木制品用聚丙烯裝飾膜的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來我國家具業(yè)和室內(nèi)裝飾業(yè)的快速發(fā)展，帶動了對木制品表面裝飾材料需求的增長。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（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，可實現(xiàn)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(yīng)性好等特點，通常用于木門門扇及門套線、木制品裝飾線條、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(yīng)用前景。近年來，由于PVC裝飾膜含有氯代物，在燃燒過程中會產(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，越來越多的廠家將注意力轉(zhuǎn)移到PP裝飾膜上。

PP裝飾膜，是以聚丙烯樹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(qiáng)，可降解，不含有氯代物及鉛、鎘、鄰苯二甲酸鹽等重金屬類有害物質(zhì)，相對于天然裝飾薄木具有成本低和柔性好的特點，在木門、木家具等木制品的封邊處理及平面、異形表面飾面應(yīng)用較多。近年來，隨著國家對環(huán)保的日益重視，PP裝飾膜的熱度逐漸提升，成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)PVC飾面膜的重要產(chǎn)品。為了達(dá)到逼真的材料表面外觀和紋理效果，現(xiàn)有市場的PP膜可根據(jù)材料類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(nèi)外聚丙烯裝飾膜應(yīng)用現(xiàn)狀

PP裝飾膜在國外的應(yīng)用相對較早，且應(yīng)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(nèi)，隨著國家對環(huán)保問題的重視及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對有害物質(zhì)排放的限制，目前已有一些標(biāo)準(zhǔn)，如社會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CNFPIA 3001—2018《綠色產(chǎn)品評價木質(zhì)門》，已將PP裝飾膜列為木質(zhì)門的表面飾面材料之一。目前，TATA木門、夢天木門、巴洛克地板、歐派櫥柜等一些木制品龍頭企業(yè)，都已相繼開始使用PP裝飾膜替代傳統(tǒng)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應(yīng)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(yīng)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現(xiàn)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質(zhì)量通常包括平整度好，無明顯的料柱痕，花紋清晰均勻，無明顯光澤斑和氣痕，不允許有穿孔、永久性褶皺、油漬等，表面一般不允許出現(xiàn)6 mm以上的附著雜質(zhì)，卷端面錯位通?！? mm，卷取基本整齊、不應(yīng)有嚴(yán)重的松懈、皺紋等缺陷。

PP薄膜作為表面裝飾材料，同時需要對其長度、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(qiáng)度、斷裂伸長率、直角撕裂強(qiáng)度、尺寸變化率等，與此同時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(jié)構(gòu)，一般由下至上依次為PP基材層、油墨印刷圖案層、粘合劑層、透明樹脂層和表面保護(hù)層。根據(jù)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，部分廠家在透明樹脂層設(shè)有凹槽。近年來，有以高分子聚合物聚丙烯為原料，添加各種助劑，并利用馬來酸酐（MAH）對聚丙烯進(jìn)行接枝改性，經(jīng)壓延、復(fù)合，印刷木紋圖案，制成改性仿真實木PP裝飾膜，其外觀效果和理化性能良好。喻克雄等系統(tǒng)研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、引發(fā)劑（過氧化二苯甲酰）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等性能均得到有效提高的重要結(jié)論。

1.3  帶涂飾的聚丙烯裝飾膜開發(fā)

為了滿足消費者需求，市場目前正在著力開發(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，是通過電子束照射PP裝飾膜表面涂覆的涂料樹脂，利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束引發(fā)樹脂聚合或交聯(lián)固化，使PP裝飾膜表面瞬間形成強(qiáng)韌的涂膜樹脂層，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(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1  電子束固化聚丙烯膜結(jié)構(gòu)

電子束固化PP裝飾膜具有如下優(yōu)點：電子束固化的電能利用率高；固化速度快，固化時間＜1 s；電子束能量大，可直接打開丙烯酸酯涂料等產(chǎn)生自由基，引發(fā)聚合反應(yīng)，因此不需要引發(fā)劑，提高了涂料的儲存穩(wěn)定性，并降低光引發(fā)劑分解產(chǎn)生的副產(chǎn)物帶來的顏色和氣味；電子束的穿透能力強(qiáng)，能達(dá)幾厘米；固化后產(chǎn)品的表面觸覺更加細(xì)膩真實。但是，EBPP膜存在技術(shù)門檻較高、設(shè)備投入風(fēng)險較大等問題，目前還需大量技術(shù)研發(fā)。針對PP裝飾膜應(yīng)用場合耐磨性、耐候性等的具體要求，國內(nèi)已有企業(yè)在研究電子束固化涂料及涂飾工藝，如采用無機(jī)納米材料分散液、無機(jī)納米紫外吸收劑分散液、多官能團(tuán)單體與丙烯酸酯預(yù)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(yīng)用于護(hù)墻板、室內(nèi)門、櫥柜、衣柜等各類柜體、地板等的平貼或包覆表面飾面。

1.4  功能型PP裝飾膜的開發(fā)應(yīng)用

隨著人類生活水平的提高和對環(huán)保、質(zhì)量等訴求的提升，傳統(tǒng)外觀逼真的PP裝飾膜已無法滿足消費者的需求。如對環(huán)境清潔無菌或少菌要求較高的場所，其家具及室內(nèi)墻板、地板、木門等室內(nèi)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(yīng)考慮表面裝飾材料的指痕去除等問題。由此，抗菌型PP裝飾膜及無指痕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，納米材料會在制品表面形成微量的臭氧薄層，抑制或殺滅細(xì)菌。無指痕PP裝飾膜的優(yōu)勢則重點體現(xiàn)于亮光類家具和木制品中，有利于家具產(chǎn)品的保養(yǎng)和外觀效果的維持。

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，PP立體紋理膜開發(fā)及對產(chǎn)品整體色澤、顏色及質(zhì)感的協(xié)調(diào)性關(guān)注越來越多。針對PP裝飾膜飾面木門門套線、櫥柜面板等木制品部件與門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（如木門門套線與門扇、柜體面板與封邊材）配套性及大面積PP裝飾膜貼面的外觀效果，使紋理更加逼真，富有層次感，從而達(dá)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→涂飾高附著力水性著色面漆→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(shù)為400～600目為宜，砂光力度要適中，不能過砂。底漆為高附著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脂改性劑，由反應(yīng)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(qiáng)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，通過對木制品整體顏色樣板的色差比對，調(diào)試高附著力水性著色面漆配方，提高木制品顏色整體協(xié)調(diào)性。高附著力水性著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，以提高水性著色性能、漆膜附著性能和漆膜耐老化、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(diào)和視覺配套性，增加產(chǎn)品表面層次感和豐滿度，操作簡便、產(chǎn)品環(huán)保性好，質(zhì)量穩(wěn)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，分子鏈中無極性基團(tuán)，表面能較低，且結(jié)晶度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，在制備過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，因此實際生產(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(jié)力通常可采用4種方式：1）使PP裝飾膜表面帶上極性基團(tuán)而使其極性化，如接枝等。接枝是一種較好的改性方法，通過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(qiáng)粘接界面上的機(jī)械嚙合作用，同時為有效粘結(jié)提供更大的粘合面積。由此，研究者采用條狀刷式砂光機(jī)對PP裝飾膜表面進(jìn)行不同參數(shù)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(yù)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(jī)對PP裝飾膜表面進(jìn)行不同參數(shù)砂光處理，著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力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(dá)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(dá)32.10%，二碘甲烷接觸角**降幅為47.62%，同時可增加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(dá)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力，對PP平面飾面膜而言，可從未處理的漆膜附著力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，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(fù)帶電粒子和中性粒子（原子和分子）組成，通過等離子體放電處理，高分子材料表面可引入多種含氧基團(tuán)，使表面活性和親水性能增強(qiáng)，從而有利于粘結(jié)和涂覆。

為了便于實現(xiàn)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力的影響。重點分析表征了等離子體改性對PP裝飾膜表面潤濕性、表面微觀結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)活性基團(tuán)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(jié)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；同時可在PP裝飾膜表面生成大量含氧活性基團(tuán)，從而有利于水性漆在其材料表面的鋪展、吸附和附著，通過等離子體改性處理，可將PP裝飾膜表面水性漆膜附著力提高至0～1級，硬度達(dá)到HB～H級。

3 結(jié)語

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、木家具、木地板及木墻板等木制品表面開展推廣應(yīng)用，產(chǎn)品具有廣闊市場前景。目前市場上以免漆的PP平面裝飾膜和立體裝飾膜為主，可實現(xiàn)仿木紋、仿皮革、仿大理石、仿金屬閃銀等多種表面效果。傳統(tǒng)PP裝飾膜制備工藝技術(shù)相對成熟，產(chǎn)品性能基本穩(wěn)定，應(yīng)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裝飾膜的開發(fā)對木制品表面高端裝飾具有較大的推動作用。同時，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裝飾膜表面的附著力，解決非極性PP裝飾膜材料表面附著性能差的問題。PP裝飾膜表面改性處理工藝與設(shè)備精準(zhǔn)研發(fā)，及其如何推進(jìn)實現(xiàn)其工業(yè)化應(yīng)用，是PP裝飾膜未來發(fā)展需要研究的重要課題。

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