針對出現(xiàn)漆膜發(fā)白現(xiàn)象的涂裝養(yǎng)護環(huán)境，提出與其具有高度相關(guān)性的實驗室模擬研究方法，探討了溫度、濕度、漆膜厚度、漆膜干燥時間、填料添加量等因素對聚氨酯透明底漆漆膜發(fā)白現(xiàn)象的影響，并對漆膜發(fā)白的原因進行了初步分析。
關(guān)鍵詞：漆膜發(fā)白;實驗室模擬;封閉;聚氨酯透明底漆
0 引言
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(xiàn)漆膜發(fā)白的現(xiàn)象。引起漆膜發(fā)白的因素紛繁復雜：涂裝環(huán)境的溫度與濕度，涂料中揮發(fā)性溶劑的含量和揮發(fā)速率，噴涂系統(tǒng)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(fā)白的重要原因。本文將針對聚氨酯涂料出現(xiàn)涂膜發(fā)白現(xiàn)象的涂裝養(yǎng)護環(huán)境，提出與其具有高度相關(guān)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(fā)白現(xiàn)象的影響，分析涂膜發(fā)白的原因。
1涂膜發(fā)白現(xiàn)象的涂裝養(yǎng)護環(huán)境及其實驗室模擬
涂裝養(yǎng)護環(huán)境的特性，直接影響木器漆漆病出現(xiàn)的可能與漆病的嚴重程度。當前，一種常見的出現(xiàn)聚氨酯(PU)透明底漆涂膜發(fā)白現(xiàn)象的涂裝養(yǎng)護環(huán)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?qū)⑼垦b后的家具放在一間門窗經(jīng)常關(guān)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?qū)⒓揖咚幏块g的門窗由經(jīng)常關(guān)閉變?yōu)檫B續(xù)開放1D以上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，處于這種環(huán)境下，涂裝后的木器家具往往容易出現(xiàn)涂膜發(fā)白現(xiàn)象。
根據(jù)上述出現(xiàn)涂膜發(fā)白現(xiàn)象的涂裝養(yǎng)護環(huán)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(shù)塊40cm ×60cm、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30min;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(huán)境中;5D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;24h后取出樣板，觀察并記錄涂膜發(fā)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(jié)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-014型高速分散機及配套設(shè)備、分散罐;JS -ANTEWEN 型高低溫濕熱交變試驗箱;Qua2Nix1500型測厚儀;日本 M INOLTA公司生產(chǎn)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10min;再在低速分散下加入滑石粉，高速分散15min;加入稀釋劑調(diào)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(zhì)量比調(diào)制涂料。
3 　結(jié)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1h后封閉之處，b為漆膜干燥　　2.5h后封閉之處。
由圖1可見，不管是低溫、中溫還是高溫區(qū)，同一溫度條件下，濕度越低，發(fā)白現(xiàn)象越明顯。這一結(jié)論與“濕度越大越易出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象”的習慣性說法是不一致的。得出“濕度越大越易出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象”結(jié)論的前提是，由于溶劑揮發(fā)吸熱，使其膜面周圍溫度下降，濕氣凝結(jié)于濕膜面上使膜面變白。這就表明，在上述所提的涂裝養(yǎng)護環(huán)境中，涂膜發(fā)白現(xiàn)象并非濕氣在涂膜上的凝結(jié)所引起。
從圖1還可看出，在高濕區(qū)(80%)，隨著溫度的升高，涂膜發(fā)白程度不斷加劇。在低濕區(qū)(30%)，隨著溫度的升高，涂膜發(fā)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(fā)白程度加劇;但當溫度從中溫(22℃)繼續(xù)升高至高溫(36℃)時，涂膜發(fā)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(fā)白程度(即感官值)。
對表1進行橫向比較發(fā)現(xiàn)，保持涂膜干燥時間不變，隨著涂膜厚度的增大，發(fā)白現(xiàn)象逐漸嚴重;縱向比較則表明，當涂膜厚度一定時，隨著涂膜干燥時間的增加，發(fā)白程度越來越小，但干燥時間達到5h以后，涂膜發(fā)白情況與不封閉處基本一致，即均無發(fā)白現(xiàn)象。為了準確地顯示涂膜的發(fā)白程度，使用分光測色計測定了不同涂膜厚度與干燥時間條件下涂膜的明度值 L，并計算出各封閉處與同一底板不封閉處的明度差(ΔL)。
從表2可知，保持涂膜干燥時間不變，隨著涂膜厚度的增大，明度與明度差基本上呈現(xiàn)不斷增大的趨勢，這與表1的結(jié)論大致相同。從縱向看，保持涂膜厚度不變，隨著涂膜干燥時間的增大，各封閉處的明度與明度差逐漸減小，表明涂膜發(fā)白程度減弱，這也與表1的結(jié)論完全一致。但是，從表2可以發(fā)現(xiàn)一個更為細致的現(xiàn)象：同一底板上，干燥時間達到一定程度時(160μm的涂膜干燥3 h以上，其他較大厚度的涂膜干燥5h)，封閉處的明度比不封閉處還小，即明度差為負數(shù)，反映在感官上，封閉處更透明、顏色更深、更偏向于黑色。這可能是因為封閉處仍有較多的揮發(fā)速率慢的溶劑留在涂膜內(nèi)所致。
3.3 　填料添加量的影響
粉添加量為5%、10%、15%、20%(質(zhì)量分數(shù))的PU
底漆涂膜發(fā)白情況。圖2所示的 4個圖中，A為涂膜干燥1h后封閉之處，b為涂膜干燥2.5h后封閉之處。由圖可見，不封閉處(即空白之處)和B處均無明顯發(fā)白現(xiàn)象;但是，隨著滑石粉添加量的增大，A處逐漸由不發(fā)白(圖A、圖B)轉(zhuǎn)變?yōu)檩p微發(fā)白(圖C)，最后變?yōu)槊黠@發(fā)白(圖D)，且涂膜的透明性隨著滑石粉添加量的增大而下降。
4　結(jié)語
對涂料涂裝養(yǎng)護環(huán)境的模擬實驗發(fā)現(xiàn)，溫度與濕度直接影響PU木器漆涂膜發(fā)白的嚴重程度，但涂膜發(fā)白現(xiàn)象并非濕氣在涂膜上的凝結(jié)所引起。在其他因素不變的條件下，隨著涂膜厚度的增大，涂膜發(fā)白現(xiàn)象逐漸嚴重;隨著涂膜干燥時間的增加，發(fā)白程度越來越輕;隨著涂料配方中滑石粉含量的增加，漆膜的透明性下降，發(fā)白程度不斷加劇。