常用木器涂料特性和涂装注意事项

-.z.常用木器塗料硝化纖維素拉卡的特性及塗裝上應注意事項硝化纖維素拉卡組成硝化纖維素拉卡(Nitrocelluloselacquer，以下稱為NC拉卡)，是以硝化纖維素(NC)為塗膜形成主要素的揮發乾燥型塗料。溶劑以外塗膜的成分，包含NC、樹脂及可塑劑3種類，此3種成分的性質及配合比例，對塗膜性質影響很大。A.NC、樹脂及可塑劑配合，再参加適當的溶劑溶解，即可作成透明拉卡B.假设再参加著色劑(顏料)，則可作成不透明拉卡噴漆；C.NC拉卡的組成綜合如下所示：塗膜形成NC主要素樹脂塗膜成分塗膜形成可塑劑NC副要素其他添加劑拉卡揮發塗膜形成溶劑成分助要素助溶劑香蕉水稀釋劑NC拉卡的主成分NC是NC拉卡的主成分係由高級紙漿或棉花短纖維，用硝酸在硫酸的催化下而製成，其抗張力、破裂強度優良，且與其他樹脂相溶性佳，因具有這些特性，所以適合成為塗膜形成主要素樹脂添加樹脂的目的1.增加塗膜附著性2.低黏度而有高固形份3.提高塗膜光澤度4.增進耐候、耐水及耐化學藥品性。樹脂以往是採用脫蠟達馬樹脂〔Dammer〕，松香(Rosin)等天然樹脂，現在由於性能及經濟面之因素而採用合成樹脂，一般最常使用的有不乾性短油型醇酸樹脂(ShortOilModifiedAlkydResin)，及順─丁烯二酸樹脂(MaleicResin)。除了上述樹脂外，亦可添加丁基化三聚氰胺樹脂或尿素樹脂，醇酸樹脂和尿素共縮合樹脂、醋酸乙烯樹脂、環氧樹脂及壓克力樹脂等。可塑劑添加可塑劑的目的1.使塗膜具有柔軟性2.增加塗膜耐久性3.增加塗膜附著性4.幫助塗膜保持開放狀態，使內部溶劑易於蒸發。目前最常使用的有磷苯二甲酸二丁酯(DibutylPhthalate，DBP)，磷苯二甲酸二辛酯(DioctylPhthalate，DOP)及生篦麻油(RawCasterOil)，可塑劑雖然有上述的優點，但添加量不可過多，否則塗膜易變軟，一般添加量是NC固體成分的10﹪左右。NC拉卡的助要素NC拉卡塗膜形成的機構很簡單，僅靠香蕉水的揮發即可得到連續的塗膜，而香蕉水的組成影響到塗裝作業性、乾燥時間、塗面狀態及塗膜性質，所以香蕉水的配方非常重要。一般塗料用NC大多為RS型(及含氮量11.8~12.2﹪)，此中高硝化度的NC必須使用酮類或酯類溶劑，才能溶解，但此類溶劑價格高昂。因此，在不影響溶解力下，局部也用較價廉的溶劑來取代；在選用NC拉卡香蕉水時，不但要考慮對NC的溶解力，易要考慮對樹脂及可塑劑的相溶性及溶劑的揮發速度。表一~1是NC拉卡香蕉水依溶解力及揮發速度的分類。表一~2各種木器塗料之耐藥品性〔1〕試驗項目塗料硝酸10﹪NaOH10﹪NaCI5﹪NC拉卡NC高固形分拉卡酜酸樹脂塗料氯化乙烯樹脂塗料胺基醇酸樹脂塗料環氧樹脂．胺硬化型塗料卡士漆(Cashew)聚酯樹脂塗料不飽和聚酯樹脂塗料○○△□╳△○◎◎╳╳△◎○○╳◎□◎◎○◎△◎○◎◎註：1.◎：優、○：良好、□：稍良好、△：不良、╳：極不良2.以軟鋼板塗裝2回，放置1個月後，再浸漬2晝夜，取出1小時後，觀察塗膜狀態硝化纖維素拉卡特性NC拉卡的塗膜形成主要素是高分子，只要靠溶劑的揮發即可得到連續塗膜，而形成的塗膜遇到強溶劑亦可再溶解的一種典型溶劑型塗料，其特性如下：〔1〕乾燥快速、作業性優良、修補容易且各種塗膜性能之間平衡性良好。〔2〕耐藥品性良好：常用的幾種木器塗料如表一~2所示，可知NC拉卡的耐藥品性，尚稱良好。〔3〕膜厚、耐溶劑及耐熱性不佳：因為NC為高分子，需要大量的溶劑溶解及稀釋，達到適合噴塗黏度時。其固形份很低，所以膜厚不佳；又NC拉卡係熱可塑性非反應型塗料，塗膜是線狀高分子結構，少網狀結合，故其耐溶劑及耐熱性不良。〔4〕塗膜稍會黃變，耐候性不良：NC拉卡的黃變係NC受紫外線、水分及氧氣的影響，在光劣化反應中，因光氧化反應的主鏈切斷及生成氮氧化合物所致；另外，所添加的樹脂亦會影響其黃變，假设樹脂含有共軛雙鍵結合，則會顯著促進黃變的發生，NC拉卡的黃變性如表一~3所示，通常因'製造廠的配方不同，而其黃變有很大的差異。〔5〕塗料價格廉价，但塗膜本身具有可燃性，宜特別注意。3.塗裝上應注意事項NC拉卡乾燥快速，這是產業界最喜歡採用的原因，而其塗裝方法目前最常使用的是噴塗法及靜電塗裝法；正因其乾燥快速，故用噴塗法時，要特別注意黏度的調整，並於最適合的溫度及溼度下作業；而靜電塗裝時，必須考慮塗料的霧化狀態，並用高沸點且溶解性優良的溶劑加以調整；除此之外，塗裝時常產生之缺點及其對策如下：橘皮皺(OrangePeel)〔1〕現象：塗料噴塗後，塗膜產生凹凸不平的現象。〔2〕原因：NC拉卡的速乾性；高溫通風劇烈的塗裝場所作業；噴漆壓力缺乏；噴漆距離太遠；底漆吸收過速；素材外表溫度過高，以上均易產生橘皮皺。〔3〕預防：添加一部份的高沸點溶劑或沒有副作用的流展劑；噴槍壓力調整至3.5~5kg/cm²；小物件噴塗距離維持15~20cm，人物件25~30cm；素材溫度保持在50℃以下，並採用對底漆吸收少的硬物質。〔4〕處置：輕微橘皮皺用砂紙輕輕研磨後，再用研磨膏加以磨光，假设嚴重橘皮皺，則用砂紙研磨後，重新塗裝。白化(Blushing)〔1〕現象：塗膜在乾燥過程中，或乾燥後產生白色現象；白化分為三種類，包括濕氣在塗面凝縮而形成，或樹脂析出，或NC析出而造成相分離，所形成乳白色的情形。〔2〕原因：塗料香蕉水組成不良，在高濕、低溫時。〔3〕樹脂或NC析出，形成相分離而成乳白色。素材外表溫度比室溫低時，木材含水率高時，均易產生白化。〔4〕預防：選用配合良好的香蕉水，或添加揮發性較慢的防白稀釋劑；木材含水率要低；空氣壓縮機的水分宜徹底去除。〔5〕處置：輕微白化可用研磨膏加以研磨，選擇低溼度的天氣，進行塗裝作業；嚴重白化則需重新塗裝。IV．聚酯樹脂(聚胺基甲酸酯)塗料之特性及塗裝上應注意事項〔I〕聚酯樹脂之組成與特性聚酯樹脂(PolvurethaneResir，以下稱為PU)，係在分子鏈上具有酯結合(-NHCOO-)之高分子化合物，它是由含異氰酸鹽基(-NCO)化合物與氫氧基(-OH)化合物，茌常溫下反應而得，其反應是如下：R-NCO+HO-R'→R-NHCOO-R'.....〔1〕PU塗料可以分為二液型的多羥基樹脂(Polyol)硬化型，催化劑硬化型兩種，及一液型的油變性硬化型、濕氣硬化型及加熱硬化型二種，以上五種類型之特徵如表四~1所示，而目前木器用PU塗料是以二液型的多羥基樹脂硬化型為主，故本文僅就此類型加以介紹。表四~1PU塗料之分類項目一液型二液型油變性型濕氣硬化型加熱硬化型催化劑硬化型多羥基硬化型塗料形態+O2+H2O+熱催化劑預聚合物多羥基樹脂聚異氰酸鹽遊離NCO基〔﹪〕0<100大大著色方法一般方法必須乾燥且非鹹性顏料一般方法必須乾燥且非鹹性顏枓在多羥基樹脂部份著色乾燥時間20分~4小時1~8小時視溫度而定1~2小時2~l0小時用途木質地板用屋外透明塗裝用船舶用地板、木器製品皮革、電氣絕緣電氣絕緣電磁線圈皮革、工業用保証塗裝木器製品木器製品金屬製品工業用保証塗裝特徵操作簡便價格廉价無毒性可使用時間不受限制操作簡便和多羥基硬化型有同等性能耐磨性最正确操作簡便和多羥基硬化型有同等性能乾烘時間較快速PU塗料中性能最正确者缺點PU塗料中的耐藥品性及耐久性最差厚塗時易生氣泡針孔硬化時必須高溫加熱厚塗時易生氣泡針孔，二液型操作不便二液型操作不便1.組成(1)多羥基樹脂這是二液型PU塗料的主劑，目前最常使用的有醇酸系、壓克力系及聚酯系多羥基樹脂，其構造及特徵如表四~2所示。除了上述樹脂外，最近亦開發出多種多羥基樹脂(8)，如1.三氮雜苯環多羥基樹脂(TriazinePolyol)，其相溶性及顏料分散性優良；可配製高固形份塗料；和壓克力多羥基樹脂併用，可以改进壓克力多羥基樹脂的顏料分散性。2.氟素系多羥基樹脂，可常溫硬化，耐候性及附著性優良。3.含胺(Amine)多羥基樹脂，其與異氰酸鹽反應快速，可作為速乾型塗料。(2)異氰酸鹽這是二液型PU塗料的硬化劑，目前工業上所使用的異氰酸鹽，乙二異氰酸鹽(Diiscoyanate)為主，可分為耐光性差的黃變型(芳香族)，對光安定性佳的無黃變型(脂肪族)，及居於兩者之間的難黃變型等三種，其代表例如表四~3所示，又因為二異氰酸鹽分子量小，蒸氣壓高，毐性很大，所以利用各種反應，將之高分子化而製成聚異氰酸鹽(Polyisocyanate)，如此能將毐性減至最低。表五~1木材用透明塗料塗膜之性能試驗條件硝化纖維素拉卡酸硬化胺基醇酸樹脂不飽和聚酯樹脂塗料聚樹脂塗料乾燥指觸硬化20℃75﹪RH7分60分15分12小時40分3小時20分16小時膜厚噴塗1次15μ30~40μ200~300μ30~40μ硬度SwardRocker值1日後2日後5日後121416142323333333172525光澤60°光澤度計8590拋光後80-8595耐衝擊性JIS〔高度〕荷重300克50cm10cm20cm50cm以上附著性棋盤目試驗良良良優耐熱性120℃2小時稍黃變良良稍黃變耐水性40℃24小時稍軟化稍軟化良良耐汽油性20℃8小時稍軟化稍軟化良良不黏著性40℃，18小時，400克稍黏著良良良耐酒精性20℃8小時稍軟化稍軟化良良冷熱循環－20℃,＋50℃各1小時15回無異狀15回無異狀10回無異狀20回無以上異狀主要組成硝化纖維素醇酸樹脂可塑劑醇酸樹脂變性胺基樹脂酸順丁烯二酸酐乙二醇，苯乙烯硬化劑、促進劑多羥基樹脂聚異氰樹脂主要乾燥機構蒸發聚合聚合聚合主要溶劑酯類、酮類醇類、碳化氫類醇類、碳化氫類－醇類、碳化氫類註：(1)硬度、光澤度、耐水性、不黏著性，耐酒精性試驗以玻璃板塗裝。(2)耐衝確性以馬口鐵塗裝。(3)其餘試故以Cinae合板塗裝。(III)塗裝上應注意事項PU二液型反應型塗料，調配後必須於可使用時間內使用完畢；另外主劑與硬化劑的調配比例，需依廠牌的指示使用，假设硬化劑添加缺乏，塗膜將會延遲乾燥或不乾；假设添加過多，則會因反應過於剧烈，使塗膜產生龜裂、變脆等缺點。所使用的稀釋劑不可含有醇類及水分，否則塗膜會延遲乾燥或不乾，降低物性亦會