1 　黃變原因

    導致木器涂裝后(hou)黃變因素有多種 , 聚氨酯(zhi)涂(tu)料如(ru)采(cai)用芳香族(zu)固化劑 , 其涂層在紫外線(xian)作用下(xia) , 分(fen)子中(zhong)氨酯鍵容易破(po)壞分解 , 生成胺 , 芳胺進一步氧(yang)化使分子重排 , 形(xing)成醌式結構(gou)或偶(ou)氮結構(gou) [ 1 ] , 引起涂(tu)層泛黃和變色(se)老(lao)化。

    木器涂料中(zhong)如果有含有雙(shuang)鍵的(de)油類樹(shu)脂 , 由于雙鍵(jian)氧(yang)化后產生發色基團 , 也(ye)會產生黃(huang)變。另(ling)外(wai)木質底材因(yin)素也(ye)會誘(you)發(fa)黃(huang)變 , 如木材中含有的(de)(de)單寧酸(suan)和樹脂、表(biao)面殘(can)留(liu)的(de)(de)漂白劑等。

    2 　加(jia)速(su)試驗條件

    2. 1 　燈　源

    本試驗方案僅(jin)考(kao)查涂(tu)層的(de)黃變 , 底材對涂(tu)層的影響因素未考慮。室內涂(tu)層老化黃變的主(zhu)要影響因素為太陽光中光波范圍 290 ～ 400 nm 的紫外光 , 這(zhe)部(bu)分(fen)光的光能強 , 對(dui)涂層(ceng)的破壞作用(yong)zui大。因(yin)此本方案采用(yong)國(guo)外普遍采用(yong)的紫外加速(su)老化的標(biao)準 ISO 11507: 1997 《色漆和(he)清漆—涂層的人工氣候老化—暴露(lu)于熒光紫外線(xian)和水中》的試驗方(fang)法。

    2. 2 　試(shi)驗(yan)儀器及(ji)其試(shi)驗(yan)參數

儀器采用熒光(guang)紫外燈(deng) , 試(shi)驗(yan)參數根據 ISO 4892 — 3: 1994 《塑料—實驗室(shi)光源暴露方法—第 3 部分 : 熒光 UV 燈》中 5. 1. 1 的規定光(guang)源(yuan)采用能較好模擬室內老化條件的 UVA ( 340) 燈 [ 2 ] 、黑板溫(wen)度為 ( 60 ± 3) ℃、輻(fu)照度(du)為 0 . 68W /m 2 、干相 ( 無凝露 ) 。從理(li)論上(shang)講 , 涂層黃變應測量(liang)其(qi)Δ b 3 值 , 但是(shi)室內涂層的(de)黃變和變色等都會(hui)影(ying)響涂層的(de)裝飾性 , 所以用(yong)色差儀測(ce)量顏色變化(hua) ( Δ E 3 ) 來表示zui后結果更為合(he)適(shi)。

    2. 3 　試驗底材的選擇

    為了盡量減(jian)少底材對試(shi)驗結(jie)果的(de)影響(xiang) , 應選擇(ze)變色程度zui小的底材。為此(ci)進行了底材篩(shai)選試驗 , 選擇(ze)了(le) 3 種不同品牌(pai)的(de)白色外用有(you)釉瓷質磚(zhuan) , 在 UVA (340) 燈(deng)下連續光(guang)照 168 h, 顏色變(bian)化 ( △ E 3 ) 分別為(wei) 1 . 2 、 1 . 0 、 0 . 3 。所以本試驗用底材(cai)采用經 UVA(340) 燈(deng)照(zhao)射 168 h 后△ E 3 不大于(yu) 0 1 5 的(de)白色外(wai)用有釉瓷質磚。

    2. 4 　制(zhi)板條件

    經過大量試(shi)驗 , 總結(jie)出能適合絕大多數(shu)涂料(liao)品種的制板條(tiao)件 , 詳見(jian)表 1 。

    表 1 　制板條件

    3 　試(shi)驗(yan)及結果

    3. 1 　加速(su)試驗(yan)

    本試(shi)驗選取了具有一(yi)定規模(mo)的涂料(liao)(liao)生(sheng)產(chan)企業生(sheng)產(chan)的溶劑型木器(qi)涂料(liao)(liao)和水性木器(qi)涂料(liao)(liao)作為(wei)(wei)試(shi)驗樣品。溶劑型木器(qi)涂料(liao)(liao)主(zhu)流品為(wei)(wei)聚(ju)酯聚(ju)氨酯涂料(liao)(liao) , 占溶劑型木器(qi)涂(tu)料的 90% 以上 , 本試驗收集到的溶劑(ji)型木器(qi)涂料均(jun)為聚(ju)(ju)酯聚(ju)(ju)氨(an)酯(zhi)類。溶(rong)劑(ji)型(xing)涂料樣品中 , 1 # ～ 12 # 樣品標稱為(wei)耐黃變(bian) , 13 # ～ 17 # 樣(yang)品(pin)為普(pu)通(tong)樣(yang)品(pin)。溶劑型木器涂(tu)料耐黃變(bian)性試驗數據(ju)見表 2 。水(shui)性木器涂料(liao)耐(nai)黃(huang)變性試驗(yan)數(shu)據見(jian)表(biao) 3 。

    表 2 　溶劑型木(mu)器(qi)涂料耐(nai)黃變性試驗結(jie)果

    3. 2 　加速試(shi)驗與自然曝曬試(shi)驗的(de)比較

    另選 6 個樣(yang)品 ( 水性(xing)和溶(rong)劑型木器涂料各(ge) 3 個 ) 進行窗玻(bo)璃下自然曝曬(shai)與儀(yi)器(qi)加速老化(hua)比對試驗(yan) , 結果見(jian)圖 1 。窗玻(bo)璃下自然曝曬地點為本院物化樓(lou) 3 樓朝南房(fang)間窗臺 , 時(shi)間為 2005 年(nian) 2 - 4 月(yue)。

    比較圖 1 中(zhong)窗(chuang)玻璃下自然曝曬試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)和(he)儀(yi)器(qi)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)兩種曲線(xian)趨(qu)勢(shi) , 可以看出兩者(zhe)基本一(yi)致。說明儀器加速(su)老化試驗(yan)結果能反(fan)映木(mu)器涂(tu)料的實際(ji)耐黃變性(xing) , 本試驗(yan)方法是較可行的方案(an)。

4 　結果(guo)與討(tao)論

    4. 1 　試驗時間的確定

    試驗時間超過 168 h 后大部分樣品(pin)色差(cha)值基(ji)本不變 , 因(yin)此建議(yi)耐黃(huang)變試驗時間(jian)定為 168 h 。

    表 3 　水性木器涂(tu)料耐黃變(bian)性試驗結果(guo)

圖 1   窗玻璃下自然曝曬與儀器加速老化(hua)對比結(jie)果(guo)

    4. 2 　數據分析

    溶(rong)劑型聚氨酯木器涂料中標明耐黃變的樣品(pin)有 5 個樣品 ( 表 2 中 1# 、 5# 、 6# 、 7# 、 8# ) 很快(kuai)明(ming)顯黃(huang)變 ( 色差值 > 6.0) , 說明(ming)(ming)其中有一些標明(ming)(ming)“耐黃變"樣品(pin)并不是(shi)貨真價實(shi)的產品(pin) , 沒有耐黃變(bian)功能。采(cai)用 TD I/HD I 混合型(xing)固化劑 ( 表 2 中 2# 、 4# 、 9# ) 的樣品(pin)色差(cha)值(zhi)在 4.7 ～ 6.0 之間 (168 h) , 采用 HD I 型固化(hua)劑的樣品 ( 表 2 中 3# 、 10# 、 11# 、 12# ) 色(se)差值在 0.9 ～ 2.1 之間 (168 h) 。所用(yong)原料為芳(fang)香族類 (2# 、 5# 、 9# 、 12# ) 的水性木器涂料樣品的Δ E3 均 > 6.0, 其余非(fei)芳香族類的(de)樣品的(de)Δ E3 在 0.9 ～ 2.8 之間 (168 h) 。

    根據以(yi)上試驗數據可(ke)排出不(bu)同(tong)品種(zhong)的木器(qi)涂料耐(nai)黃(huang)變性順序 : 非(fei)芳(fang)香族類(lei)水性(xing) = 固化劑為 HD I 型的溶劑(ji)型 > 固化劑為 TD I/HD I 混(hun)合型(xing)的溶劑(ji)型(xing) > 芳香族類水性(xing)或溶(rong)劑型。由于(yu)耐黃變性(xing)與(yu)固化劑合(he)成工(gong)藝(yi)也有(you)較大關系 , 市場(chang)中(zhong)還(huan)有部分產品(pin)可能會(hui)添(tian)加紫外線吸收劑 , 本試驗收集樣品品種有限 , 不能代表全部產(chan)品(pin) , 因(yin)此色(se)差值和(he)固化劑類型對應關系僅(jin)供參考 , 建議選(xuan)用耐(nai)黃變產品時以色差值為依據。

    4. 3 　木器涂料的耐(nai)黃變(bian)色差值(zhi)等級

    國家標準 GB /T 1766 - 1995 中(zhong)對變(bian)色等(deng)級評定有以下(xia)規(gui)定 : 目測為(wei)“無(wu)變色"時 , 對應的色差值≤ 1.5; 目測為“很輕微變色"時 , 其對應的色差值(zhi)范圍 1.6 ～ 3.0; 目測為“輕(qing)微變色(se)"時 , 其(qi)對應的色差(cha)值范(fan)圍 3.1 ～ 6.0; 目測為“明顯變色"時 , 其對應的(de)色差值范圍 6.1 ～ 9.0 。

    確定(ding)色差(cha)值等級時建議參考以上規定(ding) , 同時(shi)我(wo)們認(ren)為也應考慮實際使用(yong)情況 : 對用于木質底材變色(se)較明顯的清漆 ( 含透明(ming)色(se)漆 ) , 木質底材變色(se)可以掩蓋(gai)部分涂層黃變 , 采用色差值范(fan)圍為(wei) 3.1 ～ 6.0 的產品 , 基本可以滿足耐黃變(bian)要求。對于(yu)色漆(qi)和(he)用(yong)于(yu)變(bian)色較淺的木質底材的清(qing)漆(qi) , 如用色差值范(fan)圍(wei)為 3.1 ～ 6.0 的產品(pin) , 其黃變將會明顯(xian)影響涂層的裝飾(shi)性 , 所以建(jian)議采(cai)用色差值范(fan)圍為≤ 3.0 的產(chan)品。