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、tanδ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——GB1731-79•圆柱轴弯曲试验仪——GB6742-86•锥形挠曲测验仪——GB11185-89•杯突试验机——GB9753-88•T型弯曲试验–4)、附着力•直接拉开法——GB5216-85，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——GB9286-88，ASTMD3359-78。•划圈法——GB1720-79（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Fordcup#4,25℃60sec.理論NV%膜厚膜厚計27~30μ硬度三菱鉛筆HASTMD3363密著性1mm×100格,3M#610膠帶剝離5級ASTMD3359耐溶劑性MEK來回100次100DRASTMD4752光澤度20°/60°光澤計80/95白漆上塗清漆耐衝擊性DuPont½ψ,1Kg50cmASTMD2794屈曲性2mmψ或T-Bend合格或2TASTMD3794CuppingTestFlexibility6mm,Adhesion5G合格ECCA-T6紫外線殺菌燈波長2800A~3000A,15W,25cm照射100hr△E＜2ASTMD4674QUVTestUVB313,400hr,UV50℃×4hr/CON.60℃×4hr保光率80%ASTMG53△E6.5安定性試驗45℃密封靜置30天,粘度變化.↑30sec.＊反应性试验: