2014-09-22 09:32:53 来源:互联网|0

环保型水性可剥离防护涂料的研制

  从表2可以看出,随着苯丙乳液用量的提高,漆膜的断裂伸长率逐渐提高,拉伸强度逐渐降低,基材附着力也稍有提高。在成膜的过程中,聚氨酯乳液与苯丙乳液中的基团相互缠绕,形成牢固的化学键或不稳定的氢键。随着水分的挥发,基团缠绕得更紧密,最终形成了高分子网状结构[7]。这个结构使漆膜具有一定的强度和柔韧性。  

表2 两种乳液配比对涂膜力学性能的影响
表2 两种乳液配比对涂膜力学性能的影响

  当聚氨酯乳液和苯丙乳液的质量比是8∶2或7∶3时,漆膜的拉伸强度和断裂伸长率都比较大,剥离强度适中,漆膜能够完整地从马口铁上剥离。考虑到提高填料量可能会提高漆膜强度,因此选择聚氨酯乳液与苯丙乳液的质量比为7∶3。

  2.3 填料的种类及用量对漆膜性能的影响

  填料在涂料中的作用除了能够填充和降低涂料成本外,有些填料能够明显提高涂料的机械性能(如强度)、耐水性、耐溶剂性、耐磨性、遮盖力、紫外光吸收屏蔽等。本文选择了3种常用的填料:硅灰石、云母粉和超细碳酸钙,考察它们对涂料性能的影响。

  2.3.1 填料的种类及用量对漆膜力学性能的影响

  不同用量硅灰石、云母粉和超细碳酸钙对漆膜拉伸强度和断裂伸长率的影响见图1a和1b。可以看出,随着填料量的增加,含不同填料的漆膜拉伸强度上升,表明无机填料对漆膜有明显的补强效果。但由于乳液比例随填料量的上升而下降,因此断裂伸长率会表现出下降的趋势。此外,对比3种填料,硅灰石的补强效果最好,云母粉次之,超细碳酸钙的补强效果最差。这可能与3种粉末的微观结构有关。硅灰石是纤维状粉体,大长径比;云母粉呈片层状微观结构;超细碳酸钙则是菱形结构。针状结构的硅灰石可均匀分布于漆膜中,起支撑作用,外力难以破坏漆膜,因此它表现出最佳的补强效果。片层状结构的云母粉可弯曲,并富有弹性,不仅表现出良好的补强性,用它作为填料的漆膜断裂伸长率基本大于其他两种填料。 

图1 填料的种类及用量对漆膜力学性能的影响
图1 填料的种类及用量对漆膜力学性能的影响

  不同用量云母粉、硅灰石和超细碳酸钙对漆膜180°剥离强度的影响见表3。从表3可以看出,随着填料量的增加,3种漆膜的180°剥离强度都有轻微提高。其中,云母粉效果最明显。云母粉用量小于8%时,漆膜能成片完整剥离;当其用量大于8%,漆膜较难剥离,并在马口铁上有轻微残留。

表3 填料的种类及用量对漆膜180剥离强度的影响
表3 填料的种类及用量对漆膜180剥离强度的影响

  不同用量云母粉、硅灰石和超细碳酸钙对漆膜180°剥离强度的影响见表3。从表3可以看出,随着填料量的增加,3种漆膜的180°剥离强度都有轻微提高。其中,云母粉效果最明显。云母粉用量小于8%时,漆膜能成片完整剥离;当其用量大于8%,漆膜较难剥离,并在马口铁上有轻微残留。

  从表4可以看出,加入云母粉的漆膜耐水性和耐盐水性都比其他两种漆膜好。当云母粉用量大于等于5%,漆膜在水中和3%NaCl溶液中浸泡24h均无明显变化。这可能因为云母微观为片层状结构。这种结构的粉体容易在涂料中定向排列,成层状交错,水汽不容易穿过[8]。此外,云母粉表面的羟基能够与水分子形成氢键[9]。水分子被吸附在漆膜中,解吸比较困难,因此漆膜的水汽透过率会比较低。 

表4 填料的种类及用量对漆膜防腐蚀性能的影响
表4 填料的种类及用量对漆膜防腐蚀性能的影响

  2.3.3 填料的种类对漆膜抗紫外线性能的影响

  保持填料在体系中的用量为5%,改变填料的种类,制备可剥离涂料。测试不同波长的光在漆膜中的穿透情况,结果如图2所示。

图2 含不同填料的漆膜的紫外-可见光透过率
图2 含不同填料的漆膜的紫外-可见光透过率

  由图2可以看出,以云母粉为填料的漆膜能够明显阻挡紫外光穿过,特别是波长200~300nm的紫外光,其透过率基本在30%以下。其他两种填料屏蔽紫外线的功能不明显。云母具有屏蔽紫外线的功能,与云母晶体的偏光效应、层间反射和干涉效应有关。不同于颗粒状、纤维状的填料在涂料中的排列无序、取向随意,片层状的云母具有高度的定向性,因而具有更优异的遮光、消光效果。紧密层叠的云母片通过对紫外线的反射减少透入光,一些杂乱的反射光波因相互干涉而消失[10]。

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