水性可剥离防护涂料制备及性能研究分析.doc

水性可剥离防护涂料制备与性能研究分析 　　摘要：以聚氨酯乳液tm803为成膜物质，以R960为填料，以BYK-151为润湿分散剂，以BYK-011、BYK-094为消泡剂，以BYK-333为流平剂，以BYK-445为增稠剂制备出一种新型水性可剥离防护涂料。性能测试表明，该涂料平均拉伸强度达5.72ＭＰａ，平均断裂伸长率达258.35%，具有很好的可剥离性。　　　　关键词：水性，可剥离，涂料，聚氨酯乳液，助剂为使各种精密仪器、设备在运输、贮存过程中避免被擦伤、碰伤、磨损、污染，在其表面通常涂刷可剥离涂料进行防护［１－３］。可剥离涂料的成膜物质主要有聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、有机硅、聚丁基二烯、氯醋树脂、丙烯酸树脂或其共聚物［4-6］、乙基纤维素［７］、聚乙烯－醋酸乙烯［8］等。但这些可剥离涂料均为油性涂料，使用过程中溶剂挥发不仅浪费资源、污染大气，同时还会危害作业人员的身体健康。本实验以聚氨酯乳液为基体研制出一种新型水性可剥离涂料，用于金属表面防护。当防护结束后，用手撕揭，涂层可完全剥离，不影响被保护部件本身。　　　　1实验部分　　　　1.1主要原料及设备　　　　聚氨酯乳液tm803：陕西东方航天科技有限公司；R960：苏州双溪经贸有限公司；ＢＹＫ助剂：北京华凌涂料公司。砂磨、分散、搅拌多用机：SFG－400，上海现代环境工程技术有限公司。　　　　1.2生产工艺　　　　在搅拌条件下，向加有润湿分散剂的乳液中加入R960填料，用砂磨、分散、搅拌多用机分散2h，再依次加入消泡剂、流平剂、增稠剂等即得成品涂料。　　　　1.3涂层的制备　　　　涂层的制备包括基体的表面清洁及涂层的刷涂。①清除基体表面的可溶性盐、油、酯、水及其它污染物，将有机溶剂涂覆于已经除油、除锈的马口铁板上，待其干燥。②涂层涂刷：将涂料涂刷于马口铁片上，实干后再涂刷第二道。涂刷两道即可，涂膜厚度控制在１００μｍ左右。１．４性能测试　　　　拉伸强度及断裂伸长率：按GB／T1040.3－2006测试。　　　　2结果与讨论　　　　2.1乳液的选择　　　　为实现涂料的可剥离性，要求乳液具有一定的弹性。目前研究较多的弹性乳液主要有丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸聚氨酯型等。但这些水性可剥离涂料在成膜性、可剥离性等方面都存在明显的问题，主要表现在涂层脆性大、不耐水、可剥离性和防锈效果差，其应用受到了很大的限制。本实验以改性聚氨酯乳液tm803为水性可剥离涂料的基料。该乳液干燥快，柔韧性好，抗拉强度较高，耐水性、耐油性和耐候性都较好，能均匀地形成连续膜，可手工一次完全剥离。同时，当防护结束后，在从低温（5℃）到高温（40℃）的范围内均具有优良的可剥离性。　　　　2.2助剂　　　　为赋予涂料更好的性能，在水性涂料制备过程中，通常加入一定量的助剂，如润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂等。　　　　2.2.1润湿分散剂　　　　当涂料配方中其他组分用量不变的情况下，改变润湿分散剂的种类。当润湿分散剂的加入量为10％（质量分数）时，分散效果如表1所示。　　　　由表１可以看出，DISPERBYK－181和BYK-151均具有非常好的分散效果。但在分散过程中，添加DISPERBYK－181的涂料在分散过程中会产生大量气泡，这对后期的消泡非常不利。因此，选择BYK-151作为涂料的润湿分散剂。　　　　2.2.2消泡剂　　　　在其他组分用量不变的情况下，改变消泡剂的种类。当消泡剂的用量为0.5%（质量分数）时，消泡效果如表2所示。　　　　由表2可知，BYK-011具有非常好的消泡效果，选择它作为涂料体系的消泡剂。同时，为了使涂料具有长期的消泡效果，在配方中应加入一定量的ＢＹＫ－０９４。两者配合使用，使涂料具有最佳的消泡效果。　　　　2.2.3流平剂　　　　在其他组分用量不变的情况下，改变流平剂的种类。当流平剂用量为0.3%（质量分数）时，流平效果如表3所示。　　　　由表３可知，BYK-333的流平效果最好，不会产生气泡。同时，对涂料的再涂性和层间附着力也没有影响。选择BYK-333作为涂料的流平剂。　　　　2.2.4增稠剂　　　　在其他组分用量不变的情况下，选用两种不同的增稠剂来改善涂料的流变性能。当增稠剂用量为0.8%（质量分数）时，增稠效果如表４所示。　　　　由表4可以看出，BYK-425具有较好的增稠效果，能显著改善涂料的流变性能。选择BYK-425作为涂料的增稠剂。　　　　2.3涂料力学性能测试　　　　涂料力学性能测试结果如表５所示。由表中可以看出，研制的水性可剥离涂料具有非常好的力学性能，其平均拉伸强度达5.72ＭＰａ，平均断裂伸长率达258.35%，具有良好可剥离