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水性可剥防护涂料的研制,水性可剥防护涂料是应用于汽车、舰船、大型仪器和设备的涂装、运输及存放等方面的临时保护涂料
2019年10月21日    阅读量:2663     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

0 前 言
舰船、汽车、各种大型精密仪器、设备等在涂装、制造、运输、贮存等过程中经常被划伤、磨损、污染,使其表面受到不同程度的损害,造成损失或影响寿命。在这些仪器设备表面涂装可剥防护涂料是解决该问题有效、方便和经济的方法。这样不仅可以提供必要的保护,还可在不需要保护时手工揭去中国机械网okmao.com


目前国内市场上已有的可剥防护涂料主要是溶剂型,由于溶剂的溶解作用,使其在物理干燥型涂膜上使用受到限制,而且VOC含量高,挥发到空气中对环境造成污染,危害人体健康并导致资源浪费。因此开发环境友好型无污染的水性可剥离防护涂料具有巨大发展潜力和社会意义。


目前,国内关于水性可剥防护涂料的文献不多,市场上性能满足使用要求并商品化的产品几乎没有,基于此,本文通过实验筛选合适的树脂、颜填料、助剂等,研制了一种临时防护性能好,易于剥离的水性可剥防护涂料。

1 实验部分
1.1 主要原材料
(1)树脂:水性可剥离树脂,国产,工业级。
(2)颜填料:钛白粉、硅微粉,等,国产,工业级。
(3)助剂:润湿分散剂,进口,工业级;增稠剂、消泡剂等,国产,工业级。
(4)涂料:各色聚氨酯面漆、白色水性环氧面漆、昌盛绿氯化橡胶面漆等,海洋化工研究院有限公司。
(5)试剂:盐酸、氢氧化钠,国产,分析纯。
1.2 仪器设备
电子天平 BS2202,北京赛多利斯仪器公司;SFJ-400研磨分散多用机,上海现代环境工程有限公司;微机控制电子式万能试验机,济南中路昌试验机制造有限公司;QFH划格器,天津市材料试验机厂;光泽度仪,天津市信光科技开发公司;弯曲试验仪,广西梧州市化工仪器厂;涂膜冲击器,中国天津材料试验机厂。
1.3 水性可剥防护涂料基础配方及制备工艺
水性可剥防护涂料基础配方见表1。
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制备工艺:按比例称取颜填料和助剂(增稠剂除外)混合,加适量水搅拌均匀,采用研磨分散多用机加入研磨介质研磨至≤70 μm,过滤。将滤好的色浆在低速分散下加入成膜物质,分散均匀,用增稠剂调整至适量黏度,备用。
1.4  水性可剥防护涂料测试样板的制备
(1)在经砂纸打磨,除油除锈的低碳钢板上喷涂溶剂型聚氨酯涂料、醇酸涂料、环氧涂料和水性环氧面漆,干燥3周。
(2)在聚氨酯涂料、醇酸涂料、环氧涂料、水性环氧面漆等考察涂层上刷涂水性可剥防护涂料,干膜厚度≥100 μm。
(3)在经砂纸打磨,除油除锈的低碳钢板等底材上刷涂水性可剥防护涂料,干膜厚度≥100 μm。
1.5 水性可剥防护涂料基本性能的测试
按照各项国家标准,对涂料及涂膜的各项性能进行测试,结果见表2。
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2 结果与讨论
2.1 水性乳液的选择
在水性可剥防护涂料中,成膜物质是最主要的组成部分,其性能决定了涂料的基本性能。水性可剥防护涂料通过涂覆于物体表面形成防护膜,防止物体表面被刮伤、污损及变色、粉化等,从而起到临时保护作用。当保护任务完成时,该防护膜能够用手轻松剥离。为了实现该涂料的可剥离性,要求成膜物质具有一定的弹性及抗撕裂强度。目前的水性弹性乳液主要有苯丙乳液、聚氨酯乳液、聚乙烯醇和液体橡胶等[3]。本实验优选了几种乳液,刷涂在干洁的玻璃和聚氨酯面漆上,考察其可剥离性,见表3。
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从表3可以看出A乳液在光滑的玻璃和聚氨酯面漆上均具有很好的可剥离性能,因此选择A乳液作为可剥离防护涂料的乳液。
2.2 水性可剥防护涂料在不同基材上的成膜性及可剥离性
采用2.1筛选的乳液,按1.3制成水性可剥防护涂料。将该水性可剥防护涂料涂覆于不同基材(玻璃、铝板、碳钢板)及不同涂膜(溶剂型聚氨酯涂料、醇酸涂料、环氧涂料、水性涂料)表面上,室温干燥7 d后测试成膜性和可剥离性。从表4及图1中可得出,水性可剥防护涂料在实验所用基材及不同涂膜表面均可以连续成膜,并能完整剥离,具有优良的可剥离性,能满足使用要求。
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2.3 水性可剥防护涂料对被保护涂层涂膜光泽度的影响
水性可剥防护涂料不仅需要具有优良的可剥离性,还要满足当保护作用结束后,不影响被保护涂层的性能。
本实验选择深色的龙胆蓝和浅色的栀子白溶剂型聚氨酯面漆、物理干燥型的昌盛绿氯化橡胶面漆、水性白环氧面漆作为被保护涂层,按照1.4的涂覆水性可剥防护涂料后,根据不同防护时间剥离该防护涂料,考察防护时间长短对被保护涂层光泽度的影响,结果如图2所示。
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从图2中可以看出无论是深色的龙胆蓝聚氨酯面漆还是浅色的栀子白聚氨酯面漆,无论是溶剂型涂料还是水性涂料,无论是物理干燥还是化学交联固化干燥,在实验范围内,水性可剥防护涂料防护时间的长短对其涂膜光泽度均基本无影响。



2.4 水性可剥防护涂料涂覆厚度对被保护涂层涂膜光泽度的影响
在聚氨酯面漆上刷涂水性可剥防护涂料,控制厚度分别为40 μm、80 μm、120 μm、160 μm、200 μm,7 d后剥离,测定涂膜光泽度并与未涂覆可剥离防护涂层的相比较,结果如图3所示。
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由图3可见,水性可剥防护涂料的厚度对被保护涂层涂膜的光泽度影响不大。
2.5 水性可剥防护涂料对被保护涂层附着力的影响
在溶剂型聚氨酯面漆和水性环氧面漆表面涂覆水性可剥防护涂料(100 μm厚度),防护1个月后剥离。用划格法测定被防护涂膜与基材的附着力并记录,并与未涂装水性可剥防护涂料的对比,见图4。
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由图4可见,剥离水性可剥防护涂料后,被保护涂层与基材的附着力与未涂装防护涂料的相比,没有明显区别,可见水性可剥防护涂料对被保护涂层与基材的附着力无影响。
2.6 水性可剥防护涂料的耐水性
以溶剂型聚氨酯涂料和水性环氧涂料作为被保护涂层,涂覆水性可剥防护涂料7 d后,浸泡于蒸馏水中。浸泡10 d,无起泡、渗透,不影响剥离(见图5)。
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2.7 水性可剥防护涂料的耐酸、碱性能
以溶剂型聚氨酯涂料和水性环氧涂料作为被保护涂层,涂覆水性可剥防护涂料7 d后,分别浸泡于5%HCl溶液和5%NaOH溶液中,浸泡7 d,无起泡、渗透,不影响剥离(见图6、图7)。
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2.8 水性可剥防护涂料低播焰性能测试
按标准要求制备样板送远东防火中心进行低播焰性能测定。按照2010FTP规则附件1第5部分的相关要求进行了表面可燃性实验。实验结果(表5)表明水性可剥防护涂料符合SOLAS公约第Ⅱ-2章要求的具有低播焰性的表面材料。
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3 结 语
(1)本实验制备的水性可剥离防护涂料既可在铝板、玻璃等表面剥离也可在溶剂型涂料和水性涂料上实现完整剥离,拉伸强度和撕裂强度高,剥离性好且不影响底材涂料的光泽和附着力。
(2)该水性可剥离防护涂料具有较好的耐酸碱性和耐水性。
(3)该水性可剥离防护涂料通过了低播焰性能测定,符合SOLAS公约第Ⅱ-2章要求的具有低播焰性的表面材料。

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