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涂料技术

热熔型可剥离涂料实验研究

时间:2011-05-04 18:46:31 来源: 作者:爱卡 点击:
可剥离涂料主要用于涂装保护较精密的金属工件、器件等,使之在贮运过程不被损伤,并能起到防腐作用。其涂膜除了具有普通涂膜一般特性外,还特别要求其具有一定的弹性与强度,并对其保护基面有合适的附着力及良好的可剥离性。传统的可剥离涂料分为热熔型和溶剂型两类[1-5]。溶剂型一般采用过氯乙烯树脂、低相对分子质量聚苯乙烯、聚丙烯酰胺等为成膜剂,溶于有机溶剂中,并添加其他辅助料配制而成。热熔型大多以改性纤维素为成膜材料,在加热情况下将树脂与其他辅助材料混熔而成,使用时将其熔融后浸涂于工件表面,冷却后在工件表面附上一层可剥离涂膜。较溶剂型相比,热熔型不使用挥发性溶剂,是值得提倡的一类可剥离涂料产品。本研究选用苯乙烯-异戊二烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)作成膜剂,研制了热熔型ZHK-01可剥离涂料,经过国内外客户近3年使用,效果良好。

1.原料与实验

1.1主要原料及仪器

SIS三嵌段共聚物:工业级,BostikH2494A,上海王氏化工有限公司;流平剂:自制;超细气相二氧化硅:2500目,武汉大学化工厂;1010抗氧剂:北京加成助剂研究所;紫外线吸收剂ZW05:瑞士clariant公司;二甲基硅油:100~1000mPa·s,日本信越公司;六甲基二硅氮烷:工业级,浙江新安化工集团公司;活性碳酸钙:工业级,石门活性碳酸钙有限公司。XLL-250型电子拉力机:长春试验机厂;XHS(A)型邵氏橡塑硬度计:天津材料试验机厂;模压机(KL-2型):湖南益阳橡塑机械厂;高温综合热分析仪(ZRY-2P型):上海精密仪器有限公司;单螺杆捏合机(TR-70型):山东轴承仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1超细二氧化硅表面处理[6]

按一定比例将超细二氧化硅、六甲基二硅氮烷、硅油进行预混合后,经捏合机捏合、脱氨,即得到表面处理过的超细二氧化硅。

1.2.2可剥离涂料制备

将表面处理过的超细二氧化硅、SIS、紫外线吸收剂ZW05、抗氧剂1010、流平剂、活性碳酸钙按一定比例进行预混合后,在螺杆捏合机中进行捏合,捏合温度140~150℃,捏合物冷却后进行切片、计量、包装,制得可剥离涂料。

1.2.3性能测试

用XLL-250型电子拉力机,按GB/T528—1998标准方法测定涂膜的抗张强度、断裂伸长率;用XHS(A)型邵氏橡塑硬度计,按GB/T531—1999标准方法测定涂膜的硬度;按GB/T529—1999标准方法测定涂膜的剥离强度。耐腐蚀性、耐化学药品性均按GB/T1763—1989标准方法测定。其他性能均按相关国标规定方法测定。涂膜热老化试验:在干燥、清洁的钢板上制备可剥离涂膜,待膜实干后剥下进行试验。升温速率10℃/min,氮气流量120mL/min,TG量程20mg,根据热失质量曲线确定涂膜热分解温度。

2.结果与讨论

2.1可剥离涂料的基本配方及其涂膜性能

各材料用量按质量比为:SIS350~400、超细二氧化硅45~60、活性碳酸钙40~55、二甲基硅油2~4、紫外线吸收剂3~5、抗氧剂3~5、流平剂3~6。SIS三元嵌段共聚物的组成及相对分子质量是影响可剥离涂料的关键因素,有关此方面的数据将在申请的发明专利文献中具体报道。由上述配方制得的可剥离涂料可用于钢铁、铝材、玻璃基材上,如涂在马口铁上,涂膜理化性能如表1所示。

表1涂膜性能检测结果

表1涂膜性能检测结果
 
从表1可知,本研究的可剥离涂料涂膜性能除耐汽油性较差外,其余指标均能很好地满足可剥离涂料要求。

2.2超细二氧化硅用量对涂膜性能的影响

二氧化硅具有补强作用,在一定的添加量范围内,可以有效地提高涂膜的抗张强度、剥离强度及断裂伸长率等。由于使用的超细二氧化硅比表面积大,且表面含有大量羟基,使之很难分散到成膜物质中,影响补强效果,因此,需要对超细二氧化硅进行表面处理。表2为表面处理的超细二氧化硅的添加量对涂膜性能的影响。
 
表2二氧化硅用量对涂膜性能的影响

表2二氧化硅用量对涂膜性能的影响
 
注:(1)占总物质的质量分数。

从表2可知,随着二氧化硅用量增加,涂膜的抗张强度、剥离强度、断裂伸长率及涂膜硬度均不断增大。抗张强度为7.5MPa,当二氧化硅用量达13.0%时,再增加其用量,涂膜的抗张强度增加不明显;而对剥离强度来说,随着二氧化硅用量增加,涂膜剥离强度仍然不断增加;对断裂伸长率而言,当二氧化硅用量达13.0%以上时,再增加其用量,断裂伸长率变化不大;而对涂膜硬度,当二氧化硅用量达13.0%以上时,其涂膜硬度变化不大。对于剥离涂料,其涂膜抗张强度应尽可能大,以保证涂膜在剥离过程中不易撕裂,即保证涂膜的剥离效率;其涂膜的剥离强度要适中,剥离强度太小,涂膜对基材保护作用不强,剥离强度太高,给涂膜剥离造成困难,因此,超细二氧化硅用量占物质总质量的13.0%左右比较合适。

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