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可剝涂料及其評價方法

2022-04-14 18:16:02


可剝涂料是一種應用于暫時防護的涂料,這種涂料相比于其他涂料具有更低的基材結合強度,更簡略從基材外表剝離image.png

與固態的聚乙烯薄膜相比,可剝涂料固化前具有必定的流動性,能夠更有用地包裹雜亂外表。當涂料成膜后,就能夠對雜亂外表起到防護的作用。由于可剝涂料成膜后的剝離強度適中,徒手將涂層剝離后,涂層防護的設備和零部件就能夠投入正常運用。

受到設備和零部件運輸環境的影響,可剝涂料會面臨失效的可能。除前面提到的環境條件外,可剝涂料還會面臨強紫外線照射的破壞??蓜兺苛系闹饕问綖橥繉影l脆、粉化以及無法剝離,當可剝涂料失效時,不僅無法為被防護表面提供防護,自身也會對被防護表面造成損壞。

溶劑型可剝涂料研討現狀

可剝涂料從分散介質上分類可以分為溶劑型可剝涂料和水性可剝涂料,可剝涂料的主要發展趨勢是由溶劑型逐漸過渡到水性。溶劑型可剝涂料的成膜物質主要為彈性體,如氯丁橡膠、丁苯橡膠等。彈性體固化形成的涂層具有良好的耐水性能和彈性,可以有效地防止被防護表面發生腐蝕以及劃傷,而且溶劑型可剝涂料由于配方中組分較少,因而具有制備工藝簡單的優點,因此被研究人員廣泛應用于溶劑型可剝涂料的制備。

1)氯丁橡膠類

氯丁橡膠是以2--1,3-丁二烯為單體,通過聚合反應得到的一種聚合物。氯丁橡膠具有良好的力學性能和耐化學性能。由于氯丁橡膠不溶于水,具有良好的耐水性,所以被選擇作為電鍍和化銑局部臨時保護涂料的成膜物質,曾經廣泛用于保護不需要加工的工件表面

2)丁苯橡膠類

由于氯丁橡膠的儲存穩定性不佳,研究人員又開發了以丁苯橡膠作為成膜物質的可剝涂料。丁苯橡膠是一種苯乙烯和丁二烯共聚得到的聚合物,分子鏈中的苯乙烯單體單元和丁二烯單體單元隨機排列。丁苯橡膠具有優良的耐水性、力學性能和耐磨性,非常適合作為可剝涂料的成膜物質,尤其是用于電鍍、化學銑切等含水工作環境中。然而丁苯橡膠由于自身結構原因,具有以下缺陷:①低溫環境下脆性增加;②極性較低,粘接能力較差。研究人員針對以上缺陷,采取了各種措施對其進行改性,進而改善可剝涂料的性能。

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 在實際生產過程中,氯丁橡膠和丁苯橡膠都或多或少有“漏蝕”的問題,此外,由于前兩種可剝涂料在使用過程中都會使用到橡膠基膠液,在生產過程中發現橡膠基膠液還存在施工復雜,異味較重,涂層干燥時間長,涂層不光滑,加入硫化劑硫化時產生凝膠等問題。

水性可剝涂料研究現狀

溶劑型可剝涂料盡管具備易剝離、耐水性好等優點,但是在其固化成膜的過程中,揮發的溶劑會造成環境污染,也不利于操作人員的身體健康,同時,揮發后的溶劑回收利用較為困難,還會造成浪費。以上缺陷促使人們開始開發新型水性可剝涂料。
水性可剝涂料的優點在于環境友好、成本低廉。目前常用的水性可剝涂料主要有聚氨酯、聚丙烯酸和聚乙烯醇三大類。然而水性樹脂由于其結構特點,耐水性能較差,在制備水性樹脂的過程中,研究人員也采用了多種方法對水性樹脂改性,提升其耐水性能。

1)聚氨酯類

  聚氨酯是由多異氰酸酯中的異氰酸酯和多元醇中的羥基加成得到的高分子化合物。

聚氨酯具有許多優良的性能,例如耐化學性以及耐磨性,此外聚氨酯的硬度會隨著軟硬段比例變化而變化,因此被廣泛用作涂料的成膜樹脂。由二異氰酸酯和多元醇制備的聚氨酯樹脂不溶于水,因此傳統的聚氨酯涂料均為溶劑型涂料,由于溶劑型涂料會產生大量的VOC,涂料行業正在使用水性聚氨酯作為成膜物質來逐步替換溶劑型聚氨酯。
許多研究人員在合成聚氨酯的過程中,一般會通過在聚氨酯鏈段中引入親水基團來增加聚氨酯的親水性,然后在水中高速分散,得到水性聚氨酯乳液,從而得到水性聚氨酯涂料,并將其用作水性可剝涂料的一種成膜物質。 

2)丙烯酸樹脂類

丙烯酸樹脂具有成本低、成膜功用優異、耐候性好的長處,因而被作為水性可剝涂料成膜物質之一。丙烯酸類可剝涂料的首要成膜物質為聚丙烯酸酯,可運用的單體物質包含丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等。其間,丙烯酸可作為調理涂料親水性的功用單體,甲基丙烯酸酯含有甲基取代基,還會發生空間位阻效應,使聚合后的碳鏈不易旋轉,然后添加成膜物質的硬度,因而甲基丙烯酸酯可作為硬單體運用,反之,丙烯酸酯可作為軟單體。由于單體物質具有以上特色,丙烯酸酯類可剝涂料能夠經過調理軟單體與硬單體的份額來調理涂料成膜后的硬度,不只本身能夠作為涂料的成膜樹脂,還能夠對其他種類的樹脂進行改性。

3)聚乙烯醇類

聚乙烯醇因其可溶于水,無毒無害,可生物降解等特點而被作為水性可剝涂料的一種主要成膜樹脂而被廣泛使用盡管聚乙烯醇因為其優點被廣泛應用于可剝涂料的制備,聚乙烯醇依然因為自身固有的分子結構特點,也存在著一系列的缺陷,這些缺陷使得聚乙烯醇水性可剝涂料在使用過程中出現失效的問題。
可剝涂料的性能評價 

 耐鹽霧實驗

 在耐鹽霧實驗中,將溶劑型可剝涂料刷涂于鋁合金板上,待涂料完全固化成膜后,將涂層部分揭下,保留Z上方作為實驗區。

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  耐紫外實驗

將溶劑型可剝涂料刷于涂鋁合金基材表面,固化后將涂層部分揭下,保留Z上方作為實驗區,放置在紫外老化實驗箱中,每隔 96 h 取出直至 768 h 后。測量涂層的剝離強度和抗拉強度,并記錄涂層剝離前后鋁合金基材表面的狀態。image.png

   當處于紫外環境下 384 h 時,可剝涂料涂層姑且具有杰出的可剝性,能夠從鋁合金基材外表完好剝離,一起涂層也能夠為鋁合金基材供給有用的防護。涂層在紫外環境中放置480 h 至更長時間時,涂層開端呈現無法完好剝離甚至外表發粘的狀況。依據涂層的上述表現,能夠得出結論,溶劑型可剝涂料涂層在紫外環境下的有用壽命為384 h。 

 耐濕熱實驗

在可剝涂料的運用進程中,還可能存在高溫高濕的環境,針對這一運用環境,將刷涂了溶劑型可剝涂料的鋁合金基材放置于濕熱實驗箱中,實驗時間由96 h 768 h,研討可剝涂料涂層在濕熱環境下是否失效以及失效所需的時間。涂層均能夠從基材外表完好剝離,具有杰出的可剝功用。

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耐高溫試驗

為了模擬溶劑型可剝涂料在運用進程中面對的高溫環境,將外表刷涂了可剝涂料的鋁合金基材放置于烘箱中,烘箱溫度設置為60 ℃。涂覆了可剝涂料的鋁合金基材在烘箱中放置768 h,每隔 96 h 取出一塊試樣,丈量其剝離強度和抗拉強度,并記錄可剝涂料涂層剝離前后鋁合金基材的狀況。

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60 ℃環境下 96 h 到 768 h 后,涂層仍然能夠堅持杰出的可剝離功用,能夠從鋁合金基材外表完好剝離,在常規運用進程中根本不會遭到高溫的影響,能夠為高溫環境下的基材供給防護。

 耐水實驗

將表面刷涂了水性可剝涂料的碳鋼板浸泡在純水中,每間隔24 h 取出,對比并記錄 24 h 前后可剝涂料涂層的外觀變化以及碳鋼基材表面是否出現銹蝕,實驗結果如圖5-15 所示如圖中所示為泡水24 h 前后試樣的狀態,上方為純水中浸泡前涂層的外觀狀態,中間為純水中浸泡24 h 后碳鋼基材表面的外觀狀態,下方為純水中浸泡24 h 后涂層的外觀狀態。

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從純水浸泡 24 h 前后試樣的外觀狀況改變能夠看出,由于水性可剝涂料的涂層具有必定的吸水性,導致試樣在純水浸泡的進程中涂層吸水,涂層外表呈現了比較嚴重的起泡現象,水透過可剝涂料涂層接觸到涂層下的碳鋼基材外表,構成碳鋼基材外表呈現比較嚴重的銹蝕現象。




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