影响聚氨酯漆膜残留气味的因素

   日期:2022-03-25     浏览:186    
核心提示:0 引言随着社会的进步,环保消费的意识在不断增强,用户对家具涂料的环保性能要求也越来越高,由此环境友好型涂料产品纷纷面市,
0 引言
随着社会的进步,环保消费的意识在不断增强,用户对家具涂料的环保性能要求也越来越高,由此环境友好型涂料产品纷纷面市,如水性木器类、植物油类、光固化类等涂料产品。虽然目前新的高端环保型涂料品种在应用性能、物性指标、使用便捷性与传统溶剂型木器涂料相比较仍有差距,但在漆膜气味和残留方面具有领先优势。因此对现有溶剂型涂料在漆膜干燥后的气味问题提出了新的要求。溶剂型木器涂料采用有机溶剂,固化方式为常温自然干燥,即使漆膜固化后仍有残留溶剂从中缓慢挥发,残留的溶剂需要较长时间方可消除,而家具企业用户使用溶剂型PU 木器涂料时一般待干时间仅为10 多个小时就包装封箱,造成产品到消费者手中时仍有较大的残留气味。因此市场亟需发展具有低残留、低气味的溶剂型木器涂料。本文对降低溶剂型PU 木器涂料漆膜的气味残留进行了实验探讨。

1 试验部分
1.1 实验原料
试验用原材料见表1。试验设备:水洗式喷气台MF9120:广东顺德华鸿机械厂;分散机:上海环境工程;电子秤:日本星光;W71 型喷枪。

1.2 试验步骤
用同一试验配方(见表2),分别以同一溶剂不同树脂或者同一树脂不同溶剂制漆,配以不同固化剂进行试验对比。试验底材为水曲柳贴皮密度板。涂装工艺:(1) 用180#砂纸打磨底材,去除底材表面的木刺,并修理平整。(2) 喷涂制备好的涂料,喷涂四枪,待干。分别在不同待干时间后用珍珠棉包好后密封于一包装箱中,待规定的时间后打开,比较不同试验方案的气味残留。
表2 试验用涂料配方

2 结果与讨论
2.1 树脂对涂料干膜气味残留的影响
树脂作为涂料重要的成膜物质,是影响涂料各方面性能的主要因素。通过试验发现树脂对涂料干膜气味残留的影响主要来自以下两方面。
2.1.1 树脂羟值的影响
采用同一个试验配方,用统一的固化剂和稀释剂,在保证其他条件完全相同的情况下,用低羟值树脂1、低羟值树脂2、11-70M、21-70D 分别制漆,喷板试验。结果见表3。

注:涂料和固化剂的配比按交联率100%计算得出。
试验用树脂为同一种油改性的醇酸树脂。试验结果表明羟值较低的树脂漆膜气味残留较大,这主要是因为,羟值较低则树脂的反应活性较低,导致固化反应较慢。因此在较长的时间内仍有小分子有机物质挥发,造成了干膜的气味残留比较大。
2.1.2 不同油型的影响
A3270、B3270、C3270、D3270 为4 种不同类型的油改性的醇酸树脂。其中A3270 是豆油改性醇酸树脂;B3270是妥尔油改性醇酸树脂;C3270 是蓖麻油改性醇酸树脂;D3270 是椰子油改性醇酸树脂。4 种树脂的油长一致,黏度基本相当。试验结果见表4,从试验结果发现,D3270的气味明显要好于A3270、B3270、C3270。
表4 不同油型树脂对干膜气味残留的影响

2.2 溶剂对涂料干膜气味残留的影响
涂料中溶剂的主要作用是降低黏度以达到施工要求。不同种类的溶剂与树脂的相互作用不同,其本身的挥发速率也不同,这造成使用不同种类溶剂制得涂料在喷涂干燥后,干膜的气味残留有区别。溶剂的残留与其本身的沸点和蒸气压有很大的关系,如:丁酮(MEK)的沸点为79.6 ℃、醋酸乙酯(EAC)为77.1 ℃、醋酸丁酯(BAC)为126.1 ℃、甲苯(TOL)为110.6 ℃、二甲苯(XYL)为140 ℃、环己酮(CYC)为155.65 ℃。通过试验发现:MEK、EAC、BAC 虽然挥发速率较快,但其本身可以和醇酸树脂中的H 形成氢键,造成残留较大,因此漆膜气味也比较大;XYL 和CYC 本身挥发速率较慢,干燥后漆膜的气味也比较大;TOL 的挥发速率较快,同时与醇酸树脂的相互作用较小,因此漆膜干燥后的气味较小。试验结果见表5。

2.3 固化剂对涂料干膜气味残留的影响
固化剂也是涂料的重要组成部分,它对涂料的固化速度和漆膜性能都有很大的影响,表6 中的4 种固化剂三聚体含量由低到高排列的顺序为:A-50 固化剂、AA-50 固化剂、哑光固化剂、高硬度固化剂。分别配同一涂料,由于三聚体与羟基的反应速度快于加成物与羟基的反应速度,在涂料干燥初期固化剂三聚体含量多则气味低。结果见表6。

2.4 待干时间对涂料漆膜气味残留的影响
理论上,涂料的待干时间越长,漆膜干燥得越,涂料干膜的气味越小。但家具厂的实际生产需要高效率,因此涂膜气味残留小又有尽可能短的待干时间是家具厂所希望的。经过大量的平行试验,终确定佳的待干时间为24 h,表7 的数据由实验室得出,家具厂应根据实际的生产情况,选择合适的待干时间。

3 结语
通过大量的试验探索发现:树脂和溶剂对涂料固化后气味残留的影响为直接,固化剂的影响也比较大,其他因素如气温、材质、漆膜厚度等也会影响到家具涂装后涂料气味的残留。只有精心地选择涂料配方中的树脂、溶剂、固化剂的种类才能降低聚氨酯涂料固化后漆膜的气味残留。
 









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