1、1,陳其亮博士,塗料的性能測試,塑膠用涂料的性能特征,和,2,一、涂料概述 二、塑膠用涂料的性能特征 三、塑膠產品的涂裝缺陷及其對策 四、UV塗料簡介 五、塗膜物性的評價方法,3,一、概述,涂料的定義：涂料是一種材料，可以采用不同的施工 工藝涂覆在物件的表面上，形成粘附牢 固、具有一定 強度、連續的固態薄膜。,保護作用 裝飾作用 特殊功能作用：電絕緣、電磁波屏蔽、防靜電、 防霉、殺菌,作用,4,涂料的組成,成膜物質:又称涂料的基料树脂，它的功能是将颜料与树脂结合在一起，在底材上形成均一致密的涂膜，经固化后形成涂层。 顏料：基本功能是赋予涂层遮盖力和所要求的颜色，增强其机械和物理性能，达到保护和
2、装饰效果。颜料包括无机颜料和有机颜料，如钛白，碳黑，酞青蓝，铝粉等。溶劑：溶剂的主要作用是将成膜物溶解或分散成均一的液体分散体系，便于涂料制备，施工成膜，然后挥发到大气环境中。,5,助劑：涂料生產過程發生作用的助劑，如消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑等；對涂料儲存過程發生作用的助劑，如防結皮劑、防沉淀劑等；,對涂料性能發生作用的助劑，如增塑劑、平光劑、防霉劑、阻燃劑、防靜電劑、紫外光吸收劑等。對涂料施工和成膜過程發生作用的助劑，如催干劑、固化劑、流平劑、防流掛劑等；,6,涂料的分類,按涂料的形態分類和命名 按涂料的成膜機理分類 按涂料的施工方法分類和命名 按涂料的干燥方法分類 按成膜物質分類,7
3、,表1 成膜物質分類表,8,二、塑料用涂料的性能、特征,塑膠用涂料首先應具備的兩個基本性質：,涂料對塑膠必須具有良好的附著力。涂料不能過份溶蝕塑膠表面。,選擇和設計涂料配方時應注意事項：,根據被涂塑膠的性質來選擇涂料； 根據塑膠產品對涂膜性能的要求選擇涂料； 參考產品的價值和涂料的價格選擇涂料； 參考施工工藝選擇涂料,9,10,表2 各種塑膠用涂料,11,聚氨酯涂料的性能特征,概述,在分子結構中含有氨基甲酸酯(NHCOO)重復鏈節的高分子化合物稱為聚氨酯。,物理機械性能好， 涂料堅硬、柔軔、光亮豐滿、漆膜附著力強耐磨耐腐蝕性能優異， 涂膜具有优异的耐油、耐酸、耐化學藥品性; 施工范圍廣， 可室
4、溫固化或加熱固化， 節約能源; 能和各種樹酯混溶， 可在廣泛的范圍內調整配方， 配制成多品種、多 性能的各種涂料產品， 以滿足各種通用的和特殊的使用要求。,聚氨酯漆的優異性能：,12,主要成份,多異氰酸酯、多羥基樹脂、顏料、溶劑和助劑,多異氰酸酯种類,TDI與三羥甲基丙烷加成物TDI三聚体: 干性快、施工時限短。TDI/HDI三聚体型: 干性快、施工時限短，保色性保 光性好。HDI縮二脲: 不泛黃、保光性好、制戶外用高級涂料， 成本較貴。HDI三聚体: 不泛黃、保光耐候性比縮二脲更好， 可 制戶外高級涂料。IPDI三聚体: 不泛黃、保光耐候性好， 溶解性好， 能 與許多樹脂混溶。,13,聚脂:
5、 耐候性好， 不泛黃，耐溶劑; 耐熱性好。 缺點: 制 造溫度過高。丙烯酸樹脂: 硬度比相應的聚脂高， 表干性比聚脂好聚醚: 耐寒性好，耐鹼性好，黏度低，但耐水性， 耐油 性，機械強度， 干燥性等均不及聚脂環氧樹脂:其它樹脂: 如含羥基的氯醋共聚体， 醋酸丁酯縴維素等。,多羥基樹脂(活潑氫組分),14,助劑的選擇,熱塑性樹脂: 典型的如醋酸丁酯縴維素。 最為常用的是Eastman化學的CAB381-0.5和CAB551-0.2; 有機硅化合物: 能降低聚氨酯漆的表面張力。 典型的如BYK306， 也可將此類助劑與CAB合用調節。,消泡劑BYK052，Acronal700L等。 相容性更低者如B
6、YK053， 則消泡力更高;,防縮孔流平劑,15,催化劑,表3 各種催化劑的作用情況,16,溶液的組成及對涂料性能的影響注意事項: 溶劑不含能夠與NCO反應的物質; 溶劑對NCO基的反應性的影響,溶劑的選擇,17,表6 溶劑對NCO基的反應性的影響,溶劑的选擇原则,溶解度参数原则,18,表4 常見聚合物的溶解度参数,19,b. 混合溶剂原则SPm=SP11SP22+SPnn 式中1、2n分别表示每种纯溶剂的体积分数； SP1、SP2SPn是每种纯溶剂的溶解度参数； SPm为混合溶剂的溶解度参数。,混合溶剂的组成 混合溶剂由真溶剂、助溶剂及稀释剂3种组份组成，配方時應根据以下原则进行平衡。 溶剂
7、的挥发应均衡。醋酸丁酯法：挥发速度=(相同时间内挥发的受验溶剂的质量100)/(相同时间内挥发的醋酸丁酯的质量)。,20,表5 不同溶劑的溶解度參數及物理性質,21,真溶剂、助溶剂与稀释剂的比例应平衡。真溶剂、助溶剂及稀释剂的比例对漆的粘度影响很大，较高含量的稀释剂或过高含量的助溶剂都会明显地提高漆的粘度。,22,鋁粉顏料的選擇與分散,鋁粉顏料的選擇浮型: 硬脂酸是用來制造浮型級的非浮型: 而油酸則是典型用來制造非浮型級的 (片狀、 銀元型).,表7 非浮型鋁粉顏料的性質,鋁粉顏料的正確分散極性溶劑(酯類、醇類和醚酯類)、芳香烴(二甲苯)、 混合溶劑。,23,單液型熱塑性丙烯酸樹脂,優點：1）
8、耐候性優良，保光、保色性好2）耐化學品性及耐水性良好3）常溫自幹 缺點：1）施工固體分較低2）裝飾性及豐滿度較差,常用的樹脂的分子量75000120000以3040%的固體分形式供應，使用時加入了約3050%稀釋劑，施工工粘度下的固體分在1020%之間。,24,三、塑膠產品的涂裝缺陷及其對策,涂料生產和儲存過程中產生的缺陷：膠化、增粘(儲存中粘度增大)、結皮、發花、混色、顏料沉淀和結塊、顏料分散不良，顏料儲存返粗以及與特殊色漆有關的其他缺陷等；涂裝過程中產生的缺陷：流掛、漆膜白化、滲色、浮色、增塑劑遷移、漆膜軟化、裂紋、橘皮、起皺、咬底、縮孔、縮邊、針孔、起泡等；涂裝后及使用過程中產生的缺陷：
9、變色和退色、粉化、裂紋、層間剝離和脫落、起泡等。,分類,25,塗料稀釋和攪拌過程存在問題,雜質的混入過濾稀釋劑是否合適塗裝粘度的調整和保持,26,與塗裝過程有關的因素,塗裝方法：手工刷塗、輥塗、噴塗、自動噴塗、靜電噴塗等。操作者的技能噴塗的角度、行槍速度、距離、漆膜厚度和塗裝道數、噴槍的類型等空氣的壓力、風量、除水和除油程度塗料補充系統：循環速度、補充量和時間,27,溫度：烘房溫度及分布狀況、升溫速度時間長短換氣速度和空氣污染情況,與幹燥成膜條件有關的因素,與晾幹放置過程有關的因素,28,附著不牢,原因分析：,產品表面存在脫模劑；壓縮空氣含水、油等物；運輸或操作者手上的油污。,對策：,改進模具
10、不使用脫模劑；定期放出壓縮機中油和水，安裝氣水分離 裝置；操作者戴汗布手套。,29,塑膠表面被溶蝕,原因分析：,涂料中溶劑溶解力太強；塑膠產品密度不均；塑膠用樹脂聚合得不好。,對策：,調整稀釋劑組成；改進模具，流道位置，注塑工藝中的溫度及熔融時間；對不同產地和型號的樹脂要進行選擇。,30,涂料硬度不夠,原因分析：,樹脂選擇不當;干燥得不充分；漆膜過厚；高沸點的溶劑釋放不出來。,對策：,選擇硬度較高的涂料；提高干燥效率；選擇小噴槍涂膜，控制在1015m；調整溶劑組成。,31,溶劑蒸發過快。施工現場濕度過大。涂料自身帶有水或底材表面未干燥好。,涂膜白化,現象：涂料在干燥過程中或成膜后產生云霧狀白色
11、漆膜，也稱之為泛白。,原因分析：涂裝過程中漆膜中混入水份。,32,選擇適當溶劑和稀適劑，控制其揮發速度，防止漆膜表面溫度過低，以及防止聚合物析出。嚴格控制環境的相對濕度70%，濕度大時可加入防潮劑。底材表面要烘幹，最好保証其溫度高於環境溫度。噴塗時稀釋劑要脫水，杜絕壓縮空氣帶水。嚴格樹脂和溶劑體系及稀釋劑的配比，防止聚合物在塗裝過程析出。,對策,33,聚合物與溶劑接觸後其表面能降低；溶劑分子滲入聚合物內部；溶劑使聚合物表層發生溶脹；溶劑揮發後表層體積收縮，產生應力；塑料加工殘余內應力與外應力協同作用導致裂紋。,表面裂紋,現象 聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)ABS樹脂以及聚碳酸酯(PC)等熱塑性塑料塗裝後，漆膜表面產生微細裂紋，稱之為微裂(crazing)，或者叫做溶劑開裂。,有關因素：,34,塗料溶劑和稀釋劑的適當選擇溶劑的溶解力和揮發速度的搭配。選擇適當的塗料幹燥方法和升溫程序，減少幹燥過程中產生應力。,對策,35,橘皮,現象 塗料塗裝時，不是生成平滑的表面，而是形成如橘子皮那樣凹凸不平的現象。,原因分析 橘皮產生的根源在於漆膜不能很好的流平。,對策 為防止橘皮的產生關鍵是改善塗層表面的表面張力狀態。 通常添加少量硅油等助劑可取得明顯效果。,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,THANK YOU!,
