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木器涂料中如果有含有雙鍵的油類樹脂 , 由于雙鍵氧化后產(chǎn)生發(fā)色基團(tuán) , 也會(huì)產(chǎn)生黃變。另外木質(zhì)底材因素也會(huì)誘發(fā)黃變 , 如木材中含有的單寧酸和樹脂、表面殘留的漂白劑等。

2加速試驗(yàn)條件

2.1燈源

本試驗(yàn)方案僅考查涂層的黃變,底材對(duì)涂層的影響因素未考慮。室內(nèi)涂層老化黃變的主要影響因素為太陽光中光波范圍290～400 nm的紫外光,這部分光的光能強(qiáng),對(duì)涂層的破壞作用最大。因此本方案采用國外普遍采用的紫外加速老化的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11507: 1997《色漆和清漆—涂層的人工氣候老化—暴露于熒光紫外線和水中》的試驗(yàn)方法。

2.2 試驗(yàn)儀器及其試驗(yàn)參數(shù)

儀器采用美國Q-LAB公司熒光紫外老化機(jī)QUV,試驗(yàn)參數(shù)根據(jù)ISO 4892—3: 1994《塑料—實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法—第3部分:熒光UV燈》中5. 1. 1的規(guī)定光源采用能較好模擬室內(nèi)老化條件的UVA ( 340)燈^[2]、黑板溫度為(60 ±3) ℃、輻照度為0.68W /m2、干相(無凝露) 。從理論上講,涂層黃變應(yīng)測(cè)量其Δb^*值,但是室內(nèi)涂層的黃變和變色等都會(huì)影響涂層的裝飾性,所以用色差儀測(cè)量顏色變化(ΔE^*)來表示最后結(jié)果更為合適。

2.3試驗(yàn)底材的選擇

為了盡量減少底材對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,應(yīng)選擇變色程度最小的底材。為此進(jìn)行了底材篩選試驗(yàn),選擇了3種不同品牌的白色外用有釉瓷質(zhì)磚,在UVA (340)燈下連續(xù)光照168 h,顏色變化(△E^*)分別為1.2、1.0、0.3。所以本試驗(yàn)用底材采用UVA(340)燈照射168 h后△E^*不大于0.5的白色外用有釉瓷質(zhì)磚。

2.4制板條件

經(jīng)過大量試驗(yàn),總結(jié)出能適合絕大多數(shù)涂料品種的制板條件,詳見表1。

3 試驗(yàn)及結(jié)果

3.1 加速試驗(yàn)

本試驗(yàn)選取了具有一定規(guī)模的涂料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的溶劑型木器涂料和水性木器涂料作為試驗(yàn)樣品。溶劑型木器涂料主流品為聚酯聚氨酯涂料,占溶劑型木器涂料的90%以上,本試驗(yàn)收集到的溶劑型木器涂料均為聚酯聚氨酯類。溶劑型涂料樣品中, 1^#～12^#樣品標(biāo)稱為耐黃變, 13^#～17^#樣品為普通樣品。溶劑型木器涂料耐黃變性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。水性木器涂料耐黃變性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

注: 9^#～12^#樣品為白色色漆; 2^#、4^#、9^#樣品固化劑為TD I/HD I混合型; 3^#、10^#、11^#、12^#樣品固化劑為HD I型。

注: 7^#～12^#為白色色漆; 2^#、5^#、9^#、12^#所用原料為芳香族類,其余樣品為丙烯酸酯類或脂肪族多異氰酸酯類。

3. 2 加速試驗(yàn)與自然曝曬試驗(yàn)的比較

另選6個(gè)樣品(水性和溶劑型木器涂料各3個(gè))進(jìn)行窗玻璃下自然曝曬與儀器加速老化比對(duì)試驗(yàn),結(jié)果見圖1。窗玻璃下自然曝曬地點(diǎn)為本院物化樓3 樓朝南房間窗臺(tái),時(shí)間為2005年2—4月。

圖1　窗玻璃下自然曝曬與儀器加速老化對(duì)比結(jié)果

Fig. 1　Contrast result of weather exposure test through glazing and ac2 celerated ageing test

比較圖1中窗玻璃下自然曝曬試驗(yàn)結(jié)果和儀器試驗(yàn)結(jié)果兩種曲線趨勢(shì),可以看出兩者基本一致。說明儀器加速老化試驗(yàn)結(jié)果能反映木器涂料的實(shí)際耐黃變性,本試驗(yàn)方法是較可行的方案。

4　結(jié)果與討論

4. 1　試驗(yàn)時(shí)間的確定

試驗(yàn)時(shí)間超過168 h后大部分樣品色差值基本不變,因此建議耐黃變?cè)囼?yàn)時(shí)間定為168 h。

4.2　數(shù)據(jù)分析

溶劑型聚氨酯木器涂料中標(biāo)明耐黃變的樣品有5個(gè)樣品(表2中1^#、5^#、6^#、7^#、8^# )很快明顯黃變(色差值> 6.0) ,說明其中有一些標(biāo)明“耐黃變”樣品并不是貨真價(jià)實(shí)的產(chǎn)品,沒有耐黃變功能。采用TD I/HD I混合型固化劑(表2中2^#、4^#、9^# )的樣品色差值在4.7～6.0之間(168 h) ,采用HD I型固化劑的樣品(表2中3^#、10^#、11^#、12^# ) 色差值在0.9 ～2.1 之間(168 h) 。

所用原料為芳香族類(2^#、5^#、9^#、12^# )的水性木器涂料樣品的ΔE^*均> 6.0,其余非芳香族類的樣品的ΔE^*在0.9 ～2.8之間(168 h)。

根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可排出不同品種的木器涂料耐黃變性順序:非芳香族類水性=固化劑為HD I型的溶劑型>固化劑為TD I/HD I混合型的溶劑型>芳香族類水性或溶劑型。

由于耐黃變性與固化劑合成工藝也有較大關(guān)系,市場(chǎng)中還有部分產(chǎn)品可能會(huì)添加紫外線吸收劑,本試驗(yàn)收集樣品品種有限,不能代表全部產(chǎn)品,因此色差值和固化劑類型對(duì)應(yīng)關(guān)系僅供參考,建議選用耐黃變產(chǎn)品時(shí)以色差值為依據(jù)。

4.3　木器涂料的耐黃變色差值等級(jí)

國家標(biāo)準(zhǔn)GB /T 1766—1995中對(duì)變色等級(jí)評(píng)定有以下規(guī)定:目測(cè)為“無變色”時(shí),對(duì)應(yīng)的色差值≤1.5;目測(cè)為“很輕微變色”時(shí),其對(duì)應(yīng)的色差值范圍1.6～3.0;目測(cè)為“輕微變色”時(shí),其對(duì)應(yīng)的色差值范圍3.1～6.0;目測(cè)為“明顯變色”時(shí),其對(duì)應(yīng)的色差值范圍6.1～9.0。

確定色差值等級(jí)時(shí)建議參考以上規(guī)定,同時(shí)我們認(rèn)為也應(yīng)考慮實(shí)際使用情況:對(duì)用于木質(zhì)底材變色較明顯的清漆(含透明色漆) ,木質(zhì)底材變色可以掩蓋部分涂層黃變,采用色差值范圍為3.1～6.0的產(chǎn)品,基本可以滿足耐黃變要求。對(duì)于色漆和用于變色較淺的木質(zhì)底材的清漆,如用色差值范圍為3.1～6.0的產(chǎn)品,其黃變將會(huì)明顯影響涂層的裝飾性,所以建議采用色差值范圍為≤3.0的產(chǎn)品。

5結(jié)語

本耐黃變?cè)囼?yàn)采用國際通行的紫外加速老化的試驗(yàn)方法,并根據(jù)室內(nèi)用木器涂料的實(shí)際使用情況規(guī)定了儀器參數(shù)和試驗(yàn)用底材等。從試驗(yàn)結(jié)果來看可以明顯區(qū)分溶劑型聚氨酯涂料和水性木器涂料的耐黃變性能,是目前較可行的測(cè)試方法。其他樹脂類型或加紫外線吸收劑的耐黃變涂料也可參考本試驗(yàn)方案。

參考文獻(xiàn)

1黃變?cè)?/strong>