明提供一实施例的数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺，包括以下步骤：

S1：软化处理：将厚度为15-30mm的木皮浸于软化液中，且软化液用量以液面稍没过木皮为宜，55-65℃浸泡处理0.5-1h后，洗涤、干燥；

所述软化液由以下质量份原料组成：乙醇钠8-15份、1,2-丙二胺10-15份、氨基硅烷偶联剂6-12份、季铵盐表面活性剂2-3份、水100份；所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N–(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；所述季铵盐表面活性剂包括双癸基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中一种或多种；

S2：表面处理：在S1软化处理后木皮两侧表面均匀涂覆自修复形状记忆聚合物乳液，单面涂覆量为15-20g/m

所述自修复形状记忆聚合物乳液由以下质量份原料制成：聚四亚甲基醚二元醇30-40份、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯20-30份、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮12-18份、有机锡催化剂1-2份、水性环氧树脂15-20份、硅丙乳液10-15份、四氢呋喃20-30份、去离子水15-25份；所述2-脲基-4[1H]-嘧啶酮的化学结构式如下：

所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡中一种或多种；

所述自修复形状记忆聚合物乳液的制备方法为：

(1)将聚四亚甲基醚二元醇加热至95-115℃，真空脱水1-2h；

(2)在氮气保护下，将脱水后的聚四亚甲基醚二元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、有机锡催化剂混合均匀，85-95℃反应2-3h，得到聚氨酯预聚体；

(3)将2-脲基-4[1H]-嘧啶酮加入四氢呋喃中，搅拌溶解后，与聚氨酯预聚体混合均匀，60-65℃搅拌反应1.5-3h后，加入水性环氧树脂、硅丙乳液，搅拌均匀后，再加入去离子水，充分搅拌后，即得所述自修复形状记忆聚合物乳液；

S3：在S2表面处理后木皮的一面粘贴自粘无纺布，并作为木皮的背面；

S4：在S3处理后木皮的正面辊涂UV透明弹性底漆和UV白色高遮盖底漆，且UV透明弹性底漆的辊涂量为15-20g/m

S5：在S4处理后木皮的正面辊涂UV透明弹性面漆，辊涂量为20-30g/m

实施例1

一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺，包括以下步骤：

S1：制备原料：

S101：将以下质量份原料混合均匀，配制软化液：乙醇钠8份、1,2-丙二胺10份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、双癸基二甲基氯化铵2份、水100份；

S102：制备自修复形状记忆聚合物乳液：

(1)按以下质量份备料：聚四亚甲基醚二元醇30份、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯20份、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮12份、二丁基锡二月桂酸酯1份、水性环氧树脂15份、硅丙乳液10份、四氢呋喃20份、去离子水15份；所述2-脲基-4[1H]-嘧啶酮的化学结构式如下：

(2)将聚四亚甲基醚二元醇加热至95℃，真空脱水1.5h；

(3)在氮气保护下，将脱水后的聚四亚甲基醚二元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯混合均匀，85℃反应2h，得到聚氨酯预聚体；

(4)将2-脲基-4[1H]-嘧啶酮加入四氢呋喃中，搅拌溶解后，与聚氨酯预聚体混合均匀，60℃搅拌反应1.5h后，加入水性环氧树脂、硅丙乳液，搅拌均匀后，再加入去离子水，充分搅拌后，即得所述自修复形状记忆聚合物乳液；

S103：将以下质量份原料混合均匀，配制UV透明弹性底漆：聚氨酯丙烯酸酯40份、酸酐改性环氧丙烯酸酯20份、苯丙乳液15份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、消泡剂1份；

S104：将以下质量份原料混合均匀，配制UV白色高遮盖底漆：聚氨酯丙烯酸酯40份、酸酐改性环氧丙烯酸酯20份、苯丙乳液20份、金红石型钛白粉25份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、2-过氧化丁酮1份、消泡剂1份；

S105：将以下质量份原料混合均匀，配制UV透明弹性面漆：聚氨酯丙烯酸酯40份、聚酯改性环氧丙烯酸酯20份、苯丙乳液15份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份、消泡剂1份；

S2：软化处理：将厚度为15mm的木皮浸于S101所得软化液中，且软化液用量以液面稍没过木皮为宜，55℃浸泡处理0.5h后，洗涤、干燥；

S3：表面处理：在S2软化处理后木皮两侧表面均匀涂覆S102所得自修复形状记忆聚合物乳液，单面涂覆量为15g/m

S4：在S3表面处理后木皮的一面粘贴自粘无纺布，并作为木皮的背面；

S5：在S4处理后木皮的正面辊涂S103所得UV透明弹性底漆和S104所得UV白色高遮盖底漆，且UV透明弹性底漆的辊涂量为15g/m

S6：在S5处理后木皮的正面辊涂S105所得UV透明弹性面漆，辊涂量为20g/m

实施例2

一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺，包括以下步骤：

S1：制备原料：

S101：将以下质量份原料混合均匀，配制软化液：乙醇钠12份、1,2-丙二胺13份、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷10份、十六烷基三甲基氯化铵2.5份、水100份；

S102：制备自修复形状记忆聚合物乳液：

(1)按以下质量份备料：聚四亚甲基醚二元醇35份、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯25份、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮15份、二醋酸二丁基锡1.5份、水性环氧树脂18份、硅丙乳液12份、四氢呋喃25份、去离子水20份；所述2-脲基-4[1H]-嘧啶酮的化学结构式如下：

(2)将聚四亚甲基醚二元醇加热至105℃，真空脱水1.5h；

(3)在氮气保护下，将脱水后的聚四亚甲基醚二元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二醋酸二丁基锡混合均匀，90℃反应2.5h，得到聚氨酯预聚体；

(4)将2-脲基-4[1H]-嘧啶酮加入四氢呋喃中，搅拌溶解后，与聚氨酯预聚体混合均匀，65℃搅拌反应2h后，加入水性环氧树脂、硅丙乳液，搅拌均匀后，再加入去离子水，充分搅拌后，即得所述自修复形状记忆聚合物乳液；

S103：将以下质量份原料混合均匀，配制UV透明弹性底漆：聚氨酯丙烯酸酯45份、酸酐改性环氧丙烯酸酯23份、苯丙乳液18份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1-5份、消泡剂1-5份；

S104：将以下质量份原料混合均匀，配制UV白色高遮盖底漆：聚氨酯丙烯酸酯40-50份、酸酐改性环氧丙烯酸酯23份、苯丙乳液25份、金红石型钛白粉32份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮3份、2-过氧化丁酮2份、消泡剂3份；

S105：将以下质量份原料混合均匀，配制UV透明弹性面漆：聚氨酯丙烯酸酯45份、聚酯改性环氧丙烯酸酯23份、苯丙乳液18份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮3份、消泡剂3份；

S2：软化处理：将厚度为15-30mm的木皮浸于S101所得软化液中，且软化液用量以液面稍没过木皮为宜，60℃浸泡处理1h后，洗涤、干燥；

S3：表面处理：在S2软化处理后木皮两侧表面均匀涂覆S102所得自修复形状记忆聚合物乳液，单面涂覆量为18g/m

S4：在S3表面处理后木皮的一面粘贴自粘无纺布，并作为木皮的背面；

S5：在S4处理后木皮的正面辊涂S103所得UV透明弹性底漆和S104所得UV白色高遮盖底漆，且UV透明弹性底漆的辊涂量为18g/m

S6：在S5处理后木皮的正面辊涂S105所得UV透明弹性面漆，辊涂量为20-30g/m

实施例3

一种数码喷涂饰面全封闭效果包覆木皮工艺，包括以下步骤：

S1：制备原料：

S101：将以下质量份原料混合均匀，配制软化液：乙醇钠15份、1,2-丙二胺15份、N–(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3份、水100份；

S102：制备自修复形状记忆聚合物乳液：

(1)按以下质量份备料：聚四亚甲基醚二元醇40份、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯30份、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮18份、辛酸亚锡2份、水性环氧树脂20份、硅丙乳液15份、四氢呋喃30份、去离子水25份；所述2-脲基-4[1H]-嘧啶酮的化学结构式如下：

(2)将聚四亚甲基醚二元醇加热至115℃，真空脱水2h；

(3)在氮气保护下，将脱水后的聚四亚甲基醚二元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、辛酸亚锡混合均匀，95℃反应3h，得到聚氨酯预聚体；

(4)将2-脲基-4[1H]-嘧啶酮加入四氢呋喃中，搅拌溶解后，与聚氨酯预聚体混合均匀，65℃搅拌反应3h后，加入水性环氧树脂、硅丙乳液，搅拌均匀后，再加入去离子水，充分搅拌后，即得所述自修复形状记忆聚合物乳液；

S103：将以下质量份原料混合均匀，配制UV透明弹性底漆：聚氨酯丙烯酸酯50份、酸酐改性环氧丙烯酸酯25份、苯丙乳液20份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮5份、消泡剂5份；

S104：将以下质量份原料混合均匀，配制UV白色高遮盖底漆：聚氨酯丙烯酸酯40-50份、酸酐改性环氧丙烯酸酯25份、苯丙乳液30份、金红石型钛白粉40份、乙烯基三乙氧基硅烷6份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮5份、2-过氧化丁酮3份、消泡剂5份；

S105：将以下质量份原料混合均匀，配制UV透明弹性面漆：聚氨酯丙烯酸酯50份、聚酯改性环氧丙烯酸酯25份、苯丙乳液20份、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮5份、消泡剂5份；

S2：软化处理：将厚度为30mm的木皮浸于S101所得软化液中，且软化液用量以液面稍没过木皮为宜，65℃浸泡处理1h后，洗涤、干燥；

S3：表面处理：在S2软化处理后木皮两侧表面均匀涂覆S102所得自修复形状记忆聚合物乳液，单面涂覆量为20g/m

S4：在S3表面处理后木皮的一面粘贴自粘无纺布，并作为木皮的背面；

S5：在S4处理后木皮的正面辊涂S103所得UV透明弹性底漆和S104所得UV白色高遮盖底漆，且UV透明弹性底漆的辊涂量为20g/m

S6：在S5处理后木皮的正面辊涂S105所得UV透明弹性面漆，辊涂量为30g/m

对比例与实施例1相同：区别在于：在S102自修复形状记忆聚合物乳液制备过程中不添加2-脲基-4[1H]-嘧啶酮。

以实施例1～3及对比例中经S3表面处理后且未经S4-S6后续处理的木皮为试验对象，用20N刮擦组件在上述木皮产品表面漆膜进行摩擦，使上述木皮表面漆膜全部刮花，以漆膜面积作为初始划痕损伤面积S1，再于105℃热处理2h后，测定处理后划痕损伤面积S2，按照公式100％×(S1-S2)/S1计算自修复效率，并测定韧性及抗拉强度，试验结果如下表所示：

由上表可知，相比于对比例1，实施例1-3采用自修复形状记忆聚合物乳液表面处理后木皮的自修复性能、韧性及拉伸强度均得到明显提升。

实施例1-3首次利用聚四亚甲基醚二元醇、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2-脲基-4[1H]-嘧啶酮反应合成兼具多重动态氢键和形状记忆效应的自修复聚氨酯，将动态热可逆的四重氢键引入聚氨酯分子链中，并以形状记忆效应作为辅助恢复力，进而制成具有形状记忆效应自修复的聚合物乳液，在渗透作用下，使木皮内部填满自修复形状记忆聚合物，形成内外相连的一体化自修复形状记忆聚合物保护层，当木皮出现裂痕或裂缝，裂痕或裂缝处的自修复形状记忆聚合物在加热作用下进行重组和可逆交换作用，进而实现对木皮裂痕或裂缝的快速自主修复，且修复效率高，进而实现木皮的多次循环使用。

实施例1-3利用软化液预处理木皮，通过软化液中乙醇钠、1,2-丙二胺溶出木皮纤维素和半纤维素成分，使木皮纤丝倾角增大，因而在一定的角度内拉伸、变形木皮，仍能得以复原、恢复，提高木皮的塑形韧性，另一方面，软化液破坏木皮中纤维素、半纤维素、木质素中的氢键、酯键，进一步提高木皮的塑性和松弛性能。此外，利用软化液预处理木皮，使木皮表面木质素和纤维素部分水解，一方面使木皮表面粗糙化，使其表面出现凹凸不平的微小结构或微孔结构，提高对氨基硅烷偶联剂的表面负荷量，并使木皮结构更加疏松，且季铵盐表面活性剂具有润湿、促进渗透作用，协同促进氨基硅烷偶联剂向木皮内部渗入，进一步提高氨基硅烷偶联剂的修饰效果，另一方面，由于木皮表面中大量微小结构或微孔结构的存在，易于自修复形状记忆聚合物乳液涂覆、热压处理，并促进自修复形状记忆聚合物乳液向木皮内部渗透，提高结合强度，同时，自修复形状记忆聚合物乳液中游离-NCO、环氧基与木皮暴露的活性羟基结构及其负载的氨基硅烷偶联剂发生交联作用，进一步提高自修复形状记忆聚合物乳液的粘结强度。

实施例1-3利用自修复形状记忆聚合物乳液表面涂覆、热压木皮，使其部分渗透进木皮内部，形成内外相连的聚合物保护层，增加木皮柔韧性，防止木皮开裂、断裂，提高木皮的力学性能。

实施例1-3通过合理控制UV底漆的辊涂量及数码喷绘实木仿真纹理图案，形成全封闭效果的数码喷涂饰面，相比于天然木皮，克服了无法工业化量产、成本昂贵、原料稀少的问题，相比于染色木皮，又不会出现褪色黄变问题。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。