1. 研究目的与意义
秸秆人造板外观质量较差,具有颜色深、表面粗糙、无观赏纹理等缺陷, 使其在直接使用上受到限制。为了扩大它的使用范围, 提高其使用价值, 表面必须进行装饰加工。
通过本课题主要研究基于涂饰生产车间的技术，在秸秆板上刷不同的腻子，然后在分别在这些秸秆板上涂饰一底一面、两底两面以及三底三面的漆膜，研究在秸秆板表面刷不同腻子与喷不同次数底漆和面漆对于秸秆板表面的漆膜漆膜附着力的影响，寻求刷不同腻子与喷表面油漆的最佳方案。以此在保证表面漆膜附着力的基础上，尽可能地合理喷涂底漆和面漆，达到最佳的组合，降低秸秆板表面涂饰的成本，推广秸秆板的使用。
2. 国内外研究现状分析
1.1有关秸秆板的研究情况
农作物秸秆制板技术始于 20 世纪初,源于西欧。1921 年美国利用甘蔗渣制造软质纤维板,20 世纪 40 年代末以后,以甘蔗渣、麻秆等经济作物的秸秆为原料的人造板厂均有不同程度的发展。20 世纪 70 年代,以玉米秸秆、棉秆为原料制人造板进行研究,效果不甚理想。进入 90 年代,美国、加拿大、德国等发达国家研究农作物秸秆人造板的势头强劲,其中生产麦秸板的瑞典 daproma公司、美国 prime board 公司及加拿大 isobord 公司规模较大;此外,农作物秸秆还被制成墙体板材、麦秸中密度纤维板和麦秸定向刨花板。但是由于国外秸秆的收集成本及投资成本过高,导致秸秆刨花板的生产成本相对高于木材加工剩余物,故产品在价格上不具备与普通木材刨花板的竞争优势,导致有的工厂关闭或转产[ 1 0 ]。
我国农作物秸秆人造板的研究起步较晚,始于 20 世纪 70 年代,主要有中国林科院、南京林业大学、东北林业大学等单位,并建立了一些生产线。20 世纪 90 年代后期,随着国外 mdi 生产秸秆板取得成功,国内也开始进行大规模的研究开发,研究方向主要集中在秸秆中密度板、麦秸纤维板、水泥、麦秸刨花板、麦秸与塑料复合人造板等方面。目前我国已建和在建的秸秆人造板生产线共 9 条,总生产能力达 30 万 m3,其 中 大 部 分 以 稻 秸 为 原 料 。到 2010 年 ,我 国秸秆人造板的总产量已经位居世界第一[ 1 1 ]。
3. 研究的基本内容与计划
3.1 材料和设备
麦秸板: 密度为0.75 g/ cm3, 生产时所用胶粘剂为异氰酸酯, 由江苏省速生木材与农作物秸秆材料工程技术研究中心提供；
聚氨酯腻子（腻子质量比：聚氨酯清漆10 滑石粉75 松香水15 钛白粉4）
聚醋酸乙烯酯（腻子质量比：聚醋酸乙烯酯21 石膏粉94 水49 钛白粉4）
异氰酸酯（腻子质量比：异氰酸酯10 滑石粉75 松香水15 钛白粉4）
氧化锌橡皮膏: GB2771- 81 医用橡皮膏。
EF-漆膜附着力测定仪，也可采用具有等同实验结果的其他型号附着力测定仪。
观察灯：60W白色磨砂灯泡。
4倍放大镜。钻孔装置；测量显微镜；记号笔。
3.2 试样
规格为250mm200mm，总共9块，试件编号1~9号。
试样表面涂饰完工后至少存放10d，并达到完全干燥后，方可进行实验。
试样表面应平整，漆膜无划痕、鼓泡等缺陷。
3.3 实验条件
实验室和生产涂饰车间温度20C2C，相对湿度60％~70％。
3.4 试验步骤
实色涂饰工艺过程：表面清净、缺陷腻平、白胚砂光、全部填平、填补腻子、涂饰底漆、砂磨涂层、涂饰底漆、涂饰面漆
3.4.1 基材准备
清理基材，对于磨砂好的基材使用吸尘布清理干净。
3.4.2 腻子制备
腻子是对表面进行填空、找平, 同时借其附着力保证涂料牢固地粘附在基材表面。腻子中粘结剂树脂的选择是提高各种材料相容性和涂层附着力的重要因素。本实验采用聚氨酯（质量比为：聚氨酯清漆10 滑石粉75 松香水15 钛白粉4）；异氰酸酯（腻子质量比：异氰酸酯10 滑石粉75 松香水15 钛白粉4）；聚醋酸乙烯酯（腻子质量比：聚醋酸乙烯酯21 石膏粉94 水49 钛白粉4）。
3.4.3 刮涂腻子
将9个试件按照顺序分为3组，第一组刮涂聚氨酯，第二组刮涂异氰酸酯，第三组刮涂聚醋酸乙烯酯。
刮涂腻子要在光亮处操作，先将腻子填入有缺陷处，然后刮平，等待24h让其自然干燥。每组腻子刮涂两遍，在实施过程中，采用相同的腻子质量，尽可能的保证每次腻子的厚度相同。
将每组刮涂好腻子的秸秆板置于电热鼓风干燥箱中干燥, 干燥温度在60~100C之间，干燥至不粘手为准, 以便于砂光。腻子干燥后都要用砂纸仔细打磨, 先用240目砂纸进行粗砂, 再用400 目砂纸打磨到表面平整。
3.4.4喷涂涂料
将9个试件带到涂饰生产车间进行油漆涂饰，每个小组的三个试件，表面分别进行刮涂、刷涂、喷涂。整个喷涂的工艺完全按照生产车间的标准来进行，喷涂要求均匀, 避免流挂。涂饰后的秸秆板置于烘箱中干燥漆膜, 温度为80C,时间为30 min。
各个试件编号的刮涂腻子和表面涂饰的情况如下表所示：
表面涂饰 表面腻子 | 刮涂 | 刷涂 | 喷涂 |
聚氨酯 | 1号试件 | 2号试件 | 3号试件 |
异氰酸酯 | 4号试件 | 5号试件 | 6号试件 |
聚醋酸乙烯酯 | 7号试件 | 8号试件 | 9号试件 |
4、 漆膜性能测试
4.1、漆膜附着力测试
按照国家标准( GB489314- 1985) , 在每件试件上取3 个不同的测试试验区域, 试验区域中心距离试样边缘不小于40 mm, 两试验区域中心相距不小于65 mm。用刀刃在试验区域的漆膜表面切割互成直角的格状割痕, 每组割痕都包括11 条长为35 mm, 间距为2 mm的平行割痕线。用漆刷轻轻掸去漆膜浮屑, 将氧化锌橡皮膏压贴在试验区域上, 顺对角线方向猛揭1 次,然后用4 倍的放大镜从各个方向仔细检查试验区域漆膜损伤情况。
具体操作如下:
（1） 在试样上取三个实验区域（尽量选择不在纹理部位），试验区域中心距试样边缘不小于40mm,两实验区域中心相聚不小于65mm.
（2 ） 在GB4893.5-85《家具表面漆膜厚度测定法》，在每个实验区域的相邻部位分别测定三点漆膜厚度，结果取三点读数的算术平均值。
（3） 将刀片装入刀片夹紧器，使刀刃露出模板的距离为0.3mm0.02mm。
（4） 将刀片夹紧器中的刀刃沿着模板割槽在试验区域的漆膜表面切割出两组互成直角的格状割痕，每组割痕都包括11条长为35mm，间距为2mm的平行割痕，所有切口应穿透到基材的表面。割痕方向与木纹方向近似为45。
（5） 用漆刷轻轻掸去漆膜浮屑，将氧化锌橡皮膏用手指按压粘贴在实验区域上，顺对角线方向猛揭一次。
(6) 在观察灯下，用4倍放大镜从各个方向仔细检查实验区域漆膜损伤的情况。
4.1.1、实验结果的评定和实验报告
分级标准如下：
等级 | 说明 |
1 2 3 4 5 | 割痕光滑，无漆膜剥落 割痕交叉处有漆膜剥落，漆膜沿割痕有少量断续剥落 漆膜沿割痕有断续或连续剥落 50％以下的切割方格中，漆膜沿割痕有大碎片剥落或者全部剥落 50％以上的切割方格中，漆膜沿割痕有大碎片剥落或者全部剥落 |
4.1.2、实验区域评定
同一试样上的三个实验区域须分别评定，以两个试验区一致的评定为最终值，不一致时，可重复一次。
4.1.3、实验报告包括下列内容
实验日期；试样的涂料东风名称和简要的涂饰工艺；试样涂饰完工后的存放的时间；实验的结果（每一试验区域漆膜厚度的平均值；附着力等级及说明漆膜剥落类型；最终实验值）。
4.2、漆膜光泽测试
4.2.1、设备和材料
光电光泽仪(要求仪器重现性不低于2%)；绒布或者擦镜纸。
4.2.2、试样
规格为250mm*200mm。试样完工后至少存放10d，并达到完全干燥后，方可实验。试样表面应平整，漆膜无划痕、鼓泡等缺陷。
4.2.3、实验条件
实验室温度20℃2℃，相对湿度60%~70%。
4.2.4、实验步骤
①按照仪器的使用说明，选择较量和校正仪器的指针至标准版的标定值。
②擦净试样的表面，每一试样取三个实验区域，一个在试样的中心，另两个在任意位置。
③将侧头放在实验的区域上，并使木纹方向顺着侧头内光线的入射和反射方向。
④读出光泽度（读数准确到1%），结果取3点读数的算术平均值。
⑤每测定一块试样，用标准版来校对一次。
4.3、漆膜耐磨性测试
4.3.1、设备和材料
漆膜魔耗仪(工作盘转速70~75r/min)；砂轮修整器；橡胶砂轮（JM-120，厚10mm,直径50mm）；吸尘器；天平。
4.3.2、试样
规格：120mm*120mm的方板，中心开一个直径为8.5mm的小孔。
试样涂饰完工后至少存放10d，并达到完全干燥后，方可实验。
试样表面应平整，漆膜无划痕、鼓泡等缺憾。
送样时，应附送试报告，内容包括涂料的名称，简要涂饰工艺，制作时间等。
4.3.3试验的条件
实验室温度20℃2℃，相对湿度60%~70%。磨转次数根据产品标准,建议次数：400、1000、2000、3000、4000、5000
4.3.4试验步骤
①按照GB4893.585《家具表面漆膜厚度测定法》，在试样中部直径不大于65mm的范围内取均布三点漆膜的厚度，然后取三点读数的算术平均数。
②将试样固定于磨耗仪工作盘上，加压臂上加1000g砝码和经整新的橡胶砂轮。臂的末端加上砂轮质量相等的平衡砝码。
③放下加压臂和吸尘嘴，依次开启电源的开关、吸尘的开关盒转盘开关。
④试样先磨50转，使漆膜表面呈平整均匀的磨耗圆环。取出试样，刷去浮屑，称重（精确到0.001g）。
⑤继续磨砂100转，取下试样，刷去磨屑, 称重（精确到0.001g），前后质量之差即为漆膜失重。
⑥调整计数器到规定的磨转的次数（应减去100），继续磨砂。试验终止后，观察漆膜表面磨损。
⑦平行试验三件。
⑧每件试样都必须用整新的橡胶砂轮进行试验，砂磨中途不得更换砂轮。
4. 研究创新点
本实验采用的是双因素随机试验，试验因素为刮涂不同腻子和不同涂饰方法，探究这两个因数对于秸秆板表面实色涂饰漆膜的附着力的影响，采用正交实验来进行分析，得出相关的结论，寻求刷不同腻子与喷表面油漆的最佳方案。
最后成果的表现形式为实验报告，通过实验报告来展现刮涂不同腻子与底漆面漆涂饰遍数对于漆膜附着力、漆膜的表面光泽度以及漆膜的耐磨性的影响，在保证表面漆膜附着力的基础上，尽可能地合理喷涂底漆和面漆，使得其表面光泽好，耐磨，达到最佳的组合，降低秸秆板表面涂饰的成本，推广秸秆板的使用。
