聚氨酯涂料在施工时 , 或者施工后几天、十几天、几个月乃至更长的时间里 , 都可能出现漆膜发白的现象。引起漆膜发白的因素纷繁复杂 : 涂装环境的温度与湿度 , 涂料中挥发性溶剂的含量和挥发速率 , 喷涂系统和稀释剂中是否带进少量水 , 涂料中填料的含量 , 涂料体系的耐水性等 , 都是导致涂膜发白的重要原因 [ 1 - 4 ] 。本文将针对聚氨酯涂料出现涂膜发白现象的涂装养护环境 , 提出与其具有高度相关性的实验室模拟方法 , 探讨温度、湿度、涂膜厚度、涂膜干燥时间、填料添加量等因素对涂膜发白现象的影响 , 分析涂膜发白的原因。
1 涂膜发白现象的涂装养护环境及其实验室模拟
涂装养护环境的特性 , 直接影响木器漆漆病出现的可能与漆病的严重程度。当前 , 一种常见的出现聚氨酯 ( PU) 透明底漆涂膜发白现象的涂装养护环境如下 : 家具厂在对批量木器进行某种 PU 涂料的涂装之后 , 将涂装后的木器比较密集地放置 , 或将涂装后的家具放在一间门窗经常关闭的房间 ; 隔了一段较长的时间 (1 个月以上 ) 之后 , 将木器放置的空间由较为密集改成较为宽敞 , 或将家具所处房间的门窗由经常关闭变为连续开放 1 d 以上。结果发现 , 处于这种环境下 , 涂装后的木器家具往往容易出现涂膜发白现象。
根据上述出现涂膜发白现象的涂装养护环境 , 提出如下的实验模拟方法来对其进行实验室研究 : 制作数块 40 cm × 60 cm 、 3 mm 厚柚木木皮夹板粘在中纤板上的底板 , 对其进行 2 遍厚涂 (4 个“十”字 / 遍 ) , 2 遍喷涂之间的时间间隔为 30 min; 喷涂完毕 , 在涂膜表干后的不同时间 , 分别用透明胶片对底板的不同部位进行封闭 , 再将此底板放入温度为 (25 ± 5) ℃、湿度 55% ～ 65% 的大气环境中 ; 5 d 后 , 撕去透明胶 , 置于温度为 8 ℃ 、湿度为 80% 的恒温恒湿试验箱中 ;24 h 后取出样板 , 观察并记录涂膜发白情况。
2 实验部分
2. 1 原料及仪器
原料 : 分散剂、润湿剂、消泡剂、防结皮剂、防沉剂、短油醇酸树脂、滑石粉、真溶剂、固化剂、稀释剂等。仪器 : GFJ - 0 1 4 型高速分散机及配套设备、分散罐 ; JS - ANTEWEN 型高低温湿热交变试验箱 ; Qua 2 Nix 1500 型测厚仪 ; 日本 M INOLTA 公司生产的 CM- 508d 型分光测色计等。
2. 2 聚氨酯透明底漆的制备
按一定比例依次投入短油醇酸树脂、助剂、溶剂 , 中速分散 10 min; 再在低速分散下加入滑石粉 , 高速分散 15 min; 加入稀释剂调黏度 , 得到聚氨酯涂料的含羟基组分 ; 按基漆∶固化剂∶稀释剂 = 1 ∶ 0 . 5 ∶ 0 . 4 ～ 0 . 6 的质量比调制涂料。
3 结果与讨论
3. 1 温度与湿度的影响
不同温度与湿度条件下的 PU 透明底漆涂膜照片如图 1 所示。图 A ～ F 的实验条件分别为 : A 低温高湿 ( 8 ℃ , 80% ) ; B 低温低湿 ( 8 ℃ , 30% ) ; C 中温高湿 ( 22 ℃ , 80% ) ; D 中温低湿 ( 22 ℃ , 30%) ; E 高温高湿 ( 36 ℃ , 80% ) ; F 高温低湿 ( 36 ℃ , 30% ) 。图 1 所示的 6 个图中 , a 为漆膜干燥 1 h 后封闭之处 ,b 为漆膜干燥 2 .5 h 后封闭之处。
由图 1 可见 , 不管是低温、中温还是高温区 , 同一温度条件下 , 湿度越低 , 发白现象越明显。这一结论与“湿度越大越易出现发白现象”的习惯性说法是不一致的。得出“湿度越大越易出现发白现象”结论的前提是 , 由于溶剂挥发吸热 , 使其膜面周围温度下降 , 湿气凝结于湿膜面上使膜面变白。这就表明 , 在上述所提的涂装养护环境中 , 涂膜发白现象并非湿气在涂膜上的凝结所引起。
从图 1 还可看出 , 在高湿区 (80% ) , 随着温度的升高 , 涂膜发白程度不断加剧。在低湿区 (30% ) , 随着温度的升高 , 涂膜发白的程度差别与变化趋势均不太明显 : 当温度从低温 ( 8 ℃ ) 升高至中温 ( 22 ℃ ) 时 , 涂膜发白程度加剧 ; 但当温度从中温 ( 22 ℃ ) 继续升高至高温 ( 36 ℃ ) 时 , 涂膜发白的程度有所缓解。
3. 2 涂膜厚度与涂膜干燥时间的影响
本文所提的涂膜干燥时间 , 是指从第二道喷涂完到开始封闭的一段时间。用目测法测定不同涂膜厚度与干燥时间条件下的涂膜发白程度 ( 即感官值 ) , 所得结果如表 1 所示。
表 1 不同涂膜厚度干燥时间不同
注 : 1 —严重发白 ; 2 —发白 ; 3 —稍发白 ; 4 —轻微发白 ; 5 —不发白。
对
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