聚氨酯涂料在施工時 , 或者施工后幾天、十幾天、幾個月乃至更長的時間里 , 都可能出現漆膜發白的現象。引起漆膜發白的因素紛繁復雜 : 涂裝環境的溫度與濕度 , 涂料中揮發性溶劑的含量和揮發速率 , 噴涂系統和稀釋劑中是否帶進少量水 , 涂料中填料的含量 , 涂料體系的耐水性等 , 都是導致涂膜發白的重要原因 [ 1 - 4 ] 。本文將針對聚氨酯涂料出現涂膜發白現象的涂裝養護環境 , 提出與其具有高度相關性的實驗室模擬方法 , 探討溫度、濕度、涂膜厚度、涂膜干燥時間、填料添加量等因素對涂膜發白現象的影響 , 分析涂膜發白的原因。
1 涂膜發白現象的涂裝養護環境及其實驗室模擬
涂裝養護環境的特性 , 直接影響木器漆漆病出現的可能與漆病的嚴重程度。當前 , 一種常見的出現聚氨酯 ( PU) 透明底漆涂膜發白現象的涂裝養護環境如下 : 家具廠在對批量木器進行某種 PU 涂料的涂裝之后 , 將涂裝后的木器比較密集地放置 , 或將涂裝后的家具放在一間門窗經常關閉的房間 ; 隔了一段較長的時間 (1 個月以上 ) 之后 , 將木器放置的空間由較為密集改成較為寬敞 , 或將家具所處房間的門窗由經常關閉變為連續開放 1 d 以上。結果發現 , 處于這種環境下 , 涂裝后的木器家具往往容易出現涂膜發白現象。
根據上述出現涂膜發白現象的涂裝養護環境 , 提出如下的實驗模擬方法來對其進行實驗室研究 : 制作數塊 40 cm × 60 cm 、 3 mm 厚柚木木皮夾板粘在中纖板上的底板 , 對其進行 2 遍厚涂 (4 個“十”字 / 遍 ) , 2 遍噴涂之間的時間間隔為 30 min; 噴涂完畢 , 在涂膜表干后的不同時間 , 分別用透明膠片對底板的不同部位進行封閉 , 再將此底板放入溫度為 (25 ± 5) ℃、濕度 55% ～ 65% 的大氣環境中 ; 5 d 后 , 撕去透明膠 , 置于溫度為 8 ℃ 、濕度為 80% 的恒溫恒濕試驗箱中 ;24 h 后取出樣板 , 觀察并記錄涂膜發白情況。
2 實驗部分
2. 1 原料及儀器
原料 : 分散劑、潤濕劑、消泡劑、防結皮劑、防沉劑、短油醇酸樹脂、滑石粉、真溶劑、固化劑、稀釋劑等。儀器 : GFJ - 0 1 4 型高速分散機及配套設備、分散罐 ; JS - ANTEWEN 型高低溫濕熱交變試驗箱 ; Qua 2 Nix 1500 型測厚儀 ; 日本 M INOLTA 公司生產的 CM- 508d 型分光測色計等。
2. 2 聚氨酯透明底漆的制備
按一定比例依次投入短油醇酸樹脂、助劑、溶劑 , 中速分散 10 min; 再在低速分散下加入滑石粉 , 高速分散 15 min; 加入稀釋劑調黏度 , 得到聚氨酯涂料的含羥基組分 ; 按基漆∶固化劑∶稀釋劑 = 1 ∶ 0 . 5 ∶ 0 . 4 ～ 0 . 6 的質量比調制涂料。
3 結果與討論
3. 1 溫度與濕度的影響
不同溫度與濕度條件下的 PU 透明底漆涂膜照片如圖 1 所示。圖 A ～ F 的實驗條件分別為 : A 低溫高濕 ( 8 ℃ , 80% ) ; B 低溫低濕 ( 8 ℃ , 30% ) ; C 中溫高濕 ( 22 ℃ , 80% ) ; D 中溫低濕 ( 22 ℃ , 30%) ; E 高溫高濕 ( 36 ℃ , 80% ) ; F 高溫低濕 ( 36 ℃ , 30% ) 。圖 1 所示的 6 個圖中 , a 為漆膜干燥 1 h 后封閉之處 ,b 為漆膜干燥 2 .5 h 后封閉之處。
由圖 1 可見 , 不管是低溫、中溫還是高溫區 , 同一溫度條件下 , 濕度越低 , 發白現象越明顯。這一結論與“濕度越大越易出現發白現象”的習慣性說法是不一致的。得出“濕度越大越易出現發白現象”結論的前提是 , 由于溶劑揮發吸熱 , 使其膜面周圍溫度下降 , 濕氣凝結于濕膜面上使膜面變白。這就表明 , 在上述所提的涂裝養護環境中 , 涂膜發白現象并非濕氣在涂膜上的凝結所引起。
從圖 1 還可看出 , 在高濕區 (80% ) , 隨著溫度的升高 , 涂膜發白程度不斷加劇。在低濕區 (30% ) , 隨著溫度的升高 , 涂膜發白的程度差別與變化趨勢均不太明顯 : 當溫度從低溫 ( 8 ℃ ) 升高至中溫 ( 22 ℃ ) 時 , 涂膜發白程度加劇 ; 但當溫度從中溫 ( 22 ℃ ) 繼續升高至高溫 ( 36 ℃ ) 時 , 涂膜發白的程度有所緩解。
3. 2 涂膜厚度與涂膜干燥時間的影響
本文所提的涂膜干燥時間 , 是指從第二道噴涂完到開始封閉的一段時間。用目測法測定不同涂膜厚度與干燥時間條件下的涂膜發白程度 ( 即感官值 ) , 所得結果如表 1 所示。
表 1 不同涂膜厚度干燥時間不同
注 : 1 —嚴重發白 ; 2 —發白 ; 3 —稍發白 ; 4 —輕微發白 ; 5 —不發白。
對
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