【十環網】水性木制工藝品玩具漆的研制
劉寶勇,王珣
(河北晨陽工貿集團有限公司,河北保定072550)
摘要:針對國內外對木制工藝品玩具所用涂料要求的進一步提高,研制出符合各項性能測試要求的水性木制工藝品玩具漆系列產品,對產品配方設計、操作工藝、性能檢測、原材料選擇進行了詳細論述。
關鍵詞:水性木制工藝品玩具漆;配方與工藝設計;性能檢測;原材料選擇
0引言
2007年廣東一玩具廠出口美國的玩具,檢測鉛含量超標,結果被罰款2000萬美元,致使該廠老板自殺身亡;同年8月份,美國美泰公司向美國消費者安全委員會提出召回2200萬件中國產木制工藝品玩具。經過調查,大規模召回玩具的原因之一亦為玩具所用涂料和油漆含鉛超標,該事件對我國商品形象造成巨大影響,尤其給作為全國木制工藝品生產制造基地的浙江省經濟造成巨大損失,這一系列事件迅速在全國范圍內掀起巨大反響。
商務部立即對我國南方木制工藝品玩具市場展開整頓,嚴禁玩具生產廠家使用含鉛油漆。隨后國家商業部發出“綠色外貿”的通知,明令“非環保”產品將暫停出口。各項政策法規均促使木制工藝品玩具涂料涂裝市場更加迅速的向水性化方向轉變。
河北晨陽工貿集團有限公司以響應政府號召、滿足市場需求、順應意識潮流為導向,為了滿足客戶要求,充分發揮自身的技術優勢,對水性木制工藝品玩具用漆進行了研發,經方案研究、配方設計和論證、產品生產工藝設計、試制生產、產品性能測試、客戶試用,產品符合國內外相關檢測標準要求。
目前,我公司產品已根據市場發展情況,成功研制出水性木制工藝品玩具專用透明底面漆、半透明底面漆、實色底面漆等系列產品,令眾多木制工藝品廠家和木制玩具廠家擺脫了油漆的困擾。
1實驗部分
主要針對要求更加嚴格的面漆展開分析。
1.1面漆的制備
1.1.1原材料
CYR乳液(自交聯聚氨酯改性乳液),PH調節劑(AMP-95,陶氏化學公司),消泡劑(BYK-024,畢克公司),成膜助劑(DPNB、醇酯—12,工業級,陶氏化學公司),流變助劑,乳液交聯劑,去離子水,顏料(工業級,鈦白R-930,),潤濕分散劑(3275,科寧公司),蠟乳液(BYK-513,畢克公司),增稠劑。
1.1.2面漆配方(見表1)
表1 木制工藝品玩具用水性面漆配方
原料名稱
用量/份
組分一
CYR乳液
70
PH調節劑
0.05
消泡抑泡劑
0.2
成膜助劑
3.5
流變助劑
0.2
乳液交聯劑
0.3
組分二
去離子水
5
消泡劑
0.2
PH調劑節劑
0.05
顏料潤濕分散劑
1.5
顏料
15
組分三
蠟乳液
3
增稠劑
1
合計
100
1.1.3面漆配制工藝
1步:將組分一按順序在中速攪拌下加入,加完后高速攪拌20分鐘,分散均勻備用,PH值控制在7.5-8.5;
第二步:將組分二按順序在中速攪拌下加入,加完后高速攪拌20分鐘,分散均勻后進行研磨,研磨后細度<25um;
第三步:將研磨好的組分二加入到分散好的組分一中,使用增稠劑調節涂料黏度至3000—4000cps(旋轉黏度計3#12r)。
1.2主要設備與儀器
1.2.1試驗設備
電子天平(YT10002,天津天馬);燒杯(500ml);三用高速分散機(SFJ型,天津潤通);籃式砂磨機(QZM,勆力);溫濕度計(北京亞光)。
1.2.2檢測設備
1低成膜溫度測定儀(QMB,天津東文亞);旋轉粘度計(LVDV-I,美國博力飛);刮板細度計(50um,德國BYK);原子吸收分光光度計(AA2610,華洋);紫外分光光度計(6ENESYS10,美國);濕膜測厚儀(QCL,天津精科);恒溫恒濕試驗機(上海驟新);三角度光澤度儀(德國BYK);涂膜鉛筆劃痕硬度儀(QHQ,天津材料試驗機廠);漆膜劃格儀(QFH,天津道里);回粘性砝碼(QNF,天津科聯);電熱恒溫干燥箱、數顯電熱鼓風干燥箱(101-0A,龍口市電爐制造廠)。
1.3涂膜的制備及性能檢測
1.3.1涂膜制備及常規性能檢測
此產品選擇噴涂施工方法,按木制玩具常規施工程序進行:工件>去塵>拋光>刮膩子>噴1道底漆>打磨>噴第二道底漆>打磨>補沙眼>打磨>噴面漆>檢驗>包裝;檢測使用兩種木材既樺木和桉木,漆膜在溫度23+2℃,濕度(55+5)﹪的恒溫恒濕條件中干燥96小時后檢測漆膜的光澤、硬度、附著力等基本性能。(檢測結果見表2)
1.3.2漆膜抗粘連檢測
按國標GB1762-80進行檢測。
在馬口鐵板上制備漆膜,涂刷后于恒溫恒濕條件下干燥48小時。將濾紙片光面朝下置于距樣板邊緣不少于1厘米處的漆膜上,放入調溫調濕箱,將在溫度40±1℃、相對濕度80±2%條件下預熱的回粘性測定器放在濾紙片的正中,關上調溫調濕箱。5分鐘內升到溫度40±1℃、相對濕度80±2%,在此條件下保持10分鐘。迅速垂直向上拿掉測定器,取出樣板。在恒溫恒濕條件下放置15分鐘,用四倍放大鏡觀察結果。用濾紙片能否自由落下,纖維粘連面積大小作為評級標準。
我公司產品按上述方法進行檢測,樣板倒轉,濾紙片能自由落下,達到國標1級標準。
1.3.3按美國新要求檢測
針對中國出口產品,美國方面再次提高質量要求,重金屬含量備受關注,時至2008年美方進口商又提出中國出口的木制玩具必須通過新要求,(新要求:1.重金屬鉛含量檢測為0;2.木制玩具成品實用性檢測:本檢測分三步,1步,取玩具一至兩套,拆包裝,將玩具放入2立升紙箱內,強力震蕩5分鐘,取出。第二步,將取出的玩具放入清水中浸泡10分鐘,取出,用干毛巾擦干,使用螺絲刀加5牛頓力,刮拭涂膜表面。第三步,立即重復1步,取出放置4小時,同樣使用螺絲刀刮拭涂膜。標準以不大面積掉漆為準。我公司產品完全按照美國新要求進行操作,敲擊后棱角有輕微破損,后經耐水實驗通過,經過第三步檢測通過。
表2 產品性能檢測表
項目
技術要求
產品性能檢測結果
揮發性有機化合物的含量(VOC)限值
≤250g/L
38.4g/L
鹵代烴(以二氯甲烷計)/(mg/kg)
≤500
未檢出
苯、甲苯、二甲苯、乙苯的總量/(mg/kg)
≤500
未檢出
甲醛/(mg/kg)
≤100
64
鉛/(mg/kg)
≤90
未檢出
鎘/(mg/kg)
≤75
未檢出
鉻/(mg/kg)
≤60
未檢出
汞/(mg/kg)
≤60
0.014
在容器中的狀態
無硬塊,攪拌后呈均勻狀態
無硬塊,攪拌后呈均勻狀態
細度/µm ≤
40
25
不揮發物/% ≥
30
45
干燥時間≤
表干/min
單組分:30
10
實干/h
單組分:6
1
貯存穩定性(50℃/7天)
無異常
無異常
耐凍融性
不變質
不變質
涂膜外觀
正常
正常
光澤(60º)
商定
達到客戶要求
打磨性
易打磨
易打磨
硬度(擦傷) ≥
H
H
附著力(劃格間距2mm)/級 ≤
1
1
抗粘連性(500g,50℃/4h)
MM:A-0 MB:A-0
MM:A-0 MB:A-0
耐水性
耐水性(24h)
無異常
無異常
耐沸水性(15min)
無異常
無異常
耐堿性(50g/L,NaHCO3,1h)
無異常
無異常
耐醇性(50%,1h)
無異常
無異常
表3 我公司的水性工藝品玩具漆與市場上同類產品相比的技術優勢:
項目
我公司的產品
市場上的同類產品
表干(min)
10
15-25
實干(h)
1.0
2-3
細度(µm)
25
35-40
不揮發物(%)
45
40-45