新型弹性漆面实木地板漆膜耐磨性的测试薛岳

新型弹性漆面实木地板漆膜耐磨性的测试

目前, 我国市场上的漆饰木质地板, 大多采用UV 漆涂饰, UV 具有固化速度快、环保、漆膜耐磨性良好、硬度高、耐刮擦、透明度高等优点, 但漆膜较脆,且当地板受环境温湿度影响而发生干缩或湿胀后, 易引起漆膜皱缩、开裂甚至剥落, 从而影响产品的外观、性能和使用寿命。为此, 笔者开发了一种弹性漆面实木地板, 当地板的宽度方向( 120~ 150 mm) 产生< 3 mm 的干缩湿胀量时, 漆膜不会发生皱缩和开裂。另外, 弹性漆膜具有一定的形状记忆功能, 在撞击作用下, 漆膜表面的压痕, 一段时间后会自动恢复平整, 因而被应用于实木地板等高端地板产品的涂饰中国涂料在线coatingol.com。由于弹性漆膜和一般U V 漆膜的耐磨性能差异较大, 且不同的测试方法对两者耐磨性能的评价也存在一定差异。故笔者对两种漆面实木地板的漆膜耐磨性能进行了检测和对比, 以探求更准确、更实用的地板产品性能测试方法。

1. 材料与方法

1. 1 试验材料

1) 常规UV 漆面实木地板、弹性漆面实木地板, 材种均为圆盘豆( Cy l icodi scus spp. ) , 规格( 长x宽x 厚) 910 mm x 122 mmx18 mm, 久盛地板有限公司产。

2) 常规UV 耐磨底漆, 型号318030511, 黏度( 2. 0+- 0.2) Pa?s; 弹性油漆, 型号128400511, 黏度( 4.2 +- 0. 2) Pa?s; 均由江苏海田技术有限公司提供。

3) 砂带, 粒度80 ??m; 粗砂, 纯金刚砂( Al3 O2 ) ,粒度45~ 75 um。

1. 2 生产工艺

利用U V 固化技术, 采用多次砂光→ 辊涂→ 固化的生产工艺, 获得规定厚度且均匀的漆膜。根据实际生产工艺中的油漆涂布量范围, 本试验中, 弹性漆的涂布量设为20、45、80、120、150 g/ m2 ; 常规UV 漆的涂布量为11. 4、14、16、20、26 g/ m2。

1. 3 试验仪器

JM-IV 型磨耗仪( 图1) , 上海现代环境工程技术有限公司产, 用于GB/ T 17657??1999 规定的测试方法; T aber 5135 型磨耗仪( 图1) , 上海首立实业有限公司产, 用于EN 14354??2004 中的测试方法; 155 型粗砂供给器等。

1. 4 试验方法

理论上, 在其他条件不变时, 漆膜表面耐磨值与耐磨功能层( 漆膜层) 的厚度或涂布量呈线性关系[ 1] 。因此, 漆膜表面耐磨值与漆膜厚度或涂布量之间的线性相关性愈强, 则所用的漆膜耐磨测试方法愈准确。依据GB/ T 15036. 2-2009<实木地板第2 部分:检验方法>、GB/ T 17657-1999<人造板及饰面人造板理化性能试验方法>( 砂带法) 和欧洲标准EN 14354-2004 < Wood-based panels-w ood veneer f loorcov ering>( 落砂法) 分别进行试验 。

2 种检测方法的主要区别: 砂带法的砂粒粘附在砂带上, 砂带和橡胶轮一起转动, 用于模拟家具拖动对地板漆膜产生的直接磨损过程; 落砂法的砂粒自由撒落在被测试件的表面, 橡胶轮和砂粒之间做相互独立的运动, 模拟人行走对漆膜产生的间接磨损过程。

1) 取样 弹性漆面地板和常规UV 漆面地板各选取5 块, 在每块地板的两端, 分别锯制1 个试件,尺寸为( 100 +- 2) mm x ( 100 +-2) mm。

2) 平衡处理 将测试试件、研磨轮、砂带和粗砂, 放入相对湿度( 65 +-5)%, 温度( 23+- 2) oc 的环境中至质量恒定。

3) 耐磨性测定 a 砂带法: 参见GB/ T 15036. 2-2009 和GB/ T 17657-1999。

b 落砂法: (1) 向粗砂供给器内添置粗砂; (2)将试件固定在支撑盘上, 将研磨轮降至试件表面, 并确保研磨轮轮轴水平; (3) 调整落砂速度为( 21 +- 3) g/min; (4) 开启吸尘器, 同时启动试件旋转, 每隔200 r

检查试件的磨损程度, 当剩余漆膜较薄, 接近木材时,每隔100 r 检查一次, 直至试件漆膜磨透, 记录转数。

5) 最大耐磨转数计算?? 按标准规定, 对于UV漆面地板, 以漆面出现破损时的转数计算; 对于弹性漆面地板, 将试件分为16 个区域, 以连续12 个区域内的漆面被磨穿时的转数计, 均精确至100 r。

2 结果与分析

2. 1 弹性漆面地板的耐磨性能

弹性漆面地板的漆膜耐磨性检测结果, 见图2。

图2 落砂法和砂带法对弹性漆面地板耐磨性能的表征

从图2 可见, 耐磨功能层涂布量与耐磨转数之间呈线性关系, 采用落砂法得到的二者之间线性测定系数为0. 9958, 高于砂带法( 0. 8936) , 说明对于弹性漆面地板, 落砂法对其耐磨性能的评价更为准确。

在本试验范围内, 当弹性漆的涂布量为20 g/ m2时, 落砂法和砂带法测得的耐磨转数分别为1 100 r、100 r; 涂布量增至150 g / m2 , 落砂法和砂带法测得的耐磨转数分别为9 000 r、700 r。对于同一油漆涂布量的弹性漆面地板, 落砂法测得的耐磨转数, 约为砂带法测试结果的10 倍。这主要是由于两种测试方法的原理不同, 及弹性漆面的特点所致:1) 落砂法是利用施加有一定载荷的橡胶轮, 在转动过程中, 通过自由散落在地板表面的砂粒, 实现对漆膜的磨擦。在磨耗过程中, 砂粒相对橡胶轮和试件是运动的, 磨损较缓和, 漆膜每转磨耗量亦较小; 而砂带法是利用施加有一定载荷的砂带轮, 由于砂子固定在砂带上, 直接与漆膜磨擦, 使得每转的漆膜磨耗量增大。

2) 弹性漆面地板的漆膜硬度低, 采用落砂法测试时, 砂粒对漆面所做的功, 大部分转化为漆膜发生弹性变形生成的热能, 降低了以磨损形式消耗的能量, 因此, 磨耗量降低; 采用砂带法时, 固定在砂带上的砂粒很容易扎破漆膜, 产生撕裂, 大大提高了漆膜的磨耗量。根据落砂法得到的弹性漆面地板耐磨功能层涂布量, 与耐磨转数之间的线性方程, 结合EN 14354中对耐磨等级的要求, 可计算出涂饰弹性漆的地板,在不同耐磨等级时所需的涂布量, 为实际生产工艺参数的制定提供依据( 表1) 。

表1 EN 14354 中地板漆膜的耐磨性能等级的要求[ 4]

2. 2 常规U V 漆面地板的耐磨性能

常规U V 漆面地板表面耐磨性的检测结果, 如图3 所示。图3 显示, 耐磨功能层涂布量与耐磨转数之间的测定系数为0. 9523, 大于落砂法( 0. 8304) , 说明常规UV 漆面地板宜采用砂带法来评价其漆膜表面耐磨性能。UV 漆的涂布量为11. 4 g/ m2 时, 落砂法和砂带法测得漆膜耐磨转数分别为1 300 r、200 r; 涂布量达26 g/ m2 , 落砂法和砂带法测得耐磨转数分别为2 300r、800 r。对于同一漆膜厚度的常规UV 漆面地板,落砂法测得的耐磨转数, 是砂带法测得结果的3~ 5倍, 其主要原因也是两种测试方法原理不同。对比图2 和图3, 发现采用落砂法时, 测得的弹性漆面地板的耐磨转数, 显著高于UV 漆面地板。

分析原因: 1) 弹性漆面地板的油漆涂布量, 约为UV 漆面地板的2~ 5 倍, 涂层较厚; 2) U V 漆面地板的漆膜硬度高、脆性大, 无论采用落砂法还是砂带法, 砂子对漆面所做的功, 未转化为热能, 而是全部以漆面磨损的形式消耗。

3 . 结论

1) 由于采用了弹性油漆, 且涂布量较大, 因此弹性漆面地板的耐磨性能更好, 宜依据EN 14354-2004进行检测, 常规UV 漆面地板的耐磨性则适宜参照GB/ T 15036. 2-2009 测试。

2) 根据弹性漆面地板耐磨功能层涂布量, 与耐磨转数之间的线性方程, 可计算不同耐磨等级要求时地板涂饰所需的最少涂布量, 以节约生产成本。

3) GB/ T 15036. 2-2009 仅规定了家用等级地板的耐磨性要求, 在今后的标准制修订中, 引入EN14354-2004 中根据不同用途, 进行地板漆膜表面耐磨性能测试和评价的方法。

4) 建议对弹性漆面地板的性能检测方法做进一步深入研究, 并参考EN14354-2004 等标准, 起草相应的行业或国家标准。

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