測定溶劑型聚氨酯涂料耐黃變性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種涂料的檢測方法，特別是涉及一種測定溶劑型聚氨酯涂料耐黃變 性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 木器涂料是重要的裝飾裝修材料之一，傳統(tǒng)以TDI (甲苯二異氰酸酯）預(yù)聚物、TDI 加成物、TDI三聚體等芳香族多異氰酸酯為固化劑的溶劑型聚氨酯木器涂料，但是，采用該 固化劑的涂料涂抹后得到的漆膜容易黃變，嚴(yán)重影響家居的裝飾效果。
[0003] 耐黃變性是對漆膜在使用過程中保色性能的表征指標(biāo)，色差值越小，保色性就越 佳，設(shè)計(jì)合理的漆膜在測試條件下應(yīng)只有較小的色差變化。
[0004] 聚氨酯類涂料漆膜黃變的主要原因是采用了芳香族固化劑，其涂層在紫外線作用 下，其中的部分成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起涂層泛黃和變色老化。
[0005] 在GB/T 23983-2009《木器涂料耐黃變性測定法》、GB/T 23987-2009《色漆和清 漆涂層的人工氣候老化曝露曝露于熒光紫外線和水》、ISO 11507-2007《涂料和清漆.涂層 的人工風(fēng)蝕.暴露于UV熒光和水》中，規(guī)定了紫外光照法測定涂膜耐黃變的方法，同時(shí)聚 氨酯類涂料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23997-2009《室內(nèi)裝飾裝修用溶劑型聚氨酯木器涂料》、HG/T 2454-2006《溶劑型聚氨酯涂料（雙組分）》中，也都對聚氨酯類涂料漆膜的耐黃變性都有 相關(guān)規(guī)定，使用的方法都是紫外光照法。
[0006] 而采用紫外光照法，聚氨酯類涂料制板后要求養(yǎng)護(hù)7天后才能測試，而且試驗(yàn)要 求168h，因此檢測耐黃變性至少半個(gè)月才能得到結(jié)果，如果需要復(fù)檢，時(shí)間又要延長，為得 到結(jié)果工廠生產(chǎn)或工程建設(shè)只能暫停或推遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種測定溶劑型聚氨酯涂料耐黃變性的方法， 采用該方法能夠快速的對溶劑型聚氨酯涂料耐黃變性進(jìn)行測定。
[0008] -種測定溶劑型聚氨酯涂料耐黃變性的方法，包括以下步驟：
[0009] (1)配制重氮鹽溶液：將芳香胺加入過量鹽酸中，再加入亞硝酸鈉溶液，使上述原 料反應(yīng)生成重氮鹽，取反應(yīng)液與有機(jī)溶劑混合，得到重氮鹽溶液；
[0010] (2)檢測：將上述得到的重氮鹽溶液滴加至溶劑型聚氨酯涂料制得的漆膜表面， 靜置5-20min，根據(jù)溶液顏色變化判斷該溶劑型聚氨酯涂料的耐黃變性。
[0011] 本發(fā)明人在對芳香族多異氰酸酯為固化劑的溶劑型聚氨酯木器涂料進(jìn)行研究后 發(fā)現(xiàn)，涂層在紫外線作用下，芳香族多異氰酸酯分子中氨酯鍵容易被破壞分解，生成胺，而 芳胺進(jìn)一步氧化使分子重排，形成醌式結(jié)構(gòu)或偶氮結(jié)構(gòu)，引起涂層泛黃和變色老化，反應(yīng)過 程如下：
[0012]
[0013]由于重氮鹽與含有活潑氫原子的化合物易發(fā)生以偶氮基團(tuán)取代氫原子的偶合反 應(yīng)，并且芳香族異氰酸酯與脂肪族異氰酸酯均可與重氮鹽發(fā)生偶合反應(yīng)，同時(shí)由于異氰酸 酯易水解生成胺，芳香族異氰酸酯重氮偶合水解后易氧化重排生成紅棕色耦醌式產(chǎn)物，而 脂肪族異氰酸酯偶合反應(yīng)后沒有反應(yīng)后仍為試劑本身的淺黃色，反應(yīng)過程如下：
[0015] 在上述研究基礎(chǔ)上，本發(fā)明人在漆膜上滴加重氮鹽，利用重氮偶合法區(qū)分脂肪族 與芳香族異氰酸酯的聚氨酯涂料，鑒定聚氨酯涂料的耐黃變性。重氮偶合法顯色后呈紅棕 色、橙紅色的聚氨酯漆表示其中含有芳香族異氰酸酯，即可以判定其耐黃變性不合格，從而 將檢驗(yàn)周期極大的縮短。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（2)檢測中，若溶液變?yōu)槌壬⒓t色或紅棕色，則判定 該溶劑型聚氨酯涂料的耐黃變性不合格。如溶液顏色加深，變?yōu)槌壬?、紅色或紅棕色，則說 明該聚氨酯涂料中摻有芳香族異氰酸酯，可判定為耐黃變性不合格。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述重氮鹽溶液的濃度為0. 5-1. 0g/100ml，所述重氮鹽溶 液pH值彡2。如重氮鹽濃度過低，不利于顯色；但重氮鹽濃度如過高，則其氧化性太強(qiáng)，溶 液不穩(wěn)定，也不利于檢測。將重氮鹽濃度和溶液酸性控制在上述范圍內(nèi)，具有較好的顯色效 果。
[0018] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述重氮鹽溶液的濃度為0. 75g/100ml。采用該濃度的重氮 鹽，具有最佳的顯色效果。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（1)配制重氮鹽溶液中，所述有機(jī)溶劑為丙酮，所述反 應(yīng)液與丙酮混合的體積比為1:2-4。在水性反應(yīng)體系中加入丙酮制成重氮鹽溶液進(jìn)行檢測， 在兼顧與反應(yīng)體系互溶的前提下，提高了重氮鹽與漆膜的親和性，具有較好的顯色效果。
[0020] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（1)配制重氮鹽溶液中，所述芳香胺為硝基苯胺。采用 硝基苯胺作為制備重氮鹽的原料，具有簡單、快捷的優(yōu)點(diǎn)。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（1)配制重氮鹽溶液中，反應(yīng)生成重氮鹽時(shí)控制反應(yīng) 溫度為〇_5°C。將反應(yīng)溫度控制在0_5°C，具有抑制產(chǎn)物分解，提高產(chǎn)率的優(yōu)點(diǎn)。
[0022] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（1)配制重氮鹽溶液中，所述硝基苯胺與亞硝酸鈉的 摩爾質(zhì)量比為1:1-1. 4。使亞硝酸鈉的量稍微過量，可以促進(jìn)硝基苯胺反應(yīng)完全，但未反應(yīng) 的亞硝酸鈉過多，又會對后續(xù)的重氮偶合反應(yīng)產(chǎn)生不利影響，因此，將亞硝酸鈉的加入量設(shè) 為1-1. 4個(gè)當(dāng)量，既可以促使硝基苯胺完全反應(yīng)，又能減少未反應(yīng)的亞硝酸鈉造成不良影 響。
[0023] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（1)配制重氮鹽溶液的具體操作為：將Ig對硝基苯胺、 6-10ml鹽酸及10-20ml水在容器內(nèi)混合，加熱使對硝基苯胺溶解，再冷卻至室溫，接著往容 器中加入冰，使容器內(nèi)溫度降至5°C以下；在不斷攪拌下，將0. 5-0. 7g亞硝酸鈉溶于l-3ml 水所得的溶液滴加入容器中，使其反應(yīng)生產(chǎn)重氮鹽，取此含有重氮鹽的反應(yīng)液Iml與2-4ml 丙酮混合均勻，備用。
[0024] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟（2)檢測中，所述漆膜通過下述方法制得：將溶劑型聚 氨酯涂料的樹脂、固化劑和稀釋劑按照預(yù)定要求混合后，噴涂測試板，于20-25Γ，相對濕度 為45-55%的環(huán)境中放置I. 5-3h至干，即得。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0026] 本發(fā)明的一種測定溶劑型聚氨酯涂料耐黃變性的方法，通過在漆膜上滴加重氮 鹽，利用重氮偶合法區(qū)分脂肪族與芳香族異氰酸酯的聚氨酯涂料，鑒定聚氨酯涂料的耐黃 變性。重氮偶合法顯色后呈紅棕色、橙紅色的聚氨酯漆表示其中含有芳香族異氰酸酯，即可 以判定其耐黃變性不合格，從而將檢驗(yàn)周期減短至2h左右，得到了極大的縮短。是一種實(shí) 用、有效的快速測定聚氨酯涂料耐黃變性的方法。
[0027] 并且，該方法還對測定過程中的各個(gè)步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和篩選，得到了具有較 好顯色效果的工藝參數(shù)和具體實(shí)施方法。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了便于理解本發(fā)明，下面將對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以許 多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使 對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0029] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] -種測定溶劑型聚氨酯涂料耐黃變性的方法，包括以下步驟：
[0032] (1)配制重氮鹽溶液。
[0033] 將Ig對硝基苯胺、8ml鹽酸及15ml水在燒杯內(nèi)混合，加熱使對硝基苯胺溶解，再冷 卻至室溫接著往燒杯中加入約20g冰，使燒杯內(nèi)溫度降至5°C以下；在不斷攪拌下，將0. 6g 亞硝酸鈉溶于2ml水所得的溶液滴加入燒杯中，使其反應(yīng)生產(chǎn)重氮鹽，反應(yīng)式如下：
[0034]
[0035] 取上述含有重氮鹽的反應(yīng)液Iml與3ml丙酮混合均勻，備用，此時(shí)重氮鹽溶液中重 氮鹽的濃度為0. 75g/100ml。
[0036] (2)檢測。
[0037] A、制板：將溶劑型聚氨酯涂料的樹脂、固化劑和稀釋劑按照樹脂：固化劑：稀釋劑 =2:1:0. 5 (質(zhì)量比）的配比混合后，噴涂測試板，于23 ± 2°C，相對濕度為50 ± 5 %的環(huán)境 中放置2h至干，在測試板表面即得漆膜。