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涂料与涂层性能检测 材工系 高分子材料教研室 任伊锦
教材及参考资料 涂料工业用检验方法与仪器大全，虞莹莹，化学工业出版社，2007. 涂料分析与检测，陈燕舞，化学工业出版社，2009. 课程内容 讲课内容（34学时） 概述 涂料液态性能检测 涂料施工性能检测 涂膜光学性能检测 涂膜力学性能检测 涂膜耐性检测 电泳漆性能检测 汽车涂料的检验 实验内容 （6学时） 课程考核 考核成绩构成 平时成绩（30%） 期末考核成绩（70% 闭卷） 第一章
概述 涂料分析检测定义 涂料的性能决定了涂料的质量和涂料的用途，为了从不同角度对涂料性能进行评价，可以采用多种方法，即涂料的分析与检测。主要包括对涂料本身性能检测和涂膜性能检测两个方面。 涂料分析检测的目的与意义
通过试验，对涂料产品进行考查，为选定产品的配方设计、工艺条件等提供数据，并建立产品技术规格和标准。
涂料检测可以正确反映涂料质量和控制产品质量。
涂料检测数据可以用来开展基础理论研究。 第一章
概述 涂料分析检测的依据
涂料作为装饰保护材料使用，属于聚合物材料，但涂料与塑料、橡胶、纤维等聚合物材料不同，不能独立存在，必须粘附在被涂物件上才能成为材料，而且涂膜必须适应被涂物件材质性能的要求，与底材结合为一体，因此以被涂物件的要求作为确定涂料和涂膜的性能依据。 涂料分析检测的内容
涂料本身性能
涂膜性能 第一章
概述 涂料分析检测的内容
涂料本身性能
使用前性能：涂料作为商品在贮存过程中 各方面性能和质量情况。 施工性能（涂料的使用方式、使用条 件、形成涂膜所要求的条件以及在形成 涂膜过程中涂料的表现等方面情况。
涂膜性能：表示涂料的装饰、保
正在加载中，请稍后...　　摘 要：本文主要针对防水涂料拉伸性能的影响展开了分析，对防水涂料中气泡产生的原因及危害作了详细的论述，通过结合具体的实验，深入探讨了消泡剂对JS防水涂料拉伸性能的影响，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
　　关键词：防水涂料；拉伸性能；影响 　　所谓的聚合物水泥防水涂料，是新一代聚合物水泥防水产品，由于其具有着独特的优点，在防水、防渗和防潮的工程中有着广泛应用。但是聚合物水泥防水涂料会产生一些气泡，影响到防水涂料的使用，因此，为了使聚合物水泥防水涂料能有效使用，我们就要对气泡的影响进行分析，以保障相关工程的施工质量。 　　1 JS防水涂料中气泡产生的原因及危害 　　聚合物水泥防水涂料是以水泥和乙烯-乙酸乙烯酯、丙烯酸酯等聚合物乳液为主要原料，加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组分水性防水涂料。JS防水涂料主要由粉料和液料组成，使用时，粉料、液料按照一定比例混合均匀后施工。JS防水涂料中气泡产生的原因主要有两个方面： 　　（1）JS防水涂料液料部分的主要成分是聚合物乳液，而聚合物乳液在生产过程中会用到表面活性剂，且黏度较高，本身容易产生气泡。 　　（2）在使用时，JS防水涂料的液料和粉料需要搅拌、混合，搅拌过程也极易产生气泡。因此在涂刷之前，要求将搅拌好的涂料静置一段时间让气泡逸出，但有时静置时间过短，产生的气泡没有机会逸出而是留在了涂膜中，即使气泡破了，由于涂料已失去流动性，也会在涂膜中形成裂纹和气孔，从而影响到JS防水涂料的拉伸性能。 　　2 消泡剂的消泡机理及种类 　　一般认为，消泡剂需具有两方面的性能： 　　（1）抑泡性能，指抑制气泡产生的能力，溶解度小的物质抑泡性较好； 　　（2）破泡性能，即使已经形成的气泡迅速破裂的能力，铺展性（分散性）好的物质破泡性较好。根据Ross理论，消泡剂在溶液表面散布时会带走邻近表面的一层溶液，使液膜变薄，当液膜厚度低于临界值后，会破坏泡膜的稳定性，导致泡膜破裂。消泡剂的消泡过程见图1，理想的消泡剂应既具有破泡性能又具有抑泡性能。 　　3 实验部分 　　3.1 原材料及仪器 　　原材料：32.5级白水泥；200目石英粉；100目石英砂；400目重质碳酸钙；丙烯酸乳液X；增塑剂；杀菌剂；醇类消泡剂L、有机硅类消泡剂M、聚醚类消泡剂N；水。 　　仪器：电子天平；实验室用分散砂磨机；热空气老化试验箱；冲片机及刀具；电子拉力机。 　　3.2 试验方法 　　按GB/T《聚合物水泥防水涂料》的相关规定对JS防水涂料进行配料、涂膜、养护、冲片和拉伸性能测试。 　　将按比例配好的JS防水涂料，静置3min后倒入模具，用制膜器制膜，在温度为（23±2）℃、相对湿度为（50±10）%的标准条件下放置20h后再进行第2次涂膜；在标准条件下养护96h后脱模，将脱模后的试样反面向上在（40±2）℃干燥箱中养护48h，然后取出置于干燥器中冷却2h。用切片机将试样冲切成6个试件，标号、划标线后测量厚度，每个试样选取5个试件进行拉伸测试，1个留做备用。电子拉力机的拉伸速度为200mm/min。 　　4 消泡剂对JS防水涂料拉伸性能的影响 　　4.1 消泡剂的种类对拉伸性能的影响 　　不同种类消泡剂的消泡效果会有所不同，单一消泡剂和复合消泡剂对同种乳液体系的消泡效果也不同。表1是消泡剂的使用情况。 　　表1 消泡剂的使用情况 　　消泡剂能不同程度地提高JS防水涂料的拉伸强度和断裂伸长率。单一醇类消泡剂L对JS防水涂料拉伸性能的提高优于有机硅类消泡剂M和聚醚类消泡剂N；在消泡剂总用量相同时，两种消泡剂复配比单一消泡剂的效果更为显著，虽然消泡剂M、N单独使用时对JS防水涂料拉伸性能的影响效果接近，但两者分别与消泡剂L复配使用时的效果却有较大差别。分析原因可能为，醇类消泡剂L和聚醚类消泡剂N均是水溶性非离子表面活性剂，与气泡接触时，羟基和醚键中的氧原子能够与水中的氢原子形成氢键，铺展于泡膜上，破坏泡膜的稳定性并使其破裂，两者作用机理相似，偏向于破泡性能，故两者协同作用不明显；而有机硅类消泡剂M表面张力很低，在水/油中溶解度较小，偏向于抑泡性能，故消泡剂L与M的复配使用是破泡性能与抑泡性能的相辅相成，消泡效果更为明显。 　　4.2 消泡剂的用量对拉伸性能的影响 　　消泡剂对JS防水涂料拉伸性能的影响不仅在于其种类，也在于其用量。分别采用醇类消泡剂L和有机硅类消泡剂M制备JS防水涂料，测试消泡剂用量对其断裂伸长率的影响，结果见图1。 　　图1 消泡剂用量对涂膜断裂伸长率的影响 　　从图1可知，随着消泡剂L用量的增加，JS防水涂料的断裂伸长率也逐渐增加，当消泡剂L用量大于4%时，断裂伸长率不再增加，而是趋于一个稳定值。随着消泡剂M用量的增加，JS防水涂料的断裂伸长率先增加后减小，可见其用量并非越多越好。 　　4.3 消泡剂的复配比例对拉伸性能的影响 　　当消泡剂总用量占液料总量的5%时，研究醇类消泡剂L和有机硅类消泡剂M的复配比例对JS防水涂料断裂伸长率的影响，结果见图2。 　　图2 消泡剂L与M复配比例对涂膜断裂伸长率的影响 　　从图2可以看出，在醇类消泡剂L与有机硅类消泡剂M复配使用的总量为5%时，随着L/M比值（质量比）的增加，JS防水涂料断裂伸长率先增加后减小，当L与M的比值为3/2时，消泡效果最佳，断裂伸长率最大，可见抑泡性能与破泡性能之间的协同作用在一定的比例范围内才能发挥更好的效果。不同种类消泡剂之间的最佳复配比例还需通过实验进一步确定。 　　5 结语 　　综上所述，聚合物水泥防水涂料在如今防水、防渗和防潮的工程施工中有着广泛的应用，因此，我们必须要对其中存在的影响因素进行认真分析，以排除不利的影响，使聚合物水泥防水涂料的施工应用得到保障，从而保证防水、防渗和防潮工程的施工质量。 　　参考文献 　　[1]黄杰强.聚合物水泥防水涂料拉伸性能影响因素分析[J].门窗.2013（02）. 　　[2]伍明强.影响高强度聚氨酯防水涂料拉伸性能因素的分析[J].化工管理.2014（12）.
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NUOSPERSE(R) FX 9360 是一支新型的聚合物超分散剂，具有极高的分子量和大量的吸附基团。可以在许多有机颜料上形成持久的吸附性，同时
具有很好的空间位阻效应，使颜料之间形成极为优异的稳定作用，达到优异的抗絮凝效果。同时，NUOSPERSE(R) FX 9360 对于有机颜料及炭黑
都具有良好的润湿、分散效果，可提高生产效率及展色性，增加涂膜光泽及鲜映性。适用于车用涂料及工业涂料等多种涂料体系。
2. 产品特性
具有多元锚固基团的高支化共聚物
黄棕色至深棕色液体
38 – 42%
醋酸正丁酯
3. 产品优势
润湿分散剂通过分子中的锚定基团吸附在颜料表面，再通过相容链段分散于树脂或研磨介质中，达到保护颜料的效果。传统的表面活性剂（图 1）多数只有一个锚定基团和一根相容链段，对于颜料的保护性较差；普通的高分子型分散剂（图2）藉由高分子链将较多的锚定基团与相容链段连成一个较大的线性分子，对颜料提供较好的吸附和保护作用，可以达到较好的分散稳定性；而海名斯公司所推出的新分散剂是具有多元锚定基团的高支化共聚物（图3），利用高支化的特殊结构，让一个分散剂分子中同时具有更多的锚定基团与相容链段，并形成一个类似网状的平面结构，全面的包覆颜料，所以能够达到比一般高分子型分散剂更好的分散稳定效果。
4. 性能展示
NUOSPERSE(R) FX 9360在各类颜料体系中都具有极为优异的润湿分散和展色性，尤其是在碳黑及酞菁系列等有机颜料中，展色性的优势更为突出。
4.1.高色素碳黑实验
4.1.1 展色性
FW-200、Special 6#碳黑颜料体系展色性实验树脂为Hypomer FS-2460A羟基丙烯酸树脂，树脂固含60%，羟基含量2.4%（100%），FW-200色浆颜料份10%，分散剂对颜料添加量100%，Special6#色浆颜料份12%，分散剂对颜料添加量50%，用震荡机将碳黑颜料分散至细度≤10微米，并与同类产品比较展色性和黑度。
高色素碳黑是涂料行业普遍使用的颜料品种之一，其比表面积大，吸油量高，具有较高的表面能，且颜料之间相互作用力强，要得到理想的颜料黑度和着色力，颜料分散后的平均粒径是是至关重要的因素，而使用 NUOSPERSE(R) FX 9360超分散剂不仅能得到理想的颜料分散粒径，显著提高涂料的展色性和漆膜光泽度，并能大大提高颜料色浆的分散稳定性。
从由图1和图2可见，在同等的试验条件下，针对FW200和Special 6#碳黑颜料，使用 NUOSPERSE(R) FX 9360 超分散剂和竞争品1所得的漆膜黑度最佳，并具有最为优异的展色性。
4.1.2 润湿和降粘
10%FW-200 碳黑浆在50℃热储2周后粘度变化
表1显示NUOSPERSE(R) FX 9360在分散高色素碳黑时具有非常好的润湿降粘效果，明显优于竞争品2、竞争品3及NUOSPERSE(R) FX 9086，与竞争品1相当。
表2显示50℃热储2周后，所有分散剂研磨的FW-200碳黑色浆的粘度都有增长，但NUOSPERSE(R) FX9360、竞争品1仍表现出较低的粘度。
NUOSPERSE(R) FX 9360 用于高色素碳黑的研磨，能有效、持久的吸附在颜料的表面，降低颜料和漆料之间的表面张力，对颜料表面产生强的润湿性，提高研磨浆料的流动性，降低触变性，并能提高研磨浆料的的颜料份，提高生产效率，有效降低生产成本。
4.2 酞菁蓝颜料的展色性
BASF L、D 酞菁蓝颜料体系展色性
实验树脂为Hypomer FS-2460A 羟基丙烯酸树脂，树脂固含 60%，羟基含量 2.4%（100%），L、D 色浆颜料份10%，分散剂对颜料添加量 30%，用震荡机将酞菁蓝颜料分散至细度≤10 微米，并与同类产品比较展色性。
由图3可见，在15:2 酞菁蓝体系中，NUOSPERSE(R) FX 9360 、竞争品1和 NUOSPERSE(R) FX 9086 具有较为优异的展色性。
因BASF D 的酞菁蓝相对容易分散，因此从图4看出各分散剂对颜料的分散性和展色性差异则不明显。酞菁蓝颜料色泽鲜艳、着色力强，同时具有耐光、耐热、耐酸、耐碱、耐化学品等优良性能，被广泛用于车用涂料、汽车修补漆、工业涂料、塑胶漆及木器涂料等领域。但酞菁蓝颜料具有粒径小，极性低等特点，普通的分散剂虽然可以对其润湿和分散，但较难维持颜料分散后的稳定性，并很容易造成被分散的颜料颗粒，由于表面能等因素，重新聚集而造成颜料的絮凝，使之产生漆膜的色泽不均匀、遮盖力下降及浮色发花现象。
NUOSPERSE(R) FX 9360为多锚定基超分散剂，其锚定基和颜料表面反应，牢牢地固定在颜料表面，而溶剂化链则有效的分散在有机体系中，提供良好的溶剂化性能，在颜料表面形成足够的吸附层厚度，有效保证颜料分散体的稳定性和展色性。
NUOSPERSE(R) FX 9360 与各类 CAB 溶液有很好的的相容性，所研磨的色浆用于铝粉漆，具有很好的着色力和颜料展色性。
Hypomer FS-2050 丙烯酸 PU 铝粉漆（酞菁蓝颜料份为 4%）
图5表明，用NUOSPERSE(R) FX 9360 分散的 15:2 酞菁蓝色浆，在铝粉漆中表现出良好的着色力和展色性。
4.3 254 红丙烯酸氨基烤漆体系
在丙烯酸氨基烘漆体系，NUOSPERSE(R) FX 9360对 254 红颜料有较佳的分散性，与同类产品比具有最佳的展色性和漆膜光泽，NUOSPERSE(R) FX 9360 对颜料添加量为30%。
表3显示出 NUOSPERSE(R) FX 9360 在丙烯酸氨基烤漆体系，对254 红颜料具有最佳的展色性和漆膜光泽。
4.4 177 红醇酸氨基烤漆展色性
NUOSPERSE(R) FX 9360 对各类高分子聚合物有比较宽广的相容性，在不同溶剂型树脂体系都有较好的表现，在醇酸氨基烤漆体系用于分散 177 红颜料，NUOSPERSE(R) FX 9360 对颜料添加量为30%。
表4和图6 表现 NUOSPERSE(R) FX 9360 在醇酸氨基烤漆体系用于分散 177 红颜料，具有较佳的颜料展色性，与同类产品比具有最佳的漆膜光泽度。
以上实验表明，NUOSPERSE(R) FX 9360 用于高色素碳黑及各类有机颜料，都可得到优良的分散性能、颜料展色性及漆膜的光泽度。
NUOSPERSE(R) FX 9360 超分散剂和传统的分散剂比，超分散剂可形成极弱的胶束，易于活动，能很快移向颜料颗粒表面，起到保护作用，并在颜料表面形成足够的空间位阻，得到理想的颜料分散稳定性和展色性。
NUOSPERSE(R) FX 9360 超分散剂研磨的色浆可获得较好的流动性，由于较佳的颜料润湿性，可大幅提高色浆的颜料份，有效的降低生产成本和增加生产效率。
但是，不同颜料其表面性质也不同，因此在不同树脂体系针对不同表面性质的颜料，分散剂的表现会有差异，但总体 NUOSPERSE(R) FX 9360 超分散剂在高分子聚合物中对碳黑及各类有机颜料均表现出较理想的颜料展色性和稳定性，并具有良好的漆膜外观和光泽度。
NUOSPERSE(R) FX 9360 超分散剂用于汽车修补漆、各类车用涂料、工业涂料、塑胶漆、木器涂料等领域，均具有较佳的综合性能，是一只通用性宽广的新型超分散剂。
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