端氨基超支化聚合物的木材涂层及其与浸渍胶膜纸热压后的性能

浸渍胶膜纸饰面人造板因其表面花色丰富，且具有较好的耐磨、耐热等性能，是重要的室内家具装饰装修用材。相比饰面刨花板和纤维板，细木工板在生产和使用过程中表面易产生裂纹等缺陷，严重制约了饰面人造板的发展。易开裂的本质问题是由于细木工板表面平整度、尺寸稳定性较差以及热压工艺导致的细木工板与浸渍胶膜纸界面结合力较弱。

因此，木质材料科学与应用教育部重点实验室，北京林业大学材料科学与技术学院进行了相关研究，从改善细木工板表面质量和提高细木工板与浸渍胶膜纸的界面结合力出发，以丙烯酸甲酯和二乙烯三胺为原料，通过不同反应温度和时间下的缩聚反应，制备了8组水溶性端氨基超支化聚合物 (HBP-NH2)，与水性异氰酸酯交联剂SK-615进行制备了木材表面涂层改性剂，并在杉木细木工板表面涂饰，构造超支“树根”结构，从而改善木基表面质量，提高了细木工板与浸渍胶膜纸的结合力，防止开裂。

结果表明：通过改性剂中N元素追踪，其在细木工板表面的渗透深度达到0.77 mm。随着反应温度的升高和反应时间的延长，端氨基超支化聚合物分子量增加。混合后复合改性剂涂饰到细木工板表面，提高了细木工板的表面平整度和尺寸稳定性。当缩聚反应温度为155 ℃，时间为4 h时，各组综合性能表现最优。其中水接触角相比未处理组从68.01°提高到94.16°，表面算术平均高度(Sa)从0.03 mm降低到0.01 mm，表面最大高度(Sz)从0.167 mm降低到0.127 mm，高热高湿条件下尺寸变化率下降至0.354%。同时，改性后浸渍胶膜纸饰面细木工板表面结合强度、耐龟裂和耐冷热循环性能等方面均得到明显提升。表面结合强度随着反应温度和反应时间的增加先增加后降低，在155 ℃、4 h时达到最优，表面胶合强度为1.36 MPa，高于GB/T 34722—2017的0.60 MPa的指标，表面耐龟裂及耐冷热循环性能均达到4级。当反应温度为155 ℃、时间为4 h时，表面自由能最低，为33.7 mJ/m2，与经过热压的浸渍胶膜纸表面自由能31.88 mJ/m2最接近，此时的界面相容性最好。