测定溶剂型聚氨酯涂料耐黄变性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种涂料的检测方法，特别是涉及一种测定溶剂型聚氨酯涂料耐黄变 性的方法。
【背景技术】
[0002] 木器涂料是重要的装饰装修材料之一，传统以TDI (甲苯二异氰酸酯）预聚物、TDI 加成物、TDI三聚体等芳香族多异氰酸酯为固化剂的溶剂型聚氨酯木器涂料，但是，采用该 固化剂的涂料涂抹后得到的漆膜容易黄变，严重影响家居的装饰效果。
[0003] 耐黄变性是对漆膜在使用过程中保色性能的表征指标，色差值越小，保色性就越 佳，设计合理的漆膜在测试条件下应只有较小的色差变化。
[0004] 聚氨酯类涂料漆膜黄变的主要原因是采用了芳香族固化剂，其涂层在紫外线作用 下，其中的部分成分发生化学反应，引起涂层泛黄和变色老化。
[0005] 在GB/T 23983-2009《木器涂料耐黄变性测定法》、GB/T 23987-2009《色漆和清 漆涂层的人工气候老化曝露曝露于荧光紫外线和水》、ISO 11507-2007《涂料和清漆.涂层 的人工风蚀.暴露于UV荧光和水》中，规定了紫外光照法测定涂膜耐黄变的方法，同时聚 氨酯类涂料的相关标准GB/T 23997-2009《室内装饰装修用溶剂型聚氨酯木器涂料》、HG/T 2454-2006《溶剂型聚氨酯涂料（双组分）》中，也都对聚氨酯类涂料漆膜的耐黄变性都有 相关规定，使用的方法都是紫外光照法。
[0006] 而采用紫外光照法，聚氨酯类涂料制板后要求养护7天后才能测试，而且试验要 求168h，因此检测耐黄变性至少半个月才能得到结果，如果需要复检，时间又要延长，为得 到结果工厂生产或工程建设只能暂停或推迟。
【发明内容】
[0007] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种测定溶剂型聚氨酯涂料耐黄变性的方法， 采用该方法能够快速的对溶剂型聚氨酯涂料耐黄变性进行测定。
[0008] -种测定溶剂型聚氨酯涂料耐黄变性的方法，包括以下步骤：
[0009] (1)配制重氮盐溶液：将芳香胺加入过量盐酸中，再加入亚硝酸钠溶液，使上述原 料反应生成重氮盐，取反应液与有机溶剂混合，得到重氮盐溶液；
[0010] (2)检测：将上述得到的重氮盐溶液滴加至溶剂型聚氨酯涂料制得的漆膜表面， 静置5-20min，根据溶液颜色变化判断该溶剂型聚氨酯涂料的耐黄变性。
[0011] 本发明人在对芳香族多异氰酸酯为固化剂的溶剂型聚氨酯木器涂料进行研究后 发现，涂层在紫外线作用下，芳香族多异氰酸酯分子中氨酯键容易被破坏分解，生成胺，而 芳胺进一步氧化使分子重排，形成醌式结构或偶氮结构，引起涂层泛黄和变色老化，反应过 程如下：
[0012]
[0013]由于重氮盐与含有活泼氢原子的化合物易发生以偶氮基团取代氢原子的偶合反 应，并且芳香族异氰酸酯与脂肪族异氰酸酯均可与重氮盐发生偶合反应，同时由于异氰酸 酯易水解生成胺，芳香族异氰酸酯重氮偶合水解后易氧化重排生成红棕色耦醌式产物，而 脂肪族异氰酸酯偶合反应后没有反应后仍为试剂本身的浅黄色，反应过程如下：
[0015] 在上述研究基础上，本发明人在漆膜上滴加重氮盐，利用重氮偶合法区分脂肪族 与芳香族异氰酸酯的聚氨酯涂料，鉴定聚氨酯涂料的耐黄变性。重氮偶合法显色后呈红棕 色、橙红色的聚氨酯漆表示其中含有芳香族异氰酸酯，即可以判定其耐黄变性不合格，从而 将检验周期极大的缩短。
[0016] 在其中一个实施例中，步骤（2)检测中，若溶液变为橙色、红色或红棕色，则判定 该溶剂型聚氨酯涂料的耐黄变性不合格。如溶液颜色加深，变为橙色、红色或红棕色，则说 明该聚氨酯涂料中掺有芳香族异氰酸酯，可判定为耐黄变性不合格。
[0017] 在其中一个实施例中，所述重氮盐溶液的浓度为0. 5-1. 0g/100ml，所述重氮盐溶 液pH值彡2。如重氮盐浓度过低，不利于显色；但重氮盐浓度如过高，则其氧化性太强，溶 液不稳定，也不利于检测。将重氮盐浓度和溶液酸性控制在上述范围内，具有较好的显色效 果。
[0018] 在其中一个实施例中，所述重氮盐溶液的浓度为0. 75g/100ml。采用该浓度的重氮 盐，具有最佳的显色效果。
[0019] 在其中一个实施例中，步骤（1)配制重氮盐溶液中，所述有机溶剂为丙酮，所述反 应液与丙酮混合的体积比为1:2-4。在水性反应体系中加入丙酮制成重氮盐溶液进行检测， 在兼顾与反应体系互溶的前提下，提高了重氮盐与漆膜的亲和性，具有较好的显色效果。
[0020] 在其中一个实施例中，步骤（1)配制重氮盐溶液中，所述芳香胺为硝基苯胺。采用 硝基苯胺作为制备重氮盐的原料，具有简单、快捷的优点。
[0021] 在其中一个实施例中，步骤（1)配制重氮盐溶液中，反应生成重氮盐时控制反应 温度为〇_5°C。将反应温度控制在0_5°C，具有抑制产物分解，提高产率的优点。
[0022] 在其中一个实施例中，步骤（1)配制重氮盐溶液中，所述硝基苯胺与亚硝酸钠的 摩尔质量比为1:1-1. 4。使亚硝酸钠的量稍微过量，可以促进硝基苯胺反应完全，但未反应 的亚硝酸钠过多，又会对后续的重氮偶合反应产生不利影响，因此，将亚硝酸钠的加入量设 为1-1. 4个当量，既可以促使硝基苯胺完全反应，又能减少未反应的亚硝酸钠造成不良影 响。
[0023] 在其中一个实施例中，步骤（1)配制重氮盐溶液的具体操作为：将Ig对硝基苯胺、 6-10ml盐酸及10-20ml水在容器内混合，加热使对硝基苯胺溶解，再冷却至室温，接着往容 器中加入冰，使容器内温度降至5°C以下；在不断搅拌下，将0. 5-0. 7g亚硝酸钠溶于l-3ml 水所得的溶液滴加入容器中，使其反应生产重氮盐，取此含有重氮盐的反应液Iml与2-4ml 丙酮混合均匀，备用。
[0024] 在其中一个实施例中，步骤（2)检测中，所述漆膜通过下述方法制得：将溶剂型聚 氨酯涂料的树脂、固化剂和稀释剂按照预定要求混合后，喷涂测试板，于20-25Γ，相对湿度 为45-55%的环境中放置I. 5-3h至干，即得。
[0025] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0026] 本发明的一种测定溶剂型聚氨酯涂料耐黄变性的方法，通过在漆膜上滴加重氮 盐，利用重氮偶合法区分脂肪族与芳香族异氰酸酯的聚氨酯涂料，鉴定聚氨酯涂料的耐黄 变性。重氮偶合法显色后呈红棕色、橙红色的聚氨酯漆表示其中含有芳香族异氰酸酯，即可 以判定其耐黄变性不合格，从而将检验周期减短至2h左右，得到了极大的缩短。是一种实 用、有效的快速测定聚氨酯涂料耐黄变性的方法。
[0027] 并且，该方法还对测定过程中的各个步骤进行了实验优化和筛选，得到了具有较 好显色效果的工艺参数和具体实施方法。
【具体实施方式】
[0028] 为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许 多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使 对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0029] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0030] 实施例1
[0031] -种测定溶剂型聚氨酯涂料耐黄变性的方法，包括以下步骤：
[0032] (1)配制重氮盐溶液。
[0033] 将Ig对硝基苯胺、8ml盐酸及15ml水在烧杯内混合，加热使对硝基苯胺溶解，再冷 却至室温接着往烧杯中加入约20g冰，使烧杯内温度降至5°C以下；在不断搅拌下，将0. 6g 亚硝酸钠溶于2ml水所得的溶液滴加入烧杯中，使其反应生产重氮盐，反应式如下：
[0034]
[0035] 取上述含有重氮盐的反应液Iml与3ml丙酮混合均匀，备用，此时重氮盐溶液中重 氮盐的浓度为0. 75g/100ml。
[0036] (2)检测。
[0037] A、制板：将溶剂型聚氨酯涂料的树脂、固化剂和稀释剂按照树脂：固化剂：稀释剂 =2:1:0. 5 (质量比）的配比混合后，喷涂测试板，于23 ± 2°C，相对湿度为50 ± 5 %的环境 中放置2h至干，在测试板表面即得漆膜。