温敏变色粉对木质家具表面漆膜性能的影响(2)
家具表面漆膜理化性能的测试按照GB/T 4893.6—2013《家具表面漆膜光泽测定法》规定的要求和测试方法。将光泽度仪经过校准后放置在待测漆膜样板上,在每一个样板上取3个测试区域,将测头内光线的入射和反射方向顺着木纹,在表上读出光泽值,结果取3个数值的平均值。
1.2.5 扫描电子显微镜(SEM)分析
本研究通过使用扫描电镜来观察涂饰木材表面漆膜的微观形貌,考察温敏变色粉在不同类型的清漆漆膜中的分布情况,及对漆膜表面粗糙度的影响,为温敏变色涂料改性的清漆涂饰工艺提供指导。
2 结果与分析
2.1 温敏变色粉的表征分析
为进一步了解微囊型温敏蓝和温敏红变色粉的表面形貌,对温敏变色粉样本进行了扫描电镜分析。图1A和图1B分别为温敏蓝和温敏红变色粉在1 000倍视野下的扫描电镜测试结果。由图可以看出,两种类型的变色粉微囊外观形态良好,表面较为光滑,多为球形结构,而且微囊表面无明显裂痕,微囊分散性较好,无粘连现象。对温敏变色粉微胶囊粒径大小及分布情况进行测量,结果如图1C和图1D所示。可以看出,温敏蓝微胶囊的粒径范围为1.44~7.95 μm,平均粒径为3.94 μm,温敏红微胶囊的粒径分布在0.97~8.71 μm,平均粒径为3.27 μm。
图1 温敏变色微胶囊的SEM图像(A、B)和粒度分布情况(C、D)Fig. 1 SEM photographs and size distribution of thermochromic microcapsules
对温敏变色微囊材料进行红外光谱分析,结果如图2所示。可以看出,在3 360 cm-1处为微囊型温敏变色粉脲醛树脂壁材N—H键和O—H键伸缩振动峰的叠加,2 963 cm-1处为亚甲基—CH2—的不对称伸缩振动,1 551 cm-1处为—CO—NH—的N—H键弯曲振动和C—N键伸缩振动引起的,1 020 cm-1为C—O—C的特征吸收峰,640 cm-1的吸收峰为N—H键的面内摇摆振动峰。在红外光谱中,同样可发现芯材温敏变色复配物的特征峰。3 332 cm-1为显色剂双酚A的H—O和N—H的伸缩振动峰,1 171 cm-1为C—O伸缩振动峰;2 920和2 850 cm-1为溶剂十二醇的—CH2伸缩振动峰,729和720 cm-1为十二醇的—CH2的面内吸收振动峰;1 744 cm-1为发色剂热敏红和热敏蓝的内酯环上的羰基伸缩峰,1 462 cm-1为—C—NH2—的伸缩振动峰,1 252和1 061 cm-1为内酯C—O—C的对称伸缩振动峰。
A. 温敏蓝变色粉; B. 温敏红变色粉。图2 温敏变色粉材料的FT-IR分析Fig. 2 FT-IR analysis of thermochromic materials
2.2 温敏变色粉对涂饰家具表面色差的影响
本试验中对添加温变粉的清漆涂饰木材表面进行色度学参数测定,以未涂饰木材为标准样,计算涂饰木材的表面色差。室温条件下未涂饰木材表面的L、a、b值分别为34.59,10.69和16.28,当其表面涂饰了油性清漆后,其表面L、a、b值略有所下降,分别为30.73,10.63和15.28,与未涂饰素材相比,其色差ΔE仅为3.99,如图3所示。随着温度的升高,油性清漆涂饰木材与未涂饰材之间的色差增加,在温度为35和55 ℃时,色差值ΔE为17.49和11.59,漆膜表面明度增加,色相向偏红偏黄的趋势变化。
图3 油性漆涂饰木材表面的色差变化Fig. 3 The changes of color difference of wood surface painted with oil paint
在油性清漆中加入不同比例的温敏变色粉,再进行木材表面涂饰,可以发现,室温条件下温敏变色粉的加入使涂饰木材表面的色差增加,随着温度的升高,添加了不同比例温敏变色粉的涂饰材其ΔE变化略有不同。当温度为35 ℃,温敏红变色粉添加量为3%~10%时,涂饰材表面ΔE均低于室温下涂饰材表面色差,但当温敏红变色粉的添加量增加至15%时,涂饰木材表面色差较室温明显增高,其色差值达到27.54。而35 ℃条件下添加了温敏蓝变色粉的油性漆涂饰木材,其表面色差仅在添加量为3%时较室温色差低,其他添加量的温敏变色油性漆涂饰木材表面色差仍较高,ΔE在20.44~40.00变化。
A. 未涂饰材;B. 油性清漆涂饰木材;C. 室温下3%温敏红油漆涂饰木材;D. 35 ℃下3%温敏红油漆涂饰木材;E. 55 ℃下3%温敏红油漆涂饰木材;F. 室温下15%温敏红油漆涂饰木材;G. 35 ℃下15%温敏红油漆涂饰木材;H. 55 ℃下15%温敏红油漆涂饰木材。图4 油性漆涂饰木材表面Fig. 4 The wood surfaces painted with oil paint
当温度上升至55 ℃时,4种添加比例的温变粉油性漆涂饰木材表面色差值均较35 ℃时温变粉油性漆涂饰木材有所降低,如图4所示。当温变粉的添加量较低,并且环境温度高于温变粉变色温度时,涂膜表面色差即可恢复至与未添加温变粉的油性漆涂饰木材相近,但当温变粉添加量过高,即使环境温度达到了温敏变色粉的相应温度,漆膜表面的颜色也无法恢复至无色的状态。因此,添加3%~10%比例的温敏红变色粉或3%比例的温敏蓝变色粉在油性清漆中,涂饰后的木材漆膜表面能够较好地进行变色和复色。
文章来源:《电镀与涂饰》 网址: http://www.ddytszz.cn/qikandaodu/2021/0330/462.html
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