木制品用聚丙烯裝飾膜的應用現狀

近年來(lái)我國家具業(yè)和室內裝飾業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了對木制品表面裝飾材料需求的增長(cháng)。木制品表面飾面材料主要有裝飾薄木、浸漬膠膜紙、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）裝飾膜和聚酯薄膜（PET）等。其中，塑料薄膜類(lèi)（PVC、PP、PET）和浸漬膠膜紙飾面材料，可制成具有天然木材紋理視感乃至觸感的表面，較天然珍貴木材裝飾薄木而言，可實(shí)現低成本、高附加值的表面裝飾效果。

一般而言，PVC或PP裝飾膜具有材質(zhì)相對較軟、異形面適應性好等特點(diǎn)，通常用于木門(mén)門(mén)扇及門(mén)套線(xiàn)、木制品裝飾線(xiàn)條、櫥柜、衣柜等木制品平面和異形部位的表面裝飾與包覆，具有較廣闊的應用前景。近年來(lái)，由于PVC裝飾膜含有氯代物，在燃燒過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生氯化氫和其他有毒氣體，且表面耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性均較差，圖案質(zhì)感欠佳，缺乏立體感等缺點(diǎn)，越來(lái)越多的廠(chǎng)家將注意力轉移到PP裝飾膜上。

PP裝飾膜，是以聚丙烯樹(shù)脂為主要原料加入各種助劑以壓延成型法生產(chǎn)的光面或淺花紋裝飾用聚丙烯壓延薄膜，具有可塑性好、裝飾性強，可降解，不含有氯代物及鉛、鎘、鄰苯二甲酸鹽等重金屬類(lèi)有害物質(zhì)，相對于天然裝飾薄木具有成本低和柔性好的特點(diǎn)，在木門(mén)、木家具等木制品的封邊處理及平面、異形表面飾面應用較多。近年來(lái)，隨著(zhù)國家對環(huán)保的日益重視，PP裝飾膜的熱度逐漸提升，成為代替傳統PVC飾面膜的重要產(chǎn)品。為了達到逼真的材料表面外觀(guān)和紋理效果，現有市場(chǎng)的PP膜可根據材料類(lèi)別和屬性制成仿木紋、大理石、皮革、拉絲等多種效果，木制品表面則常用仿木紋PP裝飾膜。

1  國內外聚丙烯裝飾膜應用現狀

PP裝飾膜在國外的應用相對較早，且應用范圍較廣。在日本、歐洲等地，PP裝飾膜是木制品表面裝飾的重要材料。在國內，隨著(zhù)國家對環(huán)保問(wèn)題的重視及相關(guān)標準對有害物質(zhì)排放的限制，目前已有一些標準，如社會(huì )團體標準T/CNFPIA 3001—2018《綠色產(chǎn)品評價(jià)木質(zhì)門(mén)》，已將PP裝飾膜列為木質(zhì)門(mén)的表面飾面材料之一。目前，TATA木門(mén)、夢(mèng)天木門(mén)、巴洛克地板、歐派櫥柜等一些木制品龍頭企業(yè)，都已相繼開(kāi)始使用PP裝飾膜替代傳統PVC裝飾膜進(jìn)行木制品表面裝飾。此外，中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì )等相關(guān)組織也在力推PP裝飾膜。因此，PP裝飾膜具有廣闊的市場(chǎng)應用前景。

1.1  聚丙烯薄膜性能要求

PP薄膜在表面裝飾、大棚膜、產(chǎn)品包裝等領(lǐng)域都有應用。木制品表面PP裝飾膜，通常采用平面熱壓貼面或異形包覆等實(shí)現對木制品平面或異形表面的裝飾。一般而言，常用的聚丙烯薄膜外觀(guān)質(zhì)量通常包括平整度好，無(wú)明顯的料柱痕，花紋清晰均勻，無(wú)明顯光澤斑和氣痕，不允許有穿孔、永久性褶皺、油漬等，表面一般不允許出現6 mm以上的附著(zhù)雜質(zhì)，卷端面錯位通?！? mm，卷取基本整齊、不應有嚴重的松懈、皺紋等缺陷。

PP薄膜作為表面裝飾材料，同時(shí)需要對其長(cháng)度、寬度和厚度方向進(jìn)行偏差控制。在物理力學(xué)性能方面，主要涉及橫向和縱向的拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率、直角撕裂強度、尺寸變化率等，與此同時(shí)還要考慮材料的加熱損失率和耐光性等。

1.2  普通聚丙烯裝飾膜制作工藝

PP裝飾膜的結構，一般由下至上依次為PP基材層、油墨印刷圖案層、粘合劑層、透明樹(shù)脂層和表面保護層。根據立體紋理需求，如對PP裝飾膜表面紋理質(zhì)感有特殊要求的，部分廠(chǎng)家在透明樹(shù)脂層設有凹槽。近年來(lái)，有以高分子聚合物聚丙烯為原料，添加各種助劑，并利用馬來(lái)酸酐（MAH）對聚丙烯進(jìn)行接枝改性，經(jīng)壓延、復合，印刷木紋圖案，制成改性仿真實(shí)木PP裝飾膜，其外觀(guān)效果和理化性能良好。喻克雄等系統研究了反應溫度、反應時(shí)間、引發(fā)劑（過(guò)氧化二苯甲酰）和單體（MAH）等對PP裝飾膜接枝率的影響，得出經(jīng)馬來(lái)酸酐改性后的PP裝飾膜表面耐磨性、紋理立體感和油墨附著(zhù)等性能均得到有效提高的重要結論。

1.3  帶涂飾的聚丙烯裝飾膜開(kāi)發(fā)

為了滿(mǎn)足消費者需求，市場(chǎng)目前正在著(zhù)力開(kāi)發(fā)表面經(jīng)涂飾處理的PP裝飾膜，主要以電子束輻射（EB）固化為主。電子束固化聚丙烯（EBPP）膜，是通過(guò)電子束照射PP裝飾膜表面涂覆的涂料樹(shù)脂，利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束引發(fā)樹(shù)脂聚合或交聯(lián)固化，使PP裝飾膜表面瞬間形成強韌的涂膜樹(shù)脂層，從而獲得較好的耐候性、耐磨性、耐刮性、抗污性等表面性能。EBPP膜結構見(jiàn)圖1所示。

圖1  電子束固化聚丙烯膜結構

電子束固化PP裝飾膜具有如下優(yōu)點(diǎn)：電子束固化的電能利用率高；固化速度快，固化時(shí)間＜1 s；電子束能量大，可直接打開(kāi)丙烯酸酯涂料等產(chǎn)生自由基，引發(fā)聚合反應，因此不需要引發(fā)劑，提高了涂料的儲存穩定性，并降低光引發(fā)劑分解產(chǎn)生的副產(chǎn)物帶來(lái)的顏色和氣味；電子束的穿透能力強，能達幾厘米；固化后產(chǎn)品的表面觸覺(jué)更加細膩真實(shí)。但是，EBPP膜存在技術(shù)門(mén)檻較高、設備投入風(fēng)險較大等問(wèn)題，目前還需大量技術(shù)研發(fā)。針對PP裝飾膜應用場(chǎng)合耐磨性、耐候性等的具體要求，國內已有企業(yè)在研究電子束固化涂料及涂飾工藝，如采用無(wú)機納米材料分散液、無(wú)機納米紫外吸收劑分散液、多官能團單體與丙烯酸酯預聚體等制備電子束固化涂料，從而使涂層具有較好的硬度、耐水性、耐磨性與耐候性。EBPP膜可廣泛推廣應用于護墻板、室內門(mén)、櫥柜、衣柜等各類(lèi)柜體、地板等的平貼或包覆表面飾面。

1.4  功能型PP裝飾膜的開(kāi)發(fā)應用

隨著(zhù)人類(lèi)生活水平的提高和對環(huán)保、質(zhì)量等訴求的提升，傳統外觀(guān)逼真的PP裝飾膜已無(wú)法滿(mǎn)足消費者的需求。如對環(huán)境清潔無(wú)菌或少菌要求較高的場(chǎng)所，其家具及室內墻板、地板、木門(mén)等室內家居產(chǎn)品通常需考慮抗菌功能；對需要鏡面效果、亮光漆或烤漆效果的臺面、柜體及飾面板等材料表面，則應考慮表面裝飾材料的指痕去除等問(wèn)題。由此，抗菌型PP裝飾膜及無(wú)指痕PP裝飾膜等新型功能型PP裝飾膜飾面材料，在家具及木制品表面裝飾領(lǐng)域不斷推陳出新?？咕砻嫜b飾膜為功能型材料，使用此PP裝飾膜進(jìn)行木制品表面飾面壓貼后，納米材料會(huì )在制品表面形成微量的臭氧薄層，抑制或殺滅細菌。無(wú)指痕PP裝飾膜的優(yōu)勢則重點(diǎn)體現于亮光類(lèi)家具和木制品中，有利于家具產(chǎn)品的保養和外觀(guān)效果的維持。

2  PP裝飾膜飾面技術(shù)進(jìn)展

2.1  PP裝飾膜表面水性涂飾新工藝

隨著(zhù)消費者需求多樣化及對產(chǎn)品品質(zhì)要求日漸提升，近年來(lái)，PP立體紋理膜開(kāi)發(fā)及對產(chǎn)品整體色澤、顏色及質(zhì)感的協(xié)調性關(guān)注越來(lái)越多。針對PP裝飾膜飾面木門(mén)門(mén)套線(xiàn)、櫥柜面板等木制品部件與門(mén)扇及其他部件間的產(chǎn)品整體配套性差、色差明顯、立體視差等問(wèn)題，中國林科院木材工業(yè)研究所研究人員提出了在PP裝飾膜表面進(jìn)行涂飾的新工藝，采用高附著(zhù)力環(huán)保涂料對貼面包覆后的木制品PP裝飾膜表面進(jìn)行底面漆涂裝或一次性厚涂，有效提高木制品部件與整體（如木門(mén)門(mén)套線(xiàn)與門(mén)扇、柜體面板與封邊材）配套性及大面積PP裝飾膜貼面的外觀(guān)效果，使紋理更加逼真，富有層次感，從而達到優(yōu)質(zhì)的木制品飾面效果。

其具體工藝可為：木制品平面或異形表面進(jìn)行PP裝飾膜平壓或包覆飾面→PP裝飾膜經(jīng)砂紙或砂帶輕磨→涂飾高附著(zhù)力水性漆、紫外光固化UV漆或水性UV漆等環(huán)保底漆→底漆固化干燥→底漆砂光→涂飾第二道高附著(zhù)力環(huán)保底漆→二道底漆固化干燥→二道底漆砂光→PP裝飾膜與整體樣板比色→涂飾高附著(zhù)力水性著(zhù)色面漆→面漆固化干燥。

其中，PP裝飾膜砂帶或砂紙輕磨處理，需順裝飾紋理進(jìn)行，砂紙目數為400～600目為宜，砂光力度要適中，不能過(guò)砂。底漆為高附著(zhù)力的水性單組分或雙組分底漆、紫外光固化色漆或清底漆，對于實(shí)色PP裝飾膜，表面也可采用粉末涂料進(jìn)行底漆噴涂。底漆中通常需配制熱塑性丙烯酸樹(shù)脂改性劑，由反應性好的納米蒙脫石、氧化鎂、碳酸鈣等制備的漿料或丙烯酸、聚氨酯或兩者的合成物，及添加表面活性劑的納米增強劑或納米抗老化劑等納米助劑等，以促進(jìn)水性或紫外光固化底漆在PP膜表面成膜。

PP裝飾膜與整體樣板比色是飾面工藝非常關(guān)鍵的一步，通過(guò)對木制品整體顏色樣板的色差比對，調試高附著(zhù)力水性著(zhù)色面漆配方，提高木制品顏色整體協(xié)調性。高附著(zhù)力水性著(zhù)色面漆為水性單組分清漆或水性雙組分清漆，其主要成分可為丙烯酸、聚氨酯或丙烯與聚氨酯的合成物，配制中需添加熱塑性丙烯酸樹(shù)脂改性劑、加入表面活性劑的改性納米助劑、可溶性好的色漿及漿料等，以提高水性著(zhù)色性能、漆膜附著(zhù)性能和漆膜耐老化、耐黃變性能。

或直接采用改性粉末涂料對PP裝飾膜表面進(jìn)行一次性厚涂，其工藝是在木制品平面或異形表面進(jìn)行PP裝飾膜覆面或包覆飾面→PP裝飾膜經(jīng)砂紙或砂帶輕磨→采用粉末涂料對PP裝飾膜表面進(jìn)行一次性厚涂。

采用PP裝飾膜表面水性涂飾進(jìn)行木制品平面表面或異形部位飾面，可有效提高木制品相互部件間顏色的整體協(xié)調和視覺(jué)配套性，增加產(chǎn)品表面層次感和豐滿(mǎn)度，操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品環(huán)保性好，質(zhì)量穩定，可成為一種很好的木制品表面新型飾面工藝技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化推廣。

然而，PP裝飾膜是一種非極性聚合物，分子鏈中無(wú)極性基團，表面能較低，且結晶度高，化學(xué)穩定性好，在制備過(guò)程中需加入部分添加劑，不利于油墨、涂料等在其表面的附著(zhù)，因此實(shí)際生產(chǎn)中，需對其表面進(jìn)行改性處理。

2.2  PP裝飾膜表面等離子體改性及性能研究

對于PP裝飾膜，提高其表面粘結力通?？刹捎?種方式：1）使PP裝飾膜表面帶上極性基團而使其極性化，如接枝等。接枝是一種較好的改性方法，通過(guò)接枝改性使活性功能型單體接枝到PP上，改善PP性能。2）提高表面自由能。3）除去材料表面弱界面層，使表面能增加。4）提高PP裝飾膜表面粗糙度，增強粘接界面上的機械嚙合作用，同時(shí)為有效粘結提供更大的粘合面積。由此，研究者采用條狀刷式砂光機對PP裝飾膜表面進(jìn)行不同參數砂光處理，研究不同砂光工藝處理前后PP裝飾膜表面的物理變化及水性涂料在其表面的漆膜附著(zhù)力。

中國林科院木材工業(yè)研究所研究人員分別采用表面砂光預處理和等離子體改性處理的方法，提高PP裝飾膜表面漆膜附著(zhù)力，為PP裝飾膜表面涂飾工業(yè)化生產(chǎn)提供有利條件。研究者采用條狀刷式砂光機對PP裝飾膜表面進(jìn)行不同參數砂光處理，著(zhù)重研究砂光處理前后PP裝飾膜表面的物理變化及水性涂料在其表面的漆膜附著(zhù)力。結果發(fā)現，砂光處理對PP裝飾膜表面潤濕性具有改善作用，可有效降低PP平面膜和立體膜的表面接觸角，PP平面膜水接觸角**降幅可達32.58%，二碘甲烷接觸角**降幅為42.55%；PP立體膜的水接觸角**降幅可達32.10%，二碘甲烷接觸角**降幅為47.62%，同時(shí)可增加PP裝飾膜表面自由能，PP平面膜和立體膜在經(jīng)**砂光工藝處理后，其自由能**增幅分別可達31.35%和35.76%。采用砂光處理工藝可提高PP裝飾膜表面水性涂裝的漆膜附著(zhù)力，對PP平面飾面膜而言，可從未處理的漆膜附著(zhù)力4～5級提高到2級，PP立體膜則可從未砂光處理的4級提高到1級。

近年來(lái)，等離子體處理技術(shù)作為一種新的表面處理技術(shù)得到了極大發(fā)展。等離子體作為物質(zhì)第四態(tài)，由離子、電子等大量正負帶電粒子和中性粒子（原子和分子）組成，通過(guò)等離子體放電處理，高分子材料表面可引入多種含氧基團，使表面活性和親水性能增強，從而有利于粘結和涂覆。

為了便于實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)，研究者們采用介質(zhì)阻擋低溫等離子體改性處理方式，對PP裝飾膜表面進(jìn)行等離子體改性處理。以PP裝飾膜為基材，采用低溫等離子體對PP裝飾膜表面進(jìn)行改性處理后，在其表面進(jìn)行水性涂料涂飾，測試等離子體改性處理對PP裝飾膜表面水性涂飾漆膜附著(zhù)力的影響。重點(diǎn)分析表征了等離子體改性對PP裝飾膜表面潤濕性、表面微觀(guān)結構特征和化學(xué)活性基團變化的影響及對PP裝飾膜表面水性涂飾漆膜性能的影響。結果表明，等離子體處理可明顯降低PP裝飾膜表面水接觸角，提高材料表面自由能和粗糙度，增加表面潤濕性；同時(shí)可在PP裝飾膜表面生成大量含氧活性基團，從而有利于水性漆在其材料表面的鋪展、吸附和附著(zhù)，通過(guò)等離子體改性處理，可將PP裝飾膜表面水性漆膜附著(zhù)力提高至0～1級，硬度達到HB～H級。

3 結語(yǔ)

PP裝飾膜是提高產(chǎn)品附加值的重要途徑之一，目前已在木門(mén)、木家具、木地板及木墻板等木制品表面開(kāi)展推廣應用，產(chǎn)品具有廣闊市場(chǎng)前景。目前市場(chǎng)上以免漆的PP平面裝飾膜和立體裝飾膜為主，可實(shí)現仿木紋、仿皮革、仿大理石、仿金屬閃銀等多種表面效果。傳統PP裝飾膜制備工藝技術(shù)相對成熟，產(chǎn)品性能基本穩定，應用較多。

EBPP裝飾膜是采用電子束固化成型的一種環(huán)境友好的新產(chǎn)品，其耐磨性好，逼真度高，立體紋效果好，固化時(shí)間短、環(huán)保，其制備技術(shù)研究已取得了較大進(jìn)展。功能型PP裝飾膜的開(kāi)發(fā)對木制品表面高端裝飾具有較大的推動(dòng)作用。同時(shí)，對PP裝飾膜整體色差及產(chǎn)品配套性要求高的飾面木制品，可采用PP裝飾膜表面環(huán)保漆涂裝的工藝，采用低溫等離子體改性處理技術(shù)和砂光處理技術(shù)，提高漆膜在PP裝飾膜表面的附著(zhù)力，解決非極性PP裝飾膜材料表面附著(zhù)性能差的問(wèn)題。PP裝飾膜表面改性處理工藝與設備精準研發(fā)，及其如何推進(jìn)實(shí)現其工業(yè)化應用，是PP裝飾膜未來(lái)發(fā)展需要研究的重要課題。

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