水性聚氨酯及应用
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2.4 水性聚氨酯木器漆测试方法

我国目前还没有水性聚氨酯木器漆的检测标准,实际应用中应选择针对性和实用性强的性能项目作为性能要求。水性聚氨酯木器漆最大优势在于环保性,因此要重点突出挥发性有机化合物总量这一项性能要求,而其他性能,如硬度、耐磨性、丰满度等应考虑到水性化后漆膜的缺陷和实际应用对象的要求综合考虑,不应全部按照溶剂型漆测试方法。如地板漆应全面考察漆膜的性能;家具漆则重点考察耐磨性、柔韧性、硬度、耐化学品性等性能;装饰装修漆则适当考虑硬度、耐化学品性等性能。针对用于水性木器漆的技术要求,对水性聚氨酯木器漆进行检测,具体测试方法如下。

(1)外观 涉及固体颗粒,粒径、结皮、分层、沉淀等现象,试验方法参考GB/T9756—2001。

(2)固体含量 涂料的固体含量可定量地确定水性聚氨酯木器漆中成膜物质含量。对用户来说,这也是衡量涂料成本的一项重要指标,固体含量可采用GB/T1725—2007方法检测。

(3)黏度 黏度是水性聚氨酯木器漆较重要的性能指标。应根据水性聚氨酯木器漆的种类,如清漆、清亚光、白色漆等分别作出要求。检验方法有涂-4杯法或旋转黏度计法。

(4)细度 细度是涂料产品的重要性能。对涂料的储存稳定性尤其是涂膜外观有较大影响。除了树脂本身的细度,生产过程中消光粉、颜填料浆的分散不佳以及水性树脂的结皮均会导致涂料细度变差。细度的测试方法有GB/T1724—1979(89)和GB/T6753.1—2007。

(5)低温稳定性 水性聚氨酯木器漆组成中大部分是水,在温度低于0℃时容易凝结成冰,若低温稳定性不好,可能会产生絮凝、破乳等现象。试验方法参考GB/T9756—2009。

(6)抗粘接性 考察涂层在外力下,是否产生粘接或压痕。其大致方法:将6块样板按从底到上第1块面朝上,第2、3块面朝下,第4、5块面朝上,第6块面朝下放置,施加一定的负荷,在50℃下放置24h,观察涂层表面。具体实施方法参见ASTMD2793。

(7)光泽 光泽是衡量涂膜外观的重要指标。聚氨酯类要高于丙烯酸乳液类。光泽的测定可按GB/T9754—2007《色漆和清漆 不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定》。

(8)铅笔硬度 铅笔硬度是综合评定涂层的硬度、韧性以及涂层对底材附着力的一种方法,也体现出涂层耐划伤的能力。因为漆膜厚度很低,铅笔硬度测定方法更为准确,测试方法按GB/T6739—2006。

硬度(单摆硬度)是单纯评定涂层软硬程度的一种方法。测试方法参考GB/T1730—2007。

(9)柔韧性 柔韧性是评价涂层随底材一起变形而不发生损坏的能力。测试方法参考GB/T1731—1993。

(10)附着力 评价涂层与底材或涂层与涂层间附着的牢固程度。按GB/T9286—1998测试。

(11)耐磨性 评价涂层对摩擦作用的抵抗能力。按GB/T1768—2006测试。

(12)耐冲击性 涂层在外力的快速作用下不发生如开裂、剥落等破坏的能力。按GB/T1732—1993测试。

(13)干燥时间 因为水性聚氨酯木器漆溶剂是水,挥发性慢,但实际应用中,涂层的厚度薄,所以干燥时间能满足实际需要。按GB/T1728—1989表干中乙法和实干中甲法规定测定。

(14)耐化学介质性 涂层在日常生活中可能会受到包括生活污渍在内的各种化学物质的污染,对于水性聚氨酯木器漆来说是一种重要的性能检测项目。JISK5961—2003中涉及酱油、蜡笔等生活污染源,另有耐水、耐碱性等。ASTMD25715中涉及咖啡、沸水、50%乙醇。我国GB/T4893.1—2005也有耐水性标准,而EN12720:1997E方法标准中,涉及咖啡、沸水、黑茶子汁、柠檬酸(10%)、清洗剂、咖啡、消毒液、浓缩牛奶、橄榄油、碳酸钠(10%)、50%乙醇、茶水、氯化钠(10%)等。ISO-MAT-0024中涉及耐脂肪性、耐酒精性、耐咖啡性。上述标准中规定的化学物质均由其本国的饮食习惯而定,根据我国的国情,可以将水(冷、热)、洗涤剂、消毒液、茶水(冷、热)、碳酸钠(10%)、乙醇(50%)、大豆油、酱油、醋、柠檬酸(10%)、浓缩牛奶等作为污染源。

JISK5961—2003、EN12720:1997E、ISO-MAT-0024均采用点滴法。大致如下:将化学介质滴在涂层上(可采用滤纸防止化学介质的过度挥发),用表面皿将其罩住,到规定时间后(一般为2h),用水冲洗干净,并用干纱布吸干,与原始漆膜比较,颜色和光泽有无变化及有无起泡等现象。该方法接近于GB/T9274—1988中丙法。

(15)耐黄变性 考察在紫外线作用下涂膜老化发黄的情况,可以借此鉴别是脂肪族还是芳香族聚氨酯,试验方法ASTMG23、IOS-MAT-0050。

(16)有害物质限量 水性聚氨酯木器漆中可能含有的有害物质有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、卤代烃、甲醛及甲醛缩聚物、重金属(汞、铅、镉、铬)。试验方法参照HJ/T-201—2005或GB18582—2008。

(17)挥发性有机化合物总量 水性聚氨酯木器漆与溶剂型聚氨酯木器漆相比,其最大优势在于其挥发性有机化合物总量低,因此此项应严格控制。按HJ/T201—2005(环境标志产品要求 水性涂料)要求水性木器漆中总挥发性有机化合物的控制应该更严谨。

在检测涂膜性能时会涉及试验底材,JISK5961中的试验底材为山毛榉制成的胶合板,IOS-MAT-0024中试验底材为松木,ASTM中试验底材由供货双方商定。既然水性木器漆应用于木器表面,试验底材就应尽量使用木材,这样检验出的结果更能真实地反映其性能,但如柔韧性、耐冲击、耐磨性、硬度、铅笔硬度、光泽、耐黄变性等还是采用方法标准中规定的试验底材。优等白毛榉胶合板表面平整,木纹细腻,色差较小且颜色较浅,便于观察涂层的变化,是较适宜的试验底材。

以上是从水性木器聚氨酯漆产品的分类及应具备的性能两个方面,提出了对水性聚氨酯木器漆标准的一些设想。制定一个行业标准还需考虑更多的细节,进行更多的验证试验,广泛地征求从事水性聚氨酯木器漆研制工作的专家的意见,从而制定出能够体现我国现有水性聚氨酯木器漆的技术水平的标准,来规范水性聚氨酯木器漆市场,引导水性聚氨酯木器漆向健康有序方向发展。