0.引言
可剝離涂料主要用于涂裝保護(hù)較精密的金屬工件、器件等，使之在貯運(yùn)過程不被損傷，并能起到防腐作用。其涂膜除了具有普通涂膜一般特性外，還特別要求其具有一定的彈性與強(qiáng)度，并對其保護(hù)基面有合適的附著力及良好的可剝離性。傳統(tǒng)的可剝離涂料分為熱熔型和溶劑型兩類[1-5]。溶劑型一般采用過氯乙烯樹脂、低相對分子質(zhì)量聚苯乙烯、聚丙烯酰胺等為成膜劑，溶于有機(jī)溶劑中，并添加其他輔助料配制而成。熱熔型大多以改性纖維素為成膜材料，在加熱情況下將樹脂與其他輔助材料混熔而成，使用時將其熔融后浸涂于工件表面，冷卻后在工件表面附上一層可剝離涂膜。較溶劑型相比，熱熔型不使用揮發(fā)性溶劑，是值得提倡的一類可剝離涂料產(chǎn)品。本研究選用苯乙烯-異戊二烯?苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)作成膜劑，研制了熱熔型ZHK-01可剝離涂料，經(jīng)過國內(nèi)外客戶近3年使用，效果良好。
1.原料與實(shí)驗(yàn)
1.1主要原料及儀器
SIS三嵌段共聚物：工業(yè)級，BostikH2494A，上海王氏化工有限公司；流平劑：自制；超細(xì)氣相二氧化硅：2500目，武漢大學(xué)化工廠；1010抗氧劑：北京加成助劑研究所；紫外線吸收劑ZW05：瑞士clariant公司；二甲基硅油：100～1000mPa?s，日本信越公司；六甲基二硅氮烷：工業(yè)級，浙江新安化工集團(tuán)公司；活性碳酸鈣：工業(yè)級，石門活性碳酸鈣有限公司。XLL-250型電子拉力機(jī)：長春試驗(yàn)機(jī)廠；XHS(A)型邵氏橡塑硬度計(jì)：天津材料試驗(yàn)機(jī)廠；模壓機(jī)(KL-2型)：湖南益陽橡塑機(jī)械廠；高溫綜合熱分析儀(ZRY-2P型)：上海精密儀器有限公司；單螺桿捏合機(jī)(TR-70型)：山東軸承儀器有限公司。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1超細(xì)二氧化硅表面處理[6]
按一定比例將超細(xì)二氧化硅、六甲基二硅氮烷、硅油進(jìn)行預(yù)混合后，經(jīng)捏合機(jī)捏合、脫氨，即得到表面處理過的超細(xì)二氧化硅。
1.2.2可剝離涂料制備
將表面處理過的超細(xì)二氧化硅、SIS、紫外線吸收劑ZW05、抗氧劑1010、流平劑、活性碳酸鈣按一定比例進(jìn)行預(yù)混合后，在螺桿捏合機(jī)中進(jìn)行捏合，捏合溫度140～150℃，捏合物冷卻后進(jìn)行切片、計(jì)量、包裝，制得可剝離涂料。
1.2.3性能測試
用XLL-250型電子拉力機(jī)，按GB/T528?1998標(biāo)準(zhǔn)方法測定涂膜的抗張強(qiáng)度、斷裂伸長率；用XHS(A)型邵氏橡塑硬度計(jì)，按GB/T531?1999標(biāo)準(zhǔn)方法測定涂膜的硬度；按GB/T529?1999標(biāo)準(zhǔn)方法測定涂膜的剝離強(qiáng)度。耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性均按GB/T1763?1989標(biāo)準(zhǔn)方法測定。其他性能均按相關(guān)國標(biāo)規(guī)定方法測定。涂膜熱老化試驗(yàn)：在干燥、清潔的鋼板上制備可剝離涂膜，待膜實(shí)干后剝下進(jìn)行試驗(yàn)。升溫速率10℃/min，氮?dú)饬髁?20mL/min，TG量程20mg，根據(jù)熱失質(zhì)量曲線確定涂膜熱分解溫度。
2.結(jié)果與討論
2.1可剝離涂料的基本配方及其涂膜性能
各材料用量按質(zhì)量比為：SIS350～400、超細(xì)二氧化硅45～60、活性碳酸鈣40～55、二甲基硅油2～4、紫外線吸收劑3～5、抗氧劑3～5、流平劑3～6。SIS三元嵌段共聚物的組成及相對分子質(zhì)量是影響可剝離涂料的關(guān)鍵因素，有關(guān)此方面的數(shù)據(jù)將在申請的發(fā)明專利文獻(xiàn)中具體報道。由上述配方制得的可剝離涂料可用于鋼鐵、鋁材、玻璃基材上，如涂在馬口鐵上，涂膜理化性能如表1所示。
表1涂膜性能檢測結(jié)果
從表1可知，本研究的可剝離涂料涂膜性能除耐汽油性較差外，其余指標(biāo)均能很好地滿足可剝離涂料要求。
2.2超細(xì)二氧化硅用量對涂膜性能的影響
二氧化硅具有補(bǔ)強(qiáng)作用，在一定的添加量范圍內(nèi)，可以有效地提高涂膜的抗張強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度及斷裂伸長率等。由于使用的超細(xì)二氧化硅比表面積大，且表面含有大量羥基，使之很難分散到成膜物質(zhì)中，影響補(bǔ)強(qiáng)效果，因此，需要對超細(xì)二氧化硅進(jìn)行表面處理。表2為表面處理的超細(xì)二氧化硅的添加量對涂膜性能的影響。
表2二氧化硅用量對涂膜性能的影響
注：(1)占總物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
從表2可知，隨著二氧化硅用量增加，涂膜的抗張強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、斷裂伸長率及涂膜硬度均不斷增大。抗張強(qiáng)度為7.5MPa，當(dāng)二氧化硅用量達(dá)13.0%時，再增加其用量，涂膜的抗張強(qiáng)度增加不明顯；而對剝離強(qiáng)度來說，隨著二氧化硅用量增加，涂膜剝離強(qiáng)度仍然不斷增加；對斷裂伸長率而言，當(dāng)二氧化硅用量達(dá)13.0%以上時，再增加其用量，斷裂伸長率變化不大；而對涂膜硬度，當(dāng)二氧化硅用量達(dá)13.0%以上時，其涂膜硬度變化不大。對于剝離涂料，其涂膜抗張強(qiáng)度應(yīng)盡可能大，以保證涂膜在剝離過程中不易撕裂，即保證涂膜的剝離效率；其涂膜的剝離強(qiáng)度要適中，剝離強(qiáng)度太小，涂膜對基材保護(hù)作用不強(qiáng)，剝離強(qiáng)度太高，給涂膜剝離造成困難，因此，超細(xì)二氧化硅用量占物質(zhì)總質(zhì)量的13.0%左右比較合適。
2.3活性碳酸鈣用量對涂膜性能的影響
在其他物質(zhì)配比不變的情況下，改變活性碳酸鈣的添加量，考察其對涂膜性能的影響，結(jié)果如表3所示。
表3活性碳酸鈣的用量對涂膜性能的影響
注：(1)占總物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
由表3可知，隨著活性碳酸鈣用量增加，涂膜的抗張強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、斷裂伸長率下降，而涂膜的硬度增加；當(dāng)活性碳酸鈣用量占總物質(zhì)量的10.0%時，再增加其用量，涂膜的斷裂伸長率明顯降低，而涂膜的硬度變化不明顯。活性碳酸鈣主要是作填料使用，起到降低成本的作用，但其加量在應(yīng)保證剝離涂料涂膜性能的前提下，盡可能加多些。因此，綜合權(quán)衡，其添加量為總物質(zhì)質(zhì)量的10.0%左右較合適。
2.4流平劑用量對涂膜性能的影響
采用陽離子聚合法自制了低相對分子質(zhì)量聚烯烴流平劑，將不同量的流平劑分別加入成膜體系內(nèi)，探討流平劑用量對涂膜性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4。
表4流平劑用量對涂膜性能的影響(1)
注：(1)二氧化硅用量為13.0%、活性碳酸鈣用量為10.0%；(2)流平劑用量為流平劑占總物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
研究表明，當(dāng)流平劑用量在0.5%以下時，涂膜平整性及光滑度不夠。由于所添加的流平劑為低相對分子質(zhì)量聚烯烴，隨著其用量增加，涂膜的抗張強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、硬度逐步降低，特別是當(dāng)流平劑用量達(dá)1.0%以上時，涂膜的抗張強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、硬度明顯下降，而涂膜的斷裂伸長率有所增加，這可能是因?yàn)榇藭r流平劑分子在膜體系內(nèi)起了增塑作用。因此，流平劑的用量占物質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%～1.0%范圍較適合，既保證了涂膜的外觀，又保證了涂膜物理機(jī)械性能。
2.5涂膜的熱穩(wěn)定性
圖1為可剝離涂料涂膜的熱失質(zhì)量曲線。
由圖1可知，250℃時涂膜開始分解；375～487℃范圍內(nèi)，涂膜快速分解。
3.結(jié)語
(1)熱熔型ZHK-01可剝離涂料具有良好的彈性、抗張強(qiáng)度、耐腐蝕性和適宜的剝離強(qiáng)度，可涂在鋼材、鋁材、玻璃等基材上，對基材進(jìn)行有效保護(hù)，并能有效地剝離，其涂膜具有較好的熱穩(wěn)定性。(2)在涂料配方中，除了成膜物SIS的組成、相對分子質(zhì)量對涂膜性能有影響外，其他成分如超細(xì)二氧化硅、活性碳酸鈣、流平劑對涂膜性能也有較大影響，其添加量分別占物質(zhì)總質(zhì)量的13.0%、10.0%、0.5%～1.0%時，能制得性能較為理想的可剝離涂料。__
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