氮羟甲基树脂改性木材的涂饰及老化性能研究

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氮羟甲基树脂DMDHEU作为改性剂改性木材,能有效改善木材的物理力学性能,如降低含水率、提高尺寸稳定性、增强胶结强度等,而改性木材的涂饰性能在实际应用中也具有意义。本研究以氮羟甲基树脂DMDHEU为改性剂处理杨木,研究改性处理对杨木涂饰及老化性能的影响,主要调查分析了木材表面接触角、漆膜厚度、漆膜干燥速率、漆膜附着力、漆膜粘附性能、耐磨值等性能变化,涂饰与未涂饰木材老化过程中表面颜色和紫外降解等变化,综合分析得出以下主要结论:1) DMDHEU树脂浸渍木材显示了一定量的增容,这表明DMDHEU树脂分子量很小,具有很好的水分散性,能进入木材的细胞壁内,具备了木材细胞壁改性的前提条件;2)水在木材表面初始接触角为80°,与水性丙烯酸底漆相当。丙烯酸透明面漆接触角远大于水和水性底漆。相较丙烯酸透明面漆和水性底漆,水性丙烯酸白色和棕色两种面漆的初始接触角明显更低。与水性漆比较,油性的聚氨酯漆表观粘度更大。氮羟甲基树脂处理木材对水性丙烯酸涂料在其表面的润湿性略有改善,表面接触角降幅约为30%,而对油性的聚氨酯涂料没有影响;3)透明水性丙烯酸涂料在未处理材上的表干速率明显比其在处理材上快,而其它三种涂料在未处理材和处理材上的表干时间相当。与表干时间类似,透明水性丙烯酸涂料在处理材和未处理材上的全干时间最长,而其它三种涂料的相当。与涂料在未处理木材表面的全干时间相比,木材DMDHEU树脂改性处理,基本不改变涂料的全干时间。聚氨酯白油性漆的漆膜附着力对处理材和未处理材都远远大于三种水性丙烯酸漆。三种水性丙烯酸涂料对处理材的漆膜附着力均比未处理材高。总体说明木材化学改性对所用涂料在其表面的干燥速率和漆膜附着力没有显著影响;4)木材改性稍微减少了涂饰木材上干燥漆膜之间的黏附(blocking effect),涂饰木材间漆膜的黏附主要取决于涂料的种类;5)水性透明丙烯酸白漆涂饰木材表面耐磨度比油性聚氨酯涂饰木材要差,改性木材比未处理木材表面更耐磨,涂饰后木材的耐磨性也具有相同的效果,改性对聚氨酯漆的表面耐磨度增强效果尤其明显;6) DMDHEU处理木材可以抑制其老化过程中木质素和半纤维素的降解;7)半透明涂料涂饰木材,紫外光会透过漆膜降解木材表面的木质素,从而导致漆膜与木材表面附着力降低,涂饰木材发生颜色变化,不透明涂料涂饰木材,紫外光主要被漆膜反射或吸收,不能透过漆膜对木材基质造成降解;由此得出结论,氮羟甲基树脂改性木材未对木材涂饰性能产生明显的负面影响。
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