壁纸胶黏剂检测技术现状及未来展望
2022-01-25任彬彬上海建科检验有限公司上海201108
任彬彬(上海建科检验有限公司,上海 201108)
在近些年建筑家装行业中,壁纸、壁布、无缝墙布等墙面装饰材料因其款式多样、性能出众的特点,逐渐成为墙面装修时广泛使用的装修材料。而选用好的壁纸胶,不仅能保证壁纸的持久黏结力,形成良好的平整度和黏贴性,延长使用寿命,而且还能保证消费者的人身健康安全,远离“装修病”。然而,壁纸胶在使用中也容易遇到一些常见的问题,如翘边、翘角、发霉、发黑、透出刺激性气味等,如何通过科学的手段评判一款壁纸胶的产品质量显得尤为重要。
目前,国内外均有对应的检测技术标准对壁纸胶产品从物理性能、力学性能和环保性能进行控制,如JC/T 548—2016《壁纸胶黏剂》、KS F 3217—2010《墙纸胶合剂》、BS 3046—1981(R2016)《悬挂式软墙面装饰层胶黏剂规范》和 JIS A 6922—2021《墙纸黏贴用淀粉黏合剂》。但是随着重型壁纸和无缝墙布使用范围越来越广,湿胶作为壁纸胶中的后起之秀,使用量也呈逐年增加趋势,目前的检测技术和检测参数并不能完美表征此类产品的特点和优点。
1 壁纸胶市场现状
壁纸在欧美的使用率约 50% 以上,日韩更达 90% 以上。中国虽然已经是壁纸消费全球第三大市场,但壁纸内墙装饰材料基本只在大城市使用,且使用率约为 10%,总体使用率不足 5%。根据中国室内装饰协会数据,截止2020年底,国内壁纸产量为 5.52 亿m2,销量为 4.03 亿 m2,墙布产量为 14.63 亿 m2,销量为 11.87 亿 m2,估算壁纸胶市场潜在需求约 400 万 t,由此可见,壁纸胶有非常庞大的市场总量和潜力。
目前,市场上的壁纸胶根据其物理形态可分成三大类:粉状、液状和糊状。粉状胶主要由合成树脂或淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物等制成,加水配置后黏稠度适中,有较好的适用期和滑动性,有害物质较少;糊状胶主要由可溶性淀粉、羧甲基淀粉、改性羟丙基淀粉等制成,适用期较长,黏结强度高,有害物质少;液状胶大多由聚乙烯醇等制成,性价比虽高,但黏结强度一般,且极易残留甲醛等有害物质。这三种壁纸胶在实际使用中,往往会根据厂家的配方混合使用,以提高各项性能。
2 壁纸胶检测标准解读
我国现行的壁纸胶行业标准 JC/T 548—2016 于 2016年 7 月 11 日颁布,2017 年 1 月 1 日正式实施,编制时主要参考了两份国际先进标准,其中之一为 BS 3046—1981(R 2011),目前已于2016年重新进行确认;另一份是日本的JIS A 6922—2003《墙纸黏贴用淀粉黏合剂》,目前已经被最新的JIS A 6922—2021替代。除以上标准外,韩国国家标准 KS F 3217—2021《墙纸胶合剂》也已经正式发布,于 2021 年下半年替代 KS F 3217—2010 。现就壁纸胶行业涉及的 4 份主要标准的检测项目做如下归纳,详见表 1 所示。
表14 份标准主要技术要求
上述各标准因涵盖的产品类型不同,分类亦有所不同,JC/T 548—2016 中,I型适用于一般纸基类壁纸胶,II型适用于具有高湿黏性、高强度要求的壁纸胶。KS F 3217—2010中 I 类为通过加热合成的胶黏剂,II 类为常温条件下合成的胶黏剂。BS 3046—1981(R2016) 中,将产品分为 5 类,分别为低固体含量胶黏剂、中固体含量胶黏剂、高湿黏性可洗壁纸胶黏剂、普通防霉胶黏剂、高湿黏高强度防霉胶黏剂。JIS A 6922—2021 中,I 类适用于淀粉类壁纸胶黏剂,II 类适用于合成树脂乳胶类壁纸胶黏剂。
4 份标准中具有共性的检测参数在检测时使用的实验设备基本相同,主要区别在于试验基材的规定和选择,具体区别详见表 2。
表2 四份标准的试验基材的主要区别
(1)壁纸胶黏结性能。BS 3046—1981(R2016) 中规定将标准纸基黏结在瓷砖上,胶干后手撕标准纸基比较破纸率,该方法比较简单,但数据不直观且主观性强,区分度不够。其余三个标准均规定将试件样板夹持在拉力机上,进行180° 剥离强度试验,这是由于试验用基材为布基或纯无纺纸基,具有更大的拉伸强度,可以支撑 180° 剥离强度试验。试验数据不但客观准确,且具有较好的区分度,这是BS 3046—1981(R2016) 所不具备的。此外,三个标准均规定了冻结融解后的黏结性能指标,以表征产品抗冻性能好坏。
(2)壁纸胶施工性能。JC/T 548—2016 和BS 3046—1981(R2016) 均有三个与施工性能有关的指标,分别为晾置时间、湿黏性和滑动性。晾置时间是指壁纸胶由液态变成固态所经历的时间,也就是指胶黏剂失去黏结性所经历的时间,该检验项目对壁纸胶具有重要意义,过短的晾置时间会直接影响壁纸的施工。湿黏性是考量壁纸胶施工性能和黏结性能的一项指标,当壁纸胶未固化时其具有的黏结力大小的一种表示。滑动性是考量壁纸胶的施工性能的一项指标,滑动性的好坏将直接影响壁纸胶对壁纸铺装,滑动性太差将导致不易于壁纸的铺装;随着壁纸行业的迅速发展,壁纸的种类也不断有所增加,无纺纸的应用使得壁纸的重量也有所增加,对壁纸胶的湿黏性能有了更高的要求。而 JIS A 6922—2021 和KS F 3217—2010 标准中无相关施工性能的指标。
(3)壁纸胶物理性能。除 BS 3046—1981(R2016)外,其余均对pH值和不挥发物做了规定,而这两个指标是厂家进行质量与成本控制的重要指标。其中不挥发物是壁纸胶产品重要的理化指标,该指标能反映出产品中主要成膜物质,影响施工性能和产品成本。pH 值则是衡量产品酸碱度的指标,一般壁纸胶施工前需在墙面上刷涂基膜以隔绝墙面泛碱或潮湿等因素对壁纸胶和壁纸产生的不良影响,而壁纸胶的酸碱性程度又直接影响到壁纸或未涂刷基膜的墙面;当壁纸胶 pH 值呈碱性时,会导致壁纸发生发黄、变色等不良现象,影响壁纸的美观和使用效果,而当壁纸胶 pH 值呈酸性时,又会与未刷涂基膜的墙面发生化学反应,从而降低壁纸胶的黏结能力。
(4)壁纸胶防霉性能。4 份标准均对壁纸防霉性做了严格规定。防霉性是壁纸胶抑制霉菌孢子萌发及菌丝体生长的能力,具有防霉功能的壁纸胶黏剂是一种功能性壁纸胶。JC/T 548—2016 中防霉性试验方法主要参考 GB/T 1741—2007《漆膜耐霉菌性测定法》,相较于其余三个标准,主要区别在于菌种的选择、培养基的配置以及霉菌孢子悬浮液的制备,该标准的规定更符合中国实际环境气候条件以及使用场景。
(5)壁纸胶有害物质限量。JC/T 548—2016 仅对有害物质含量做出规定,涉及游离甲醛、苯、苯+二甲苯和总挥发性有机物,总计四项,具体实验方法参考 GB 18583—2008《室内装饰装饰材料 胶黏剂中有害物质限量》中水基型其他类。JIS A 6922—2021 中规定采用干燥器法对甲醛释放量进行检测,且当甲醛释放量≤0.1 mg/L,可以判定该壁纸胶符合日本F☆☆☆☆等级。KS F 3217—2010 则直接规定采用国际上通用的环境舱法对甲醛、甲苯和挥发性有机化合物释放量分别进行检测,通过测定实际散发到空气中有害物质的量来判定壁纸胶环保性能的优劣。因此,随着消费者对绿色环保、环境友好建材要求不断提高的当下,仅进行有害物质含量检测显然是不够的。
3 壁纸胶检测技术展望
近几年,随着无缝墙布的产量和销量逐年增加,市场上对于湿胶的需求也在不断增长。早期的壁纸胶中胶粉主要是羧甲基淀粉预糊化产品,其主要特点是使用方便、黏稠度高、pH 值呈碱性,但由于黏稠度高,在达到合适的使用黏稠度时固含量偏低,一般在 4% 左右,产品成膜后为硬膜,容易发脆且易出现烧纸现象。而湿胶的主要成分为改性淀粉的衍生物,具有黏稠度适中、pH 值呈中性、产品成膜为软膜的特点,在达到合适的黏稠度时固含量一般在 11%~12%左右,且胶膜能长时间保持不干胶状态,在干湿交替过程中有效锁住水分,在各种气候条件下性能优良,适用面广泛。
随着新产品的推出,以及人们对壁纸胶的要求不断提高,JC/T 548—2016 原先设定的项目和要求已经难以满足新型壁纸胶的检测需要。以至于部分企业开始使用自己的企业标准,加入了诸如锁水性、初黏力、干湿循环老化、高温老化、钙物质稳定性、抗氧化性、贮存稳定性等物理性能指标,使得市场对壁纸胶黏剂评价系统十分混乱。相较于企业重视产品物理性能指标,有害物质的控制不容忽视。国外并没有专门的壁纸用胶黏剂有害物质限量标准可以参考,反倒是国内诸如 GB 18583—2008《室内装饰装修材料胶黏剂中有害物质限量》、GB 30982—2014《建筑胶黏剂有害物质限量》、HJ 2541—2016《环境标志产品技术要求胶黏剂》、GB 33372—2020《胶黏剂挥发性有机化合物限量》、JG/T 528—2017《建筑装饰装修材料挥发性有机物释放率测试方法—测试舱法》中根据不同化学成分对壁纸胶中游离甲醛、苯系物、总挥发性有机化合物(TVOC),甲醛释放率、总挥发性有机化合物(TVOC)释放率等有害物质进行限制,使得产品更加绿色环保,确保长久使用和人身健康安全。因此,今后有必要对 JC/T 548—2016 通过调整部分物理力学性能和新增有害物质限量两方面入手,规范壁纸用胶黏剂产品使用稳定性、耐久性和环保性要求,从而提升行业整体水平。
4 结 语
现在市场上使用最多的是湿胶产品,这种胶以其超强的黏结力和环保性能,越来越受热捧,是黏贴壁纸、壁布、无缝墙布的最好选择。但由于各生产企业生产工艺和质量控制水平参差不齐,且目前尚未建立一套行之有效的湿胶产品性能指标控制体系,易造成行业恶性竞争,不利于市场发展。因此,对 JC/T 548—2016 日后的修订工作提出以下建议:
(1)针对不同类型产品,增加诸如锁水性、耐候性、稳定性等能够体现湿胶产品特点的物理性能参数。
(2)考虑到环保性能越来越受到重视,增加甲醛释放量和挥发性有机化合物(VOC)释放量,与国际接轨同时,推动行业绿色、可持续发展。