可剥离保护涂料的制备及成膜体性能分析

   日期:2021-11-17     浏览:218    
核心提示:可剥离保护涂料的制备及成膜体性能分析谷 兵 周元林* 付万发 谢长琼 宋开平 薛其彬 方 岩( 西南科技大学, 绵阳621010)为避免一些
可剥离保护涂料的制备及成膜体性能分析
谷 兵 周元林* 付万发 谢长琼 宋开平 薛其彬 方 岩
( 西南科技大学, 绵阳621010)

为避免一些暂时闲置的仪器和设备经常由于受到微生物、酸雨、油污、雾气的侵蚀而难以再次使用, 或缩短了仪器设备的使用寿命, 造成不必要的经济损失, 需要制备一种保护性能优异且可剥离性良好的保护涂料对设备表面加以保护。本方法所研制的保护涂料是采用新型工艺制备, 并采用涂覆、喷涂等方法使其与设备表面粘结, 随着涂料中溶剂的挥发, 逐渐形成具有一定力学性能的膜体。此膜体将对所粘结的设备起到临时性保护作用, 在需要时经采取人工等方法将膜体剥离,可以起到对设备表面保护的效果。因此, 膜体性能的好坏将直接影响预期效果和操作进度 。随着人们对环保要求的日益提高, 研制新型无毒、无害且符合环保要求的可剥离保护涂料也将会成为研究重点。
 
1 实验部分
1. 1 试剂及设备
聚乙烯醇( PVA, 分析纯) , 成都科龙化工试剂厂; 明胶( 分析纯) 天津市科密欧化学试剂开发中心; 二氧化钛( TiO2 , 化学纯) , 国药集团化学试剂有限公司; 乳化剂、分散剂( 自制) 等。AL104/ 01 型电子分析天平, 梅特勒仪器( 上海) ; HH- SIS恒温水浴埚, 金坛市大地自动化仪器厂、金坛市环保仪器厂;JJ- 1 增力电动搅拌机, 江苏省金坛市医疗仪器厂; 85- 2 恒温磁力搅拌器, 江苏省金坛市医疗仪器厂; DEF- 6050 型真空干燥箱, 上海齐欣公司; DEF- 6050 型真空干燥箱, 上海齐欣公司;WDE- 10KN 电子万能测试机, 承德精密试验机有限公司;UV- 3150 型紫外- 可见- 近红外分光光度计, 日本岛津公司;NDJ-1B 型旋转黏度计, 上海昌吉地质有限公司; TM- 1000 电子扫描显微镜, 日本岛津公司。
1. 2 制备方法
以聚乙烯醇为基体与水在一定温度下首先配制成10%的聚乙烯醇溶液, 用量筒适量称取后加入三口瓶中在设定温度下进行搅拌; 后加入少量的明胶, 经混合搅拌一定时间后再加入防老剂、分散剂等; 搅拌数小时后向混合液中加入适量分散良好的TiO2 超细颗粒, 继续搅拌一定时间后, 降低水浴温度并在此温度下在加入一定量的乳化剂, 再经充分搅拌混合30min 停止搅拌, 由此制成可剥离保护涂料。
1. 3 测试部分
将涂料涂布于标准模具上, 将涂布后的模具置于28℃ 下,利用溶胶- 凝胶法 自成膜并计算成膜时间, 待成膜后对膜体进行测试和表征。
 
2 性能测试及表征
成膜时间按照GB/ T1728- 79( 89) 的方法进行测试;膜体拉伸强度按照GB/ T1040. 1- 2006 方法进行涂布测试;涂料黏度使用NDJ- 1B 型旋转黏度计进行测试, 测试温度为15℃ ; 膜体紫外光吸光率使用U V- 3150 型紫外- 可见- 近红外分光光度计进行测试。

3 结果与讨论
3. 1 成膜时间
由于膜体的干燥程度分为涂料的表面干燥时间和实际干燥时间两个阶段[4] , 在制备过程中, 采用指触法和刀片法分别计算膜体的表面干燥时间和实际干燥时间. 将涂料均匀涂覆于式样片后放置于设定30℃ 通风条件下。观测根据测定, 膜体成膜的表干时间为50min 左右, 膜体稳定时间为2. 5h。
3. 2 力学性能测试
按照GB/ T1040. 1- 2006 对膜体的拉伸性能进行测试, 见表1。

通过以上3 个试样进行拉伸性能测试, 膜体的平均拉伸强度已达到5.63MPa, 并且形变率也达到235.6%, 可以满足可剥离保护涂料要求的可以大面积接剥。这是由于成膜后,膜体内水分子的不断循环, 而促使膜体拉伸强度发生改变, 由于水分子不断扩散逃逸到大气中, 膜体齐聚体链结合更为紧密, 使得拉伸强度增大。
3. 3 膜体紫外透光率测试
图1 为膜体紫外光透射率谱图, 由图可知, 在紫外线波长范围内( 400~ 180nm) , 膜体的紫外光透射率在27%~ 37%之间, 说明膜体对紫外线具有极高的吸收能力, 可被吸收近70%的能量。这主要是由于在制备过程中加入的是经过表面处理后TiO2 超细颗粒晶体, 由于表面积的增加, 提高了T iO2 本身所具有的防止紫外线穿透的性能, 同时也能提高耐老化性能[5] 。通过以上分析表明, 将该涂料涂覆在一些长期闲置的仪器设备表面后, 成膜体可有效的抵御自然条件中的光线连续照射, 延长使用寿命。
3.4 黏度测试
涂料在涂布后是否有流挂现象会直接影响涂料的保护效果。因为一旦产生流挂将导致成膜体厚度不均匀, 难以达到保护目的。而黏度的大小直接影响到涂料在涂布后是否会产生流挂, 在15℃ 自然条件下, 转子以60r/ min 在测试液中旋转, 测得此涂料液态时的黏度为7.3M Pa. s, 经涂覆成膜体表面干燥后, 无明显流挂现象。
3. 5 SEM 扫描
通过对经T iO2 填充后膜体断面的微观SEM 分析( 见图2) 观察, 可见TiO2 已均匀分散在基体中, 并且填料颗粒与基体界面不是很明显, 说明无机填料的填充良好, 使填充后的膜体力学、紫外吸收性能等获得大幅提高。

4 结 论
经改性T iO2 粉体填充改性后的膜体力学性能可以满足大面积揭剥要求, 并且在膜体表面干燥后无明显微流挂现象,且稳定后的成膜体对紫外光具有优良吸收性能, 还可以对一些特定仪器设备起到防锈等保护作用。
 









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