Resumen: Este artículo presenta las razones de la resistencia al amarilleo de los revestimientos de madera para interiores, analiza los métodos de prueba de resistencia al amarilleo, la selección del sustrato y las condiciones de fabricación de los tableros, y analiza los resultados de las pruebas. La prueba de resistencia al amarilleo adopta el método de envejecimiento acelerado por ultravioleta comúnmente utilizado en el extranjero. La prueba muestra que este método es actualmente una solución factible.
Palabras clave: revestimiento de madera; revestimiento de poliuretano; resistencia al amarilleo; método de prueba
0 Introducción
El revestimiento de madera es uno de los materiales de decoración importantes y se utiliza comúnmente. se utiliza para la decoración y protección de muebles, pisos, puertas y ventanas, etc., y juega un papel importante en el embellecimiento del ambiente del hogar y la mejora de la calidad de vida. A medida que mejora el nivel de vida de las personas, los requisitos decorativos para los revestimientos de madera son cada vez mayores. Tradicionalmente, los poliuretanos a base de disolventes utilizan policianatos aromáticos como los prepolímeros TD I, los aductos TD I y los trímeros como agentes de curado en los revestimientos de madera. Es propenso a amarillear, lo que afecta gravemente al efecto decorativo del hogar. En los últimos años han aparecido en el mercado los aductos HD I, los biurets HD I, los trímeros HD I y los trímeros mixtos TD I/HD I. Es un color amarillento bajo. Recubrimiento de madera de poliuretano en base solvente utilizando poliisocianato alifático como agente de curado. Además, los revestimientos para madera acrílicos o de poliuretano a base de agua a base de poliisocianatos alifáticos, poliisocianatos alicíclicos, etc. también tienen mejor resistencia al amarilleo. Dado que actualmente no existe ningún método de prueba para la resistencia al amarilleamiento de las películas de recubrimiento en China, sumado al revuelo comercial de algunas empresas, bastantes recubrimientos para madera en el mercado que utilizan poliisocianatos aromáticos como agentes de curado también están etiquetados como productos resistentes al amarilleo, o Incluso los productos etiquetados como no amarillentos dejan a los consumidores sin saber qué hacer. Este artículo presenta las causas del amarillamiento de los revestimientos de madera, el plan de prueba de resistencia al amarilleo, los resultados de las pruebas y el análisis de los resultados.
1 Causas del amarillamiento
Hay muchos factores que causan el amarillamiento de la madera después de pintar. Si el recubrimiento de poliuretano utiliza un agente de curado aromático, el amoníaco en las moléculas del recubrimiento se reducirá. La acción de los rayos ultravioleta. Los enlaces éster se rompen y descomponen fácilmente para formar aminas. Una mayor oxidación de las aminas aromáticas reorganiza las moléculas para formar una estructura de quinona o una estructura azo [1], lo que provoca coloración amarillenta, decoloración y envejecimiento del recubrimiento. Si en el revestimiento de madera hay resinas oleosas que contienen dobles enlaces, también se producirá un amarillamiento debido a la oxidación de los dobles enlaces para producir grupos cromóforos. Además, factores como los sustratos de madera también pueden inducir el amarilleo, como los taninos y resinas contenidos en la madera y los residuos de lejía en la superficie.
Si en los revestimientos de madera existen resinas oleosas que contienen dobles enlaces, también se producirá un amarillamiento debido a la oxidación de los dobles enlaces para producir grupos cromóforos. Además, factores como los sustratos de madera también pueden inducir el amarilleo, como los taninos y resinas contenidos en la madera y los residuos de lejía en la superficie.
2 Condiciones de prueba aceleradas
2.1 Fuente de luz
Este plan de prueba solo examina el amarillamiento del recubrimiento y no se analiza la influencia del sustrato sobre el recubrimiento. consideró. El principal factor que afecta el envejecimiento y el amarillamiento de los revestimientos interiores es la luz ultravioleta en el rango de luz solar de 290 a 400 nm. Esta parte de la luz tiene una fuerte energía luminosa y es la más dañina para el revestimiento. Por lo tanto, este programa adopta el método de prueba de la norma internacional ISO 11507: 1997 "Pinturas y barnices - Envejecimiento climático artificial de recubrimientos - Exposición a luz ultravioleta fluorescente y agua" que se usa comúnmente en el extranjero.
2.2 Instrumento de prueba y sus parámetros de prueba
El instrumento adopta la máquina de envejecimiento ultravioleta fluorescente QUV de la empresa estadounidense Q-LAB, y los parámetros de prueba se basan en ISO 4892-3: 1994 Método "Exposición a fuentes de luz de laboratorio y plásticos" - Parte 3: Lámpara UV fluorescente "La fuente de luz especificada en 5.1.1 adopta una lámpara UVA (340) [2] que puede simular mejor las condiciones de envejecimiento en interiores, la temperatura de la pizarra es (60 ± 3) ℃, y la irradiancia es 0,68W/m2, fase seca (sin condensación). En teoría, se debe medir el valor Δb* del amarillamiento del revestimiento, pero el amarilleo y la decoloración de los revestimientos interiores afectarán las propiedades decorativas del revestimiento, por lo que se utiliza un colorímetro para medir el cambio de color (ΔE*) para expresar el resultado final con mayor precisión. . según corresponda.
2.3 Selección del sustrato de prueba
Para minimizar la influencia del sustrato en los resultados de la prueba, se debe seleccionar el sustrato con el menor grado de decoloración. Para ello, se realizó una prueba de detección del sustrato y se seleccionaron tres marcas diferentes de gres porcelánico esmaltado exteriormente blanco. Después de una iluminación continua durante 168 horas bajo una lámpara UVA (340), los cambios de color (△E*) fueron 1,2, 1,0. y 0,3 respectivamente. Por tanto, el material base utilizado en este ensayo son gres porcelánico esmaltado exterior blanco cuyo ΔE* no sea superior a 0,5 después de la irradiación con lámpara UVA
(340) durante 168 horas.
2.4 Condiciones de fabricación de paneles
Después de una gran cantidad de pruebas, se han resumido las condiciones de fabricación de paneles adecuadas para la mayoría de las variedades de recubrimiento. Consulte la Tabla 1 para obtener más detalles.
Tabla 1 Condiciones de producción del panel
Tabla 1Condición de producción del panel
Variedades de recubrimiento
Tamaño del sustrato/mm
Barniz
Pintura de colores
Pintura al disolvente
95×45
Cantidad de aplicación (1ª pasada)
(0.40 ±0.05) g
Cantidad de cepillado (2.ª pasada)
(0.40 ±0.05) g
Cantidad de cepillado (1.ª pasada)
(0.45 ±0.05) g
Cantidad de cepillado (2.ª pasada)
(0.45 ±0.05) g
Pintura base agua
La cantidad de la primera capa es (0,35 ±0,05) g, la cantidad de la segunda capa es (0,45 ±0,05) g
Nota: Hay 24 intervalos entre cada capa h, el período de curado del panel de prueba es de 7 d
3 Prueba y resultados
3 Prueba acelerada
Esta prueba seleccionó un fabricante de pintura con un. cierta escala Los recubrimientos para madera a base de solventes y los recubrimientos para madera a base de agua producidos se utilizaron como muestras de prueba. El producto principal de los recubrimientos para madera a base de solventes es el recubrimiento de poliuretano de poliéster, que representa más del 90% de los recubrimientos para madera a base de solventes recolectados en este experimento son todos poliuretano de poliéster. Entre las muestras de pintura a base de solvente, las muestras 1#~12# están clasificadas como resistentes al amarilleo, y las muestras 13#~17# son muestras ordinarias. Los datos de las pruebas de resistencia al amarilleo de los recubrimientos para madera a base de solventes se muestran en la Tabla 2. Los datos de las pruebas de resistencia al amarilleo de los recubrimientos para madera a base de agua se muestran en la Tabla 3.
Nota: las muestras 9# ~ 12# son pintura blanca; las muestras 2#, 4# y 9# tienen agentes de curado de tipo mixto TD I/HD I; y 12 #El agente de curado de la muestra es HD tipo I.
Nota: 7#~12# son pinturas blancas; las materias primas utilizadas en 2#, 5#, 9# y 12# son aromáticas, y las muestras restantes son poliisocianatos acrílicos o alifáticos
3.2 Comparación de la prueba acelerada y la prueba de exposición natural
Se seleccionaron otras 6 muestras (3 de cada uno de recubrimientos para madera a base de agua y 3 a base de solvente) para exposición natural debajo del vidrio de ventana y envejecimiento acelerado. por prueba de comparación de instrumentos, los resultados se muestran en la Figura 1. El lugar de exposición natural debajo del cristal de la ventana fue el alféizar de la ventana de la habitación orientada al sur en el tercer piso del edificio de Física y Química de nuestro hospital de febrero a abril de 2005.
Fig. 1 Resultado de contraste de la prueba de exposición a la intemperie a través del acristalamiento y la prueba de envejecimiento acelerado
Fig. Las tendencias de la curva de los resultados de las pruebas de exposición natural bajo el vidrio de una ventana y los resultados de las pruebas instrumentales en la Figura 1, se puede ver que los dos son básicamente consistentes. Muestra que los resultados de la prueba de envejecimiento acelerado del instrumento pueden reflejar la resistencia real al amarillamiento de los revestimientos de madera, y este método de prueba es una solución más factible.
4 Resultados y discusión
4. Determinación del tiempo de prueba
Después de que el tiempo de prueba supera las 168 horas, los valores de diferencia de color de la mayoría de las muestras Básicamente permanecen sin cambios, por lo que se recomienda que el tiempo de prueba de resistencia al amarillamiento se fije en 168 h.
4. 2 Análisis de datos
5.
Hay 5 muestras en los recubrimientos para madera de poliuretano a base de solvente que están marcadas con resistencia al amarilleo (1#). en la Tabla 2, 5#, 6#, 7#, 8#) amarillearon rápida y obviamente (valor de diferencia de color > 6,0), lo que indica que algunas de las muestras marcadas como "resistencia al amarilleamiento" no son productos genuinos y no tienen función de resistencia al amarilleamiento. Los valores de diferencia de color de las muestras que usan agente de curado mixto TDI/HD I (2#, 4#, 9# en la Tabla 2) están entre 4,7 y 6,0 (168 h), y los valores de diferencia de color de las muestras que usan HD Agente de curado (Tabla 2 3#, 10#, 11#, 12#) El valor de diferencia de color está entre 0,9 y 2,1 (168 h).
Los ΔE* de las muestras de revestimientos para madera a base de agua cuyas materias primas son aromáticas (2#, 5#, 9#, 12#) son todas > 6,0, y los ΔE* de los demás no- muestras aromáticas es 0,9 ~2,8 (168 h).
Con base en los datos de prueba anteriores, se puede determinar el orden de resistencia al amarilleamiento de diferentes tipos de recubrimientos para madera: a base de agua no aromática = el agente de curado a base de solvente es tipo HD I > el agente de curado es TD I /HD I tipo mixto Base disolvente > Base agua o disolvente aromáticos.
Dado que la resistencia al amarillamiento también está estrechamente relacionada con el proceso de síntesis del agente de curado, algunos productos en el mercado pueden agregar absorbentes ultravioleta. Las muestras recolectadas en esta prueba tienen una variedad limitada y no pueden representar todos los productos. valor de diferencia de color La relación correspondiente con el tipo de agente de curado es solo como referencia. Se recomienda utilizar el valor de diferencia de color como base al seleccionar productos anti-amarillentos.
4.3 Resistencia al amarilleo y grado de diferencia de decoloración de los revestimientos de madera
La norma nacional GB/T 1766-1995 tiene las siguientes disposiciones para la evaluación del grado de decoloración: cuando se realiza la inspección visual es "sin decoloración", el valor de diferencia de color correspondiente es ≤1,5 cuando la inspección visual es "decoloración muy leve", el rango de valor de diferencia de color correspondiente es 1,6 ~ 3,0 cuando la inspección visual es "decoloración leve", el color correspondiente; el rango de valor de diferencia es 3,1 ~ 6,0; cuando la inspección visual es "obviamente descolorida", el valor de diferencia de color correspondiente oscila entre 6,1 y 9,0.
Se recomienda consultar las regulaciones anteriores al determinar el nivel de valor de diferencia de color. Al mismo tiempo, creemos que también se deben considerar las condiciones de uso reales: para barnices (incluidas pinturas transparentes) que son. utilizado en sustratos de madera con decoloración evidente, el sustrato de madera se decolorará y puede cubrir el color amarillento de parte del recubrimiento. Los productos con un valor de diferencia de color que oscila entre 3,1 y 6,0 pueden cumplir básicamente con los requisitos de resistencia al amarilleo. Para pinturas y barnices de colores utilizados sobre sustratos de madera con ligera decoloración, si se utilizan productos con un valor de diferencia de color en el rango de 3,1 a 6,0, el color amarillento afectará significativamente las propiedades decorativas del revestimiento, por lo que se recomienda utilizar un producto con un valor de diferencia de color en el rango de 3,1 a 6,0 Productos ≤3,0.
5 Conclusión
Esta prueba de resistencia al amarilleamiento adopta el método de prueba de envejecimiento acelerado por ultravioleta aceptado internacionalmente y estipula los parámetros del instrumento y la base de prueba de acuerdo con el uso real de materiales de revestimiento de madera para interiores, etc. . A juzgar por los resultados de las pruebas, la resistencia al amarilleamiento de los recubrimientos de poliuretano a base de solventes y los recubrimientos de madera a base de agua se puede distinguir claramente y actualmente es un método de prueba factible. Otros tipos de resina o recubrimientos resistentes al amarilleo con absorbentes de rayos UV también pueden consultar este plan de pruebas.