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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六篇 涂料的检测及标准,8.3,漆膜的老化,8.2,漆膜的性能测试,8.1,漆膜的形成过程控制,第,8,章 漆膜的形成及性能,学习重点:,学习涂料性能的测定方法,如附着力,细度,着色力,耐化性等二十几种性能的测试方法及评判标准。,学习涂料行业的检验标准及质量认定。,8.1,漆膜的形成过程控制,1,、表面张力,表面张力理论可以用来理解漆膜形成过程中出现的问题。表面张力推动湿漆膜流动,一方面努力减少湿漆膜的表面积(由粗糙变平滑);另一方面以低表面张力液体流动去覆盖高表面张力的表面(涂装时要控制,以使涂料的表面张力低,基材的高,湿漆膜自动地在基材表面流平)。,漆膜流平性不好,刷涂时会出现刷痕,喷涂时出现橘皮,辊涂时出现滚痕。但流平太好的涂料容易流挂。,2,、形成平滑漆膜的问题,漆膜的流平,是一个动力学过程,除表面张力外,湿漆膜表面粗糙度越小,涂料粘度越低,湿漆膜越厚,流平就越快。,回缩,涂料表面张力高,基材的低,漆膜不能流平。有油污的钢材会造成漆膜回缩。,缩孔,低表面张力的小颗粒或小液滴产生的。最低表面张力处形成凹缩孔,外观是小圆形,像火山口。,流平剂,首先需要对涂料的配方、制造、工艺等进行优选,其次采用防缩孔流平剂。高沸点混合溶剂,有限混溶的树脂。,3,、泡沫和消泡,泡沫的形成,水性涂料(乳胶漆)广泛应用消泡剂,传统溶剂型涂料的泡沫问题不突出,但有时也用消泡剂,特别是在木器漆中。,消泡的机理,表面活性物质吸附于液膜表面,有反抗液膜表面扩张或收缩的能力,这种稳定液膜表面的能力被称为表面弹性,也称吉布斯弹性。,泡沫越稳定,涂料的粘度越高,消泡越不容易。,消泡剂的表面张力越小,消泡效果越好,实际应用时还要求消泡剂迁移至液膜表面的速度快,在泡沫表面扩散的能力强。,消泡剂,可分为消泡剂和抑泡剂。消泡剂分为低级醇类、极性有机化合物系、矿物油系、有机硅系。实际应用中多是几种材料的组合,如矿物油消泡剂、聚硅氧烷消泡剂。,4,、流挂,高固体份涂料的流挂,溶剂挥发慢。,水稀释型涂料的流挂,水和溶剂挥发时,水挥发得快,有机溶剂富集,使涂料粘度下降。,防流挂助剂,氢化蓖麻油系(如氢化蓖麻油,具有触变性,适用于脂肪烃和芳香烃溶剂体系),氧化聚乙烯系,有机膨润土系,气相二氧化硅系,酰胺蜡系,超微沉淀,CaCO,3,,二亚苄基山梨醇,金属皂系,共聚油系,表面活性剂系。,5,、流平流挂形成测试,施工性,刷涂性、喷涂性、刮涂性;容易施工,且漆膜流平快,没有流挂、缩边、起皱、渗色或咬底等现象。,GB6753.6-86,。,流平性,GB1750-79(88),,以刷纹消失和形成平滑漆膜所需时间来评定。,ASTMD2801-69,(,81,)。,流挂性,流挂产生原因有三:涂料的流动特性不适宜;涂层过厚、超过涂料可能达到的厚度的局限;涂装环境和施工条件不合适。,6,、发花和浮色,由于表面张力梯度驱动的对流,造成颜料分离,漆膜干燥时颜料分布不均匀,即产生发花和浮色。,发花漆膜的颜色是斑驳、不均匀的,而浮色漆膜的颜色均匀,表面颜色是一致的,但比应该有的深些或浅些。,颜料絮凝通常造成发花。有意识地利用发花,可得到美观的锤纹漆图案。,调整涂料配方,不用低密度很细的颜料,用挥发快的溶剂和粘度较高的基料,都能减少浮色。,用颜料分散剂来减少颜料絮凝,用流平剂在漆膜表面形成低表面张力的单分子层,阻止涡流的流动,都能防止发花。,触变剂也通过控制粘度防止浮色和发花。,7,、起皱,起皱是指漆膜表面皱成许多小丘和小谷。,有些细得肉眼看不出,但光泽会偏低。,厚漆膜比薄漆膜更容易起皱。,充分利用可以得到皱纹漆。,8.2,漆膜的性能测试,1,、聚合物的粘弹性,聚合物是典型的黏弹体,由聚合物组成的漆膜也具有粘弹性。,如,P216,图,8-1,动态力学谱中的,a,峰对漆膜的微细结构有很强的分辨力,可用来指导成膜聚合物的合成和涂料配方。,两个互不相容的聚合物会显示两个,a,峰;无规共聚物有一个宽的,a,峰;嵌段或接枝共聚物会有两个,a,峰;两种不混溶的聚合物以梯度滴加工艺制成的乳液,只显示一个,a,峰,而分段滴加工艺则显示两个,a,峰。,2,、漆膜的力学性能,1),、漆膜成膜的原理,溶剂挥发型成膜,自由基聚合反应成膜(氧化聚合、自由基引发剂引发聚合、能量引发聚合),缩合聚合固化成膜,聚合物粒子凝聚成膜,有机溶胶、乳胶漆;水性聚氨酯分散体、粉末涂料(热固性需交联),2),、其他影响漆膜性能的因素,漆膜厚度,薄漆膜柔韧性更好,更耐冲击,但遮盖力较差。,溶剂挥发(溶剂一般有增塑作用),,Tg,增大,漆膜柔韧性下降。,烘烤交联的漆膜还常能观察到随时间而进行的硬化现象。,3,、漆膜力学性能测试,中国标准,GB,,美国标准,ASTM,,德国标准,DIN,,日本标准,JIS,,国际标准,ISO,,企业标准等。,1),、漆膜力学性能测试,Instron,试验机,测试张力(非动态)。测得抗拉强度、抗拉模量、断裂时的伸长和断裂功。,热机械分析仪(,TMA,),测定压痕深度与时间和稳定的关系。如,P219,图,8-2,涂层固化不足的压痕深度比固化完全大很多。,动态力学分析仪(,DMA,),能给出贮存和损耗模量、,tan,数值,以及它们对温度的曲线。,2),、涂层应用性能,一类适用于预测实际使用性能,另一类适用于质量控制。,漆膜的测试分三大类:,户外暴露测试,实验室模拟试验,性能预测而不是质量控制;,经验性试验,适用于质量控制。,3,、经验性测试常用的指标,硬 度,附 着 力,冲击强度,柔 韧 性,1),、硬度,压痕硬度,粘弹性的静态测试法,用压痕头在一定重量下压漆膜一定时间。升起压痕头,用标定过的显微镜测量膜上留下的长度或面积。,GB9275-88,。,同一涂料,薄膜压痕硬度值比厚膜高。对弹性橡胶涂层结果不准确。,划痕硬度,反映的是模量、抗拉强度和附着力的组合,铅笔硬度法和划针测定法。,铅笔硬度可以手工操作和仪器试验。,GB6739-86,,铅笔有,6H,到,6B,共,13,级,,6H,最硬,,6B,最软。,划痕硬度反映的是模量、抗拉强度和附着力的组合。,摆杆硬度,粘弹性的静态测试法,通过摆杆横杆下面嵌入的两个钢球接触涂膜样板,摆杆摆动时,摆杆的固定质量压迫涂膜,使涂膜产生抗力,根据从较大角度开始摆动到较小角度所需的时间来判定涂膜的硬度。,漆膜一般越硬,衰减时间越长;但软的、橡胶般漆膜衰减时间也较长。,2),、冲击强度,有正冲和反冲,反冲对漆膜更严酷。,冲击强度表现了漆膜的柔韧性和对底材的附着力。,GB1732-79(88),,冲击试验仪。,3),、柔韧性,当漆膜受到外力作用而弯曲时,弹性、塑性和附着力等的综合性能称为柔韧性。,耐冲击性能和后成型性也是柔韧性的一种反映。,轴棒测定器,GB 1731-79,圆柱轴弯曲试验仪,GB 6742-86,锥形挠曲测验仪,GB 11185-89,杯突试验机,GB 9753-88,T,型弯曲试验,4),、附着力,直接拉开法,GB 5216-85,,广泛地用于高性能维护涂料和船舶涂料的质量控制。,划格测试法,GB 9286-88,,,ASTMD 3359-78,。,划圈法,GB 1720-79,(,88,),4,、漆膜的表面损坏,啤酒罐外壁,汽车涂料,地坪,透明塑料涂料(如聚碳酸酯窗玻璃或眼镜片)。,漆膜耐腐蚀性,氨酯涂料一般既有优越的耐磨性及能耐溶剂性,可用于地坪的耐磨蚀层以及航天器的面漆。,漆膜耐腐蚀性的测试,试验可以干磨也可以湿磨。,国际上通用,Taber,磨损试验器来测定耐磨蚀性;我国采用,JM-I,型漆膜耐磨仪;落砂试验。,擦伤,提高涂料耐擦伤性的途径有:,提高漆膜表面硬度;,做得有足够的弹性;,加蜡、氟表面活性剂、固体润滑剂等降低摩擦系数;,加玻璃珠可提高环氧漆膜的耐磨性;,在织物印花浆中加入橡胶胶乳粒子可改善耐磨性。,8.3,漆膜的老化,高分子主链在不改变其化学组成的条件下发生断裂,使其分子量降低的化学反应称为高聚物的降解。,防老化的方法,加紫外线吸收剂;,加位阻光稳定剂。,施工性,颜料分散性;,干燥时间,膜厚,涂膜表面外观(光泽、平整度、流平、流挂、丰满度),打磨性;,力学性能(硬度、冲击强度、柔韧性、附着力);,耐盐雾,耐化性,耐候性,耐黄变,耐刮伤性。,清漆配方數據及塗膜性能測試,:,項 目,試驗方法及標準,試驗結果,備註,塗料粘度,Ford cup #4,25,60 sec.,理論,NV %,膜厚,膜厚計,2730,硬度,三菱鉛筆,H,ASTM D3363,密著性,1mm,100,格,3M#610,膠帶剝離,5,級,ASTM D3359,耐溶劑性,MEK,來回,100,次,100DR,ASTM D4752,光澤度,20, / 60,光澤計,80 / 95,白漆上塗清漆,耐衝擊性,DuPont ,1Kg,50 cm,ASTM D2794,屈曲性,2mm,或,T-Bend,合格 或,2T,ASTM D3794,Cupping Test,Flexibility 6mm,Adhesion 5G,合格,ECCA - T6,紫外線殺菌燈,波長,2800A3000A,15W,25cm,照射,100hr,E,2,ASTM D4674,QUV Test,UVB 313, 400 hr,UV,50 4hr / CON. 60 4hr,保光率,80 %,ASTM G53,E,6.5,安定性試驗,45,密封靜置,30,天,粘度變化,.,30sec.,反应性试验,:,
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