《涂料的检测及标准》PPT课件.ppt

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CaCO3，二亚苄基山梨醇，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，