一种人造板材的表面装饰方法及人造板材与流程

本发明属于人造板材领域，具体涉及一种在人造板材表面进行装饰的方法及产品。

背景技术

人造板材是以天然木材、非木材植物、无机非金属材料为原料，经过机械加工分离成各种单元材料后，在施加或不施加胶粘剂的情况下将各单元材料与其他添加剂胶合而成的板材或模压制品，主要包括实木多层板、刨花板和中密度纤维板等。为了使人造板材的表层强度更高、使用寿命更长、外表更加美观，一般会对人造板材的表面进行喷油漆或者粉末喷涂装饰。

传统喷漆是采用压缩空气喷枪将油性涂料以雾状均匀喷涂在工件表面。油漆在人们的生活发挥着重要的作用，是现代社会不可缺少的，但是，全世界每年从油漆涂料中挥发出来排放到大气中的挥发性有机物(voc)高达1000万吨，中国达到500万吨，是大气污染的主要来源。挥发性有机物(voc)包括有害重金属元素；苯系物，如甲苯、二甲苯、苯等；有害物质，如游离甲醛、异氰酸脂、游离苯乙烯单体；乙二醇及乙二醇醚酯类；卤代溶剂类等，在室内达到一定浓度后，短时间内会令人们感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷甚至死亡，并且会伤害到人体的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。当人们长年累月暴露在voc的工作环境下，即使低的voc浓度下，对人体也会产生特异性的毒性，如过敏和癌症等。因此，世界各国政府纷纷出台了控制油漆涂料voc的法律法规。欧盟有严格控制voc的reach法规和rohs指令，美国有carb法规，我国也出台了控制voc的gb18581强制标准，旨在控制有害物质的国内首部儿童家具标也于2012年8月1日实施。随着地球环境污染形势日益严峻，人们的环保意识不断提高，voc的排放控制将变得越来越严格，绿色环境友好型涂料将代替传统的溶剂型油漆涂料成为整个社会的共识。

当前世界上绿色环保涂料的最新发展趋势是水性涂料，粉末涂料以及无溶剂高固份涂料。无溶剂及水性涂料中由于不含有机溶剂，不会产生voc释放问题。粉末喷涂通常是用静电喷塑机或其他喷粉设备把粉末涂料喷涂到工件表面，在静电作用下，粉末会均匀吸附于工件表面，形成粉末层，粉末层经过高温烤焗、流平、固化后形成最终涂层。与传统的喷漆工艺相比，整个工艺过程中也不使用有机溶剂，不会产生voc释放问题。同时粉末本身不含重金属，无毒性，且粉末喷涂作业中未附着的粉末还可以回收再利用，无有害物排放，因而其是环保的工艺。此外通过粉末喷涂形成的涂层在机械强度、附着力、耐腐蚀性、耐老化性、成本等方法也都优于传统油漆涂层。

静电粉末喷涂工艺出现于20世纪60年代,最早是将粉末涂料应用于金属表面涂装，当固化温度在200度时，涂料几乎可100％使用，市场应用集中在汽车、家电、金属家具、建筑铝合金门窗等领域。进入20世纪90年代末,随着粉末涂料技术及喷涂设备的发展,可将静电粉末喷涂的固化温度降低到130-150度，而人造板材的耐温温度也可达到150度，这样使静电粉末喷涂工艺应用于非金属表面的人造板材的涂装在理论上成为可能。

但是，由于低温粉末涂料反应速度快，固化时间短，没有足够的时间进行表面流平，因此目前已经公开的在人造板材上进行低温粉末涂料涂层装饰的产品都是砂纹的，如本发明人的cn203010181u、cn202685037u等中国实用新型专利中的合成板材，其表面通常只能形成亚光的装饰效果。近年来，由于中国消费者对家居装饰上的消费升级，越来越钟情于表面平滑、视觉效果好的烤漆类产品，而现有低温粉末涂料的表面流平效果难以达到液体油漆超流平镜面高光，类似钢琴烤漆的效果，阻碍了粉末涂装在人造板材上的应用。

本发明人通过长期研究和实践发现，现有人造板运用低温粉末涂装技术进行表面装饰中存在如下问题：

1.人造板表面都比较粗糙，在低温喷粉前需要采用底涂涂料对人造板表面进行多次处理，以封闭纤维孔，使得表面无松散纤维，保证表面光滑，对板材进行适当的前处理是保证粉末涂料喷涂效果的必要手段，因此，前处理技术复杂，成本相对比较高。

2.人造板低温粉末涂层面漆不能达到超流平、镜面高光类似传统钢琴烤漆的表面装饰效果。由于板材自身的特性，其不宜在过高的温度环境下烘烤较长时间，因此现有的技术中所选用的低温粉末涂料普遍具有反应速度快、固化时间短的特点，在满足低温反应条件的同时，由于没有足够的时间进行表面流平，涂层面漆多含有砂纹，且只能形成亚光效果，影响了产品的档次和销路。

3.目前人造板低温粉末热转印技术以及数码喷绘技术开始应用到人造板材上，可以使人造板材上印有各种图案花纹及风景人物照片，满足装饰美观方面对于图案花纹装饰以及颜色不同效果的要求，如本发明人的cn203818901u的中国实用新型专利中的合成板材，但与传统人造板贴纸装饰面比较存在成本较高的缺点。同时热转印以及数码喷绘技术在纹理装饰面逼真度上与天然纹理存在一定的差距，不能满足高端消费的需要。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的以上不足，提供了一种人造板材的表面装饰方法及人造板材。具体内容如下：

一种人造板材，包括主板，所述主板具有两个相对的主板面和连接在两主板面间的侧面，所述人造板材还包括设置于所述主板面上的压贴纸层或压贴木皮层，设置于所述侧面上的压贴纸层或压贴木皮层或封边条，设置于所述主板面上的压贴纸层或压贴木皮层以及所述侧面上的压贴纸层或压贴木皮层或封边条上由静电喷涂的粉末涂料形成的面涂层。

本发明还在于所述主板为胶合板、刨花板、中密度纤维板、实木拼接板或硅钙板。

本发明还在于所述压贴纸为装饰纸，如薄页纸、预涂装饰纸或低压三聚氰胺浸渍纸，所述压贴木皮为实木皮或科技木皮，所述封边条为实木封边条或科技木封边条。

本发明还在于所述压贴纸或压贴木皮采用耐100-160℃温度的热固型胶进行黏贴，如水性胶、溶剂胶、脲醛胶或pur胶。

本发明还在于所述面涂层是透明或半透明层，厚度为30～250μm。

本发明还在于所述粉末涂料包括如下重量百分比的组分：含羧酸基酸值25-80mgkoh/g的无定型聚酯树脂20-60％，双酚a型环氧当量在200-1000g/当量的环氧树脂15-50％，溴化乙基三苯基鏻催化剂0.5-5％，脱气蜡1.5-5％，丙烯酸流平剂2-10％，透明颜料1-5％。

本发明还在于所述粉末涂料采用电加热中波红外辐射加热45-80秒，使粉末涂料温度达到150℃以上，再通过低温催化燃烧天燃气中波红外辐射加热100-180秒，保持粉末涂料温度在130℃-135℃以完成涂料的固化交联。

本发明还在于完成固化交联的粉末涂料使用240目至1500目砂带组合打磨，在使用砂光机打磨过程中，砂带的速度为1-5米/分钟，输送板材的速度10-20米/分钟，控制表面涂层温度不超过50℃。

本发明还在于完成打磨后的粉末涂料使用高速平板布轮抛光机进行打蜡抛光处理，抛光布轮的转速在1000-2000转/分钟，控制表面涂层温度为30-55℃。

本发明还在于人造板表面涂层零甲醛、零voc无味、镜面超流平，光泽度60度角超过95°，铅笔硬度超过2h,摆格法附着力0级，通过耐丙酮50次擦拭，具有高光镜面的装饰效果。

一种人造板材的表面装饰方法，其包括以下步骤：

1)选取人造板材，对人造板材的主板面进行装饰纸或木皮的压贴形成装饰纸压贴层或木皮压贴层，对连接在两主板面间的侧面进行装饰纸或木皮或封边条的压贴形成装饰纸压贴层或木皮压贴层或封闭条；

2)对完成压贴后的人造板材的主板面和侧面进行粉末涂料静电喷涂；

3)对完成喷涂处理后的人造板材采用红外辐射固化处理。

本发明还在于所述主板为胶合板、刨花板、中密度纤维板、实木拼接板或硅钙板。

本发明还在于所述压贴纸为装饰纸，如薄页纸、预涂装饰纸或高低压三聚氰胺浸渍纸，所述木皮为实木皮或科技木皮，所述封边条为实木封边条或科技木封边条。

本发明还在于所述粉末涂料包括如下重量百分比的组分：含羧酸基酸值25-80mgkoh/g的无定型聚酯树脂20-60％，双酚a型环氧当量在200-1000g/当量的环氧树脂15-50％，溴化乙基三苯基鏻催化剂0.5-5％，脱气蜡1.5-5％，丙烯酸流平剂2-10％，透明颜料1-5％。

本发明还在于步骤3中的红外辐射固化处理为先采用电加热中波红外辐射加热45-80秒，使粉末涂料温度达到150℃以上，再通过低温催化燃烧天燃气中波红外辐射加热100-180秒，此时保持粉末涂料温度在130℃-135℃以完成涂料的固化交联。

本发明还在于还包括以下步骤：

4)对固化处理后的人造板材表面涂层进行打磨处理；

5)对打磨后的人造板材表面涂层进行抛光处理。

本发明还在于步骤4中使用240目至1500目砂带组合打磨，在使用砂光机打磨过程中，砂带的速度为1-5米/分钟，输送板材的速度10-20米/分钟，控制表面涂层温度不超过50℃。

本发明还在于步骤5中使用高速平板布轮抛光机进行打蜡抛光处理，抛光布轮的转速在1000-2000转/分钟，控制表面涂层温度为30-55℃。

本发明所具备的技术特点和有益效果如下：

1、通过在主板面和侧面上压贴装饰纸或压贴木皮，一方面可以替代底涂涂料以封闭主板面和侧面上的纤维孔，使得表面无松散纤维，保证表面光滑，简化了粉末涂料静电喷涂前处理工序，减低了生产成本，并能保证粉末涂料喷涂效果；另一方面装饰纸和木皮的颜色、花纹、图案可以透过透明或半透明的粉末涂料面涂层为消费者所见，满足对板材表面装饰美观效果的不同需求。

2、目前的粉末涂料静电喷涂低温固化形成的人造板表面涂层一般是砂纹的，影响了表面装饰效果。本发明研发了一种流平效果优于传统高温180℃以上固化的粉末涂料，并且只需要在低温130-140℃下通过中波红外辐射加热最长3.5分钟即可完成固化的粉末涂料，并将其成功地应用于人造板的表面装饰，红外辐射固化后人造板粉末涂层通过耐mek50次擦拭，表面轻微橘皮，光泽度60°角70-80度，硬度大于1h，其边部粉末涂层光泽度超过90度，流平好无橘皮。并且本发明创新地提出对红外辐射固化后的粉末涂层进行后处理，即先使用砂光机采用多种目数砂带组合打磨，然后采用高速平板布轮抛光机对人造板粉末涂层进行打蜡抛光处理，经过1-4次往复抛光后粉末涂层漆膜达到60度角光泽度90-100°的镜面流平效果，涂层零甲醛、零voc无味，铅笔硬度超过1h,摆格法附着力1级以上，通过耐丙酮50次以上擦拭，漆膜理化性能超过家具漆膜国家标准。

附图说明

图1是本专利实施例1中合成板材的剖面结构示意图；

图2是本专利实施例1中合成板材的外形图。

图中：1-主板面；2-侧面；3-压贴纸层或压贴木皮层；4-面涂层；5-主板。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将会结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1、2所示，本实施例提供一种人造板材，包括主板6，所述主板6具有两个相对的主板面1和连接在两主板面1间的侧面2，所述人造板材还包括：设置于所述主板面1和侧面2上的由装饰纸构成的压贴纸层3，压贴纸层3中使用的装饰纸是低压三聚氰胺浸渍纸，使用的装饰纸的定量为90g/m²，采用低压法贴面。低压法贴面方法是本领域技术人员已经公知的方法，这里不再赘述。

为了达到更好的装饰效果，所述低压三聚氰胺浸渍纸的表面纹理和图案可以为以下任意一种或几种的组合：1)仿天然木材纹理；2)仿天然石材纹理；3)风景图案；4)人物图案，5)仿动物真皮图案；(6)纯色图案。

所述主板6还具有设置于所述压贴纸层3上的由静电喷涂的粉末涂料加热后交联固化形成的面涂层4，将整个主板面1和侧面2进行较好的覆盖，有效改善了人造板材表面整体的平整度，涂层固化后使人造板材的防水性能、耐温性能、表面光泽度得到显著提高。

使用的粉末涂料包括如下重量百分比的组分：含羧酸基酸值25-80mgkoh/g的无定型聚酯树脂50％，双酚a型环氧当量在200-1000g/当量的环氧树脂35％，溴化乙基三苯基鏻催化剂3％，脱气蜡3％，丙烯酸流平剂5％，透明颜料4％。该涂料能够与低压三聚氰胺浸渍纸的表面进行较好的附着和结合，并且具有较高的硬度和耐温性，能够通过进一步的打磨和抛光以提高面涂层的表面光泽度，改善人造板材的表面装饰效果，在人造板材表面形成镜面高光的装饰效果。

为了更好的显示出装饰纸上的表面纹理和图案，面涂层4为透明或半透明的涂层，且厚为80-210μm，优选厚度为150μm。

本实施例中，合成板材的制作过程如下：

1)将待加工的中密度纤维板裁切成若干块主板面为长方形(当然也可为其它形状，如方形、多边形、异形或圆形)的小块中密度纤维板主板，裁切好的小块中密度纤维板主板的尺寸为300mm×400mm×18mm(当然也可为其它尺寸)。

2)对中密度纤维板主板6的主板面1和侧面2进行低压三聚氰胺浸渍纸的压贴形成装饰纸压贴层3，整个步骤采用低压法贴面技术，采用耐100-160℃温度的热固型胶进行黏贴，如水性胶、溶剂胶、脲醛胶或pur胶。低压法贴面方法是本领域技术人员已经公知的方法，这里不再赘述。

3)对覆盖好装饰纸压贴层3的主板面及四个侧面进行静电低温粉末喷涂，然后对完成粉末涂料静电喷涂的人造板材进行涂料的加热固化处理。处理过程首先采用电加热中波红外辐射加热60秒，使粉末涂料温度达到150℃以上，再通过低温催化燃烧天燃气中波红外辐射加热150秒，保持粉末涂料温度在130℃以完成涂料的固化交联。最终形成热固性粉末面涂层4。

通过以上步骤，已经制的具有较好防水性能、耐温性能和表面光泽度，并且具有丰富纹理和图案的人造板材。

为了进一步提高面涂层的表面光泽度，还可以对以上制的的人造板材进行进一步的处理：

4)对固化处理后的人造板材表面涂层进行打磨处理，使用240目至1500目砂带组合打磨，在使用砂光机打磨过程中，砂带的速度为3米/分钟，输送板材的速度15米/分钟，控制表面涂层温度不超过50℃。

5)对打磨后的人造板材表面涂层进行抛光处理，使用高速平板布轮抛光机进行打蜡抛光处理，抛光布轮的转速在1500转/分钟，控制表面涂层温度为45℃。

经过以上步骤进一步处理后的人造板材表面涂层零甲醛、零voc无味、镜面超流平，光泽度60度角超过95°，铅笔硬度超过2h,摆格法附着力0级，通过耐丙酮50次擦拭，具有高光镜面的装饰效果。

本实施例的合成板材结构简单，该合成板材不仅能兼顾粉末涂料的良好的物理性能及绿色环保，更重要的是价低成本满足板材美观方面对于图案花纹以及颜色特殊装饰效果的要求。

实施例2

如图1、2所示，本实施例提供一种人造板材，包括主板6，所述主板6具有两个相对的主板面1和连接在两主板面1间的侧面2，所述人造板材还包括：设置于所述主板面1和侧面2上的由装饰纸构成的压贴木皮层3，压贴木皮层3中使用的可以是天然薄木(当然也可选择组合薄木，即科技木皮)，采用冷压或热压法贴面。贴面方法是本领域技术人员已经公知的方法，这里不再赘述。

为了达到更好的装饰效果，所述天然薄木可以为为以下任意一种或几种的组合：1)榉木皮；2)橡木皮；3)黑檀木皮；4)桦木皮，5)枫木皮。

所述主板6还具有设置于所述压贴木皮层3上的由静电喷涂的粉末涂料加热后交联固化形成的面涂层4，将整个主板面1和侧面2进行较好的覆盖，有效改善了人造板材表面整体的平整度，涂层固化后使人造板材的防水性能、耐温性能、表面光泽度得到显著提高。

使用的粉末涂料包括如下重量百分比的组分：含羧酸基酸值25-80mgkoh/g的无定型聚酯树脂45％，双酚a型环氧当量在200-1000g/当量的环氧树脂35％，溴化乙基三苯基鏻催化剂5％，脱气蜡2％，丙烯酸流平剂8％，透明颜料5％。该涂料能够与天然薄木的表面进行较好的附着和结合，并且具有较高的硬度和耐温性，能够通过进一步的打磨和抛光以提高面涂层的表面光泽度，改善人造板材的表面装饰效果，在人造板材表面形成镜面高光的装饰效果。

为了更好的显示出装饰纸上的表面纹理和图案，面涂层4为透明或半透明的涂层，且厚为80-210μm，优选厚度为100μm。

本实施例中，合成板材的制作过程如下：

1)将待加工的刨花板裁切成若干块主板面为圆形(当然也可为其它形状，如长方形、方形、多边形或异形)的小块刨花板主板，裁切好的小块刨花板主板的尺寸为400mm×600mm×25mm(当然也可为其它尺寸)。

2)对刨花板主板6的主板面1和侧面2进行热压法贴面天然天然薄木皮的压贴形成压贴层木皮3，整个步骤采用热压法贴面技术，采用耐130-160℃温度的热固型胶进行黏贴，如水性胶、溶剂胶、脲醛胶或pur胶。热压法贴面方法是本领域技术人员已经公知的方法，这里不再赘述。

3)对覆盖好压贴木皮层3的主板面及四个侧面进行静电低温粉末喷涂，然后对完成粉末涂料静电喷涂的人造板材进行涂料的加热固化处理。处理过程首先采用电加热中波红外辐射加热80秒，使粉末涂料温度达到150℃以上，再通过低温催化燃烧天燃气中波红外辐射加热130秒，保持粉末涂料温度在130℃以完成涂料的固化交联。最终形成热固性粉末面涂层4。

通过以上步骤，已经制的具有较好防水性能、耐温性能和表面光泽度，并且具有天然木纹的人造板材。

为了进一步提高面涂层的表面光泽度，还可以对以上制的的人造板材进行进一步的处理：

4)对固化处理后的人造板材表面涂层进行打磨处理，使用240目至1500目砂带组合打磨，在使用砂光机打磨过程中，砂带的速度为2米/分钟，输送板材的速度10米/分钟，控制表面涂层温度不超过50℃。

5)对打磨后的人造板材表面涂层进行抛光处理，使用高速平板布轮抛光机进行打蜡抛光处理，抛光布轮的转速在12转/分钟，控制表面涂层温度为35℃。

经过以上步骤进一步处理后的人造板材表面涂层零甲醛、零voc无味、镜面超流平，光泽度60度角超过95°，铅笔硬度超过2h,摆格法附着力0级，通过耐丙酮50次擦拭，具有高光镜面的装饰效果。

本实施例的合成板材结构简单，该合成板材不仅能兼顾粉末涂料的良好的物理性能及绿色环保，更重要的是价低成本满足板材美观方面对于图案花纹以及颜色特殊装饰效果的要求。

本发明通过对涂料配方和涂层后处理方法进行了改进，解决了对粉末涂层，尤其是在150℃以下完成固化交联的热固性粉末涂层，用传统底漆打磨方式会留下很深的打磨砂痕的技术问题，实现了利用低温固化粉末涂料在人造板材表面形成镜面高光的装饰效果。

本发明在多年研究实践的基础上，从粉末涂料成分入手，分析发现本发明中使用的低温高光粉末涂料中的主要成分聚酯树脂和环氧树脂易于吸收的红外波长在2-4微米，并且其反应固化过程可分为两个阶段。第一个阶段是启动化学反应的45-80秒的初始阶段，在这个阶段中需要高强度的红外辐射能量，使板材在较短的时间内温度快速上升，达到粉末涂料开始交联固化的零界点。化学反应启动之后为第二个阶段，即反应阶段，在100-160秒时间内，粉末涂料已开始激烈的化学反应，由于反应过程中释放热量的原因，维持反应所需的红外辐射能量要求较低。根据粉末涂层固化机理，本发明将固化反应分为运用电加热红外辐射的高温加热过程和运用低温燃气催化燃烧红外辐射的恒温反应过程，大大减低了设备投资、维护费用和使用能耗，并且恒温反应过程中采用低温催化天然气红外辐射的加热方式，天然气燃烧过程中不会产生氮氧化物，并且可将人造板材由于加热散发到空气中的vocs部分分解，是很清洁的能源方式；相对于单纯使用低温催化天然气红外辐射的加热方式，大大缩短了启动涂料固化反应的时间，降低了人造板材由于长时间加热而开裂、起泡的风险，提高了产品的成品率。

以上的记载描述了本发明的基本原理、技术特点和有益效果。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。