聚氨酯涂膜发白现象的研究与病因分析

 聚氨酯涂料在施工时，或者施工后几天、十几天、几个月乃至更长的时间里，都可能出现漆膜发白的现象。引起漆膜发白的因素纷繁复杂：涂装环境的温度与湿度，涂料中挥发性溶剂的含量和挥发速率，喷涂系统和稀释剂中是否带进少量水，涂料中填料的含量，涂料体系的耐水性等，都是导致涂膜发白的重要原因。本文将针对聚氨酯涂料出现涂膜发白现象的涂装养护环境，提出与其具有高度相关性的实验室模拟方法，探讨温度、湿度、涂膜厚度、涂膜干燥时间、填料添加量等因素对涂膜发白现象的影响，分析涂膜发白的原因。

    1涂膜发白现象的涂装养护环境及其实验室模拟

    涂装养护环境的特性，直接影响木器漆漆病出现的可能与漆病的严重程度。当前，一种常见的出现聚氨酯（PU）透明底漆涂膜发白现象的涂装养护环境如下：家具厂在对批量木器进行某种PU涂料的涂装之后，将涂装后的木器比较密集地放置，或将涂装后的家具放在一间门窗经常关闭的房间；隔了一段较长的时间（1个月以上）之后，将木器放置的空间由较为密集改成较为宽敞，或将家具所处房间的门窗由经常关闭变为连续开放1D以上。结果发现，处于这种环境下，涂装后的木器家具往往容易出现涂膜发白现象。

    根据上述出现涂膜发白现象的涂装养护环境，提出如下的实验模拟方法来对其进行实验室研究：制作数块40cm ×60cm、3 mm 厚柚木木皮夹板粘在中纤板上的底板，对其进行2遍厚涂（4个“十”字/遍），2遍喷涂之间的时间间隔为30min；喷涂完毕，在涂膜表干后的不同时间，分别用透明胶片对底板的不同部位进行封闭，再将此底板放入温度为（25±5）℃、湿度55% ～65% 的大气环境中；5D后，撕去透明胶，置于温度为 8℃、湿度为 80% 的恒温恒湿试验箱中；24h后取出样板，观察并记录涂膜发白情况。

    2　实验部分

    2.1　原料及仪器

    原料：分散剂、润湿剂、消泡剂、防结皮剂、防沉剂、短油醇酸树脂、滑石粉、真溶剂、固化剂、稀释剂等。仪器：GFJ-014型高速分散机及配套设备、分散罐；JS -ANTEWEN 型高低温湿热交变试验箱；Qua2Nix1500型测厚仪；日本 M INOLTA公司生产的CM-508D型分光测色计等。

    2.2　聚氨酯透明底漆的制备

    按一定比例依次投入短油醇酸树脂、助剂、溶剂，中速分散10min；再在低速分散下加入滑石粉，高速分散15min；加入稀释剂调黏度，得到聚氨酯涂料的含羟基组分；按基漆∶固化剂∶稀释剂 =1∶0.5∶0. 4~0.6的质量比调制涂料。

    3 　结果与讨论

    3.1　温度与湿度的影响

    不同温度与湿度条件下的PU透明底漆涂膜照片如图1所示。图A~F的实验条件分别为：A低温高湿（8℃，80%）；B低温低湿（8℃，30%）；C中温高湿（22℃，80%）；D中温低湿（22℃，30%）；E 高温高湿（36℃，80%）；F高温低湿（36℃，30%）。图1所示的6个图中，A为漆膜干燥1h后封闭之处，b为漆膜干燥　　2.5h后封闭之处。

    由图1可见，不管是低温、中温还是高温区，同一温度条件下，湿度越低，发白现象越明显。这一结论与“湿度越大越易出现发白现象”的习惯性说法是不一致的。得出“湿度越大越易出现发白现象”结论的前提是，由于溶剂挥发吸热，使其膜面周围温度下降，湿气凝结于湿膜面上使膜面变白。这就表明，在上述所提的涂装养护环境中，涂膜发白现象并非湿气在涂膜上的凝结所引起。

    从图1还可看出，在高湿区（80%），随着温度的升高，涂膜发白程度不断加剧。在低湿区（30%），随着温度的升高，涂膜发白的程度差别与变化趋势均不太明显：当温度从低温（8℃）升高至中温（22℃）时，涂膜发白程度加剧；但当温度从中温（22℃）继续升高至高温（36℃）时，涂膜发白的程度有所缓解。

    3.2　涂膜厚度与涂膜干燥时间的影响

    本文所提的涂膜干燥时间，是指从第二道喷涂完到开始封闭的一段时间。用目测法测定不同涂膜厚度与干燥时间条件下的涂膜发白程度（即感官值）。