8.3漆膜性能汇总课件.ppt

1、漆膜的力学性质与附着力漆膜的力学性质与附着力作为保护层的涂料，经常受到各种力的作用，作为保护层的涂料，经常受到各种力的作用，如摩擦、冲击、拉伸等，因此要求漆膜必须如摩擦、冲击、拉伸等，因此要求漆膜必须具有必要的力学性能才能起到保护作用。具有必要的力学性能才能起到保护作用。漆膜的性能与底材有密切关系。漆膜的性能与底材有密切关系。一、无定型聚合物力学性质特点一、无定型聚合物力学性质特点1、模量与温度的关系、模量与温度的关系当当TTg 为玻璃态为玻璃态T Tb为硬为硬“玻璃态玻璃态”呈脆性，漆膜使用最低温度应高呈脆性，漆膜使用最低温度应高于于Tb ；Tg TTb为软为软“玻璃态玻璃态”具有延展性或称

2、韧性，外力具有延展性或称韧性，外力作用可发生较大形变，即强迫高弹形变，外力去除，作用可发生较大形变，即强迫高弹形变，外力去除，形变不能完全回复形变不能完全回复当当TTg 为高弹态，外力去除，形变基本完全回复为高弹态，外力去除，形变基本完全回复TTf 为粘流态为粘流态环境（使用）温度最好处在漆膜的高弹态，特别是环境（使用）温度最好处在漆膜的高弹态，特别是Tg转转变区附近。变区附近。理想弹性体，受外力作用，平衡形变瞬时达到，与时间无理想弹性体，受外力作用，平衡形变瞬时达到，与时间无关，为普弹形变；关，为普弹形变；理想粘性体，受外力作用，形变随时间而变化；理想粘性体，受外力作用，形变随时间而变化；线

3、性高聚物，受外力作用，形变随时间而变化，一旦产生线性高聚物，受外力作用，形变随时间而变化，一旦产生粘性流动，形变不能恢复，为粘弹形变；粘性流动，形变不能恢复，为粘弹形变；交联高聚物，受外力作用，形变随时间而变化，外力撤销交联高聚物，受外力作用，形变随时间而变化，外力撤销后，形变可逐渐恢复，为粘弹形变。后，形变可逐渐恢复，为粘弹形变。作为涂料成膜物材料最好为交联高聚物（或热固性聚合作为涂料成膜物材料最好为交联高聚物（或热固性聚合物）。物）。二、粘弹性与力学松弛二、粘弹性与力学松弛1、应力、应力-应变曲线与聚合物的强度应变曲线与聚合物的强度（1）硬而脆硬而脆 模量高，拉伸强度大，没有屈服点，断裂伸

4、模量高，拉伸强度大，没有屈服点，断裂伸长率长率10%，在屈服点前断裂，为脆性断裂。一般要增，在屈服点前断裂，为脆性断裂。一般要增韧。韧。（2）硬而强硬而强 模量高，拉伸强度大，断裂伸长率模量高，拉伸强度大，断裂伸长率20%，屈服点后断裂，为韧性断裂。屈服点后断裂，为韧性断裂。（3）强而韧强而韧 模量高，拉伸强度大，断裂伸长率较大，拉模量高，拉伸强度大，断裂伸长率较大，拉伸过程中会产生细颈。伸过程中会产生细颈。（4）软而韧软而韧 为高弹性体，模量低，屈服点低或没有明显为高弹性体，模量低，屈服点低或没有明显的屈服点，伸长率很大（的屈服点，伸长率很大（20-1000%），断裂强度高。），断裂强度高。

5、三、漆膜强度三、漆膜强度对于卷钢漆、罐头漆等，在加工时既有拉伸力，对于卷钢漆、罐头漆等，在加工时既有拉伸力，还有压缩力。还有压缩力。要求漆膜在加工成形时，要有大的形变，不能断要求漆膜在加工成形时，要有大的形变，不能断裂，也不能过分减薄。即漆膜要有一定的展性，裂，也不能过分减薄。即漆膜要有一定的展性，表现出硬而韧的性质。表现出硬而韧的性质。选择成膜物时，既要看其选择成膜物时，既要看其Tg ，还要看，还要看Tb ，即看展，即看展性性q的大小：的大小：q=（Tg- Tb ）/ Tgq值大，展性大；值大，展性大；q值小，为脆性。值小，为脆性。上述涂料的成膜物一般为交联聚合物。上述涂料的成膜物一般为交联

6、聚合物。2、漆膜的展性、漆膜的展性3、漆膜的伸长与复原、漆膜的伸长与复原木器漆的漆膜必须能随木器的吸水膨胀而伸木器漆的漆膜必须能随木器的吸水膨胀而伸长，又能随木器的干燥收缩而复原。长，又能随木器的干燥收缩而复原。木器的漆膜最好是处在高弹态，特别是木器的漆膜最好是处在高弹态，特别是Tg转转变区附近。变区附近。木器漆的漆膜木器漆的漆膜Tg应低于室温。应低于室温。耐磨性与断裂功（应力耐磨性与断裂功（应力-应变曲线所包围的面积）应变曲线所包围的面积）有密切关系。有密切关系。聚氨酯涂料的耐磨性最好。聚氨酯涂料的耐磨性最好。5、漆膜的抗冲击、漆膜的抗冲击内耗越大，吸收冲击能量越大。内耗越大，吸收冲击能量越

7、大。玻璃态的聚合物在低温具有强的次级内耗峰者，玻璃态的聚合物在低温具有强的次级内耗峰者，则有较好的抗冲击性。则有较好的抗冲击性。4、漆膜的耐磨性、漆膜的耐磨性（1）高聚物分子本身结构的影响）高聚物分子本身结构的影响极性或氢键的影响极性或氢键的影响 增加高分子极性基团或氢键的增加高分子极性基团或氢键的密度，可使其强度提高。密度，可使其强度提高。但极性基团或氢键的密度也不能太高，否则材料但极性基团或氢键的密度也不能太高，否则材料硬而脆。硬而脆。主链刚性主链刚性,模量模量,拉伸强度拉伸强度,弯曲强度弯曲强度,冲击强度冲击强度。6、影响聚合物材料强度的因素、影响聚合物材料强度的因素 主链和侧基含有芳杂

8、环主链和侧基含有芳杂环 强度强度，模量，模量。链的规整性链的规整性，拉伸强度，拉伸强度，冲击强度，冲击强度 。分子链支化分子链支化，拉伸强度，拉伸强度 ，但冲击强度，但冲击强度。因分。因分子间距增加，作用力子间距增加，作用力 。适度交联适度交联 因形成网状结构，拉伸强度因形成网状结构，拉伸强度，冲击强，冲击强度度。分子量分子量 M MC M，拉伸强度拉伸强度，冲击强度，冲击强度； M MC M， 拉伸强度变化不大，冲击强度拉伸强度变化不大，冲击强度。（应力集中：由于缺陷存在，使材料内部应力分（应力集中：由于缺陷存在，使材料内部应力分布不均，缺陷周围应力急剧增加，远大于其平布不均，缺陷周围应力急

9、剧增加，远大于其平均应力的现象。均应力的现象。 材料中的缺陷（如漆膜存在机械杂质、气泡、材料中的缺陷（如漆膜存在机械杂质、气泡、空洞、缺口、裂纹、锐角、残留小分子等）造空洞、缺口、裂纹、锐角、残留小分子等）造成应力集中，成为材料破坏的薄弱环节，严重成应力集中，成为材料破坏的薄弱环节，严重降低了材料的强度。降低了材料的强度。 减少缺陷是提高强度的一个重要措施。减少缺陷是提高强度的一个重要措施。2）缺陷与应力集中物的影响）缺陷与应力集中物的影响（1）外力作用速度）外力作用速度，强度，强度，模量，模量。拉伸速度与链段拉伸速度与链段相适应，有屈服点，为高弹形变；拉伸速相适应，有屈服点，为高弹形变；拉伸

10、速度度，链段运动跟不上外力作用，材料屈服强度，链段运动跟不上外力作用，材料屈服强度；进一步进一步拉伸速度，链段运动完全跟不上，屈服强度和断裂拉伸速度，链段运动完全跟不上，屈服强度和断裂强度强度，直至发生脆性断裂；反之，直至发生脆性断裂；反之拉伸速度，屈服强度拉伸速度，屈服强度和断裂强度和断裂强度。（2）温度）温度，冲击强度，冲击强度，拉伸强度，拉伸强度，模量，模量；反之亦然。；反之亦然。提高拉伸速度与降低温度其效果相似。提高拉伸速度与降低温度其效果相似。（3）外力作用速度和温度的影响）外力作用速度和温度的影响聚合物凝聚形态与聚合物强度有很大关系。聚合物凝聚形态与聚合物强度有很大关系。溶剂型涂料

11、中，含有适量的不良溶剂时，所得薄膜中可形溶剂型涂料中，含有适量的不良溶剂时，所得薄膜中可形成大量极细小的空隙，这种空隙可控制住裂缝发展速度，成大量极细小的空隙，这种空隙可控制住裂缝发展速度，减缓应力集中强度。减缓应力集中强度。在设计抗冲击涂料配方时必须加予考虑。在设计抗冲击涂料配方时必须加予考虑。(5)附着力的影响附着力的影响漆膜与底材的附着力好漆膜与底材的附着力好,作用在漆膜上的应力得到较好分散，作用在漆膜上的应力得到较好分散，漆膜即不易被破坏。漆膜即不易被破坏。（4）形态的影响）形态的影响1、粘附理论、粘附理论漆膜与基材之间可通过机械结合，物理吸附，形漆膜与基材之间可通过机械结合，物理吸附

12、，形成氢键和化学键，互相扩散等作用接合在一起。成氢键和化学键，互相扩散等作用接合在一起。这些作用所产生的粘附力，决定了漆膜与基材间这些作用所产生的粘附力，决定了漆膜与基材间的附着力。的附着力。（1）机械结合力）机械结合力 涂料可渗透到基材或底漆涂料可渗透到基材或底漆（PVCCPVC）表面的空隙或孔隙中去，固化后）表面的空隙或孔隙中去，固化后就象许多小钩子和楔子把漆膜与基材连结在一起。就象许多小钩子和楔子把漆膜与基材连结在一起。四、漆膜附着力四、漆膜附着力应包括物理吸附和化学吸附。涂料在固化前应完全润湿应包括物理吸附和化学吸附。涂料在固化前应完全润湿基材表面，才有较好的附着力。基材表面，才有较好

13、的附着力。（3）化学键结合）化学键结合 化学键（包括氢键）的强度比范德华力强得多。当聚合化学键（包括氢键）的强度比范德华力强得多。当聚合物带有氨基、羟基和羧基时，易与基材表面氧原子或氢物带有氨基、羟基和羧基时，易与基材表面氧原子或氢氧基团等发生氢键作用，有较强的附着力。聚合物上的氧基团等发生氢键作用，有较强的附着力。聚合物上的活性基团可与铝、不锈钢等金属发生化学反应。活性基团可与铝、不锈钢等金属发生化学反应。可添加硅烷偶联剂（水解生成羟基）与无机表面发生化可添加硅烷偶联剂（水解生成羟基）与无机表面发生化学反应，以增加吸附力。学反应，以增加吸附力。（2）吸附作用）吸附作用当基材为高分子材料时涂料

14、中的成膜物分子与基材分子互当基材为高分子材料时涂料中的成膜物分子与基材分子互相扩散（即互溶），使界面消失。相扩散（即互溶），使界面消失。要求两者溶解度参数相近，且都在要求两者溶解度参数相近，且都在Tg以上，才能互相渗透。以上，才能互相渗透。塑料涂料或油墨的溶剂最好能使被涂塑料溶胀塑料涂料或油墨的溶剂最好能使被涂塑料溶胀提高温度可促进扩散。提高温度可促进扩散。（4）扩散作用）扩散作用金属与有机漆膜接触时，金属对电子亲合力低，容易失去金属与有机漆膜接触时，金属对电子亲合力低，容易失去电子有机漆膜对电子亲合力高，容易得到电子故电子从金电子有机漆膜对电子亲合力高，容易得到电子故电子从金属向漆膜转移，使

15、界面产生接触电势，形成双电层，从而属向漆膜转移，使界面产生接触电势，形成双电层，从而产生静电作用。产生静电作用。（5）静电作用）静电作用（1）涂料粘度的影响）涂料粘度的影响 涂料粘度低，易流入凹处和孔隙中，可得到较高机械力。涂料粘度低，易流入凹处和孔隙中，可得到较高机械力。烘漆比气干漆附着力好，强度高。烘漆比气干漆附着力好，强度高。（2）基材表面的润湿情况）基材表面的润湿情况金属表面必须经过表面预处理，才易润湿。金属表面必须经过表面预处理，才易润湿。对低表面能的基材，如塑料表面要进行电火花处理或用氧对低表面能的基材，如塑料表面要进行电火花处理或用氧化剂处理，提高其表面能。化剂处理，提高其表面能

16、。2、影响实际附着力的因素、影响实际附着力的因素表面粗糙度表面粗糙度，机械力，机械力有利于表面润湿和附着。有利于表面润湿和附着。（4）内应力的影响）内应力的影响漆膜内应力的来源：漆膜内应力的来源： 一是涂料固化时体积收缩引起；一是涂料固化时体积收缩引起； 二是漆膜与基材的热膨胀系数不同，温度变化时产生热二是漆膜与基材的热膨胀系数不同，温度变化时产生热应力。应力。缩聚体积收缩最严重，如不饱和聚酯固化收缩达缩聚体积收缩最严重，如不饱和聚酯固化收缩达10%烯类单体或低聚物发生加聚反应收缩较大；烯类单体或低聚物发生加聚反应收缩较大；环氧树脂开环聚合收缩率最小，吸附力最高。常用作底漆。环氧树脂开环聚合收

17、缩率最小，吸附力最高。常用作底漆。（3）表面粗糙度）表面粗糙度国标中规定了国标中规定了8项检测项目、方法和指标项检测项目、方法和指标1、家具表面漆膜、家具表面漆膜耐液耐液测定法测定法2、家具表面漆膜、家具表面漆膜耐湿热耐湿热测定法测定法3、家具表面漆膜、家具表面漆膜耐干热耐干热测定法测定法4、家具表面漆膜、家具表面漆膜附着力交叉切割附着力交叉切割测定法测定法5、家具表面漆膜、家具表面漆膜厚度厚度测定法测定法 6、家具表面漆膜、家具表面漆膜光泽光泽测定法测定法7、家具表面漆膜、家具表面漆膜耐冷热温差耐冷热温差测定法测定法8、家具表面漆膜、家具表面漆膜耐磨性耐磨性测定测定制膜仪制膜仪 附着力试验仪

18、附着力试验仪 划格法附着力试验仪划格法附着力试验仪 电动漆膜附着力电动漆膜附着力 漆膜附着力试验仪漆膜附着力试验仪 用途：通过十字切割法测定漆膜附着力的性能试验用途：通过十字切割法测定漆膜附着力的性能试验技术特征：以格阵图形切割并穿透漆膜，按六级分类评价漆膜技术特征：以格阵图形切割并穿透漆膜，按六级分类评价漆膜从底材分离的抗性。从底材分离的抗性。 用途：通过划圆轨迹法测用途：通过划圆轨迹法测定漆膜附着力性能试验定漆膜附着力性能试验技术特征：以圆滚线划痕技术特征：以圆滚线划痕范围内的漆膜完整程度，范围内的漆膜完整程度，按七个等级评价漆膜对底按七个等级评价漆膜对底材粘结的牢固材粘结的牢固 电动漆膜

19、附着力电动漆膜附着力 漆膜附着力试验仪漆膜附着力试验仪 用途：通过划圆轨迹法测定漆膜附用途：通过划圆轨迹法测定漆膜附着力性能试验着力性能试验技术特征：以圆滚线划痕范围内的技术特征：以圆滚线划痕范围内的漆膜完整程度，按七个等级评价漆漆膜完整程度，按七个等级评价漆膜对底材粘结的牢固膜对底材粘结的牢固 （2） 硬度硬度 硬度是材料的一种机械性质，是材料抵抗其硬度是材料的一种机械性质，是材料抵抗其它物质刻画、碰撞或压入其表面的能力。它物质刻画、碰撞或压入其表面的能力。漆膜硬度并非越高越好，过硬的漆漆膜硬度并非越高越好，过硬的漆膜柔韧性差，容易脆裂，抗冲击强膜柔韧性差，容易脆裂，抗冲击强度低也影响附着力

20、。度低也影响附着力。 硬度试验仪硬度试验仪 漆膜划痕试验仪漆膜划痕试验仪 巴克霍尔兹压痕试验仪巴克霍尔兹压痕试验仪 摆杆阻尼试验仪摆杆阻尼试验仪 QBY摆式硬度计摆式硬度计 便携式铅笔法硬度计便携式铅笔法硬度计 QHQ铅笔法硬度计铅笔法硬度计 用途：测定涂层抗划透能力用途：测定涂层抗划透能力大小评价涂膜硬度试验大小评价涂膜硬度试验技术特征：硬度以划针划破技术特征：硬度以划针划破涂膜时承载砝码的最小荷重涂膜时承载砝码的最小荷重（抗划痕值）表示（抗划痕值）表示 漆膜划痕试验仪漆膜划痕试验仪 摆杆阻尼试验仪摆杆阻尼试验仪 用途：测定油漆涂料皮膜的硬度试验用途：测定油漆涂料皮膜的硬度试验技术特性：硬度

21、以阻尼时间技术特性：硬度以阻尼时间-即以摆杆即以摆杆在规定角度内的摆动次数与摆动周期的在规定角度内的摆动次数与摆动周期的乘积表示乘积表示 QHQ铅笔法硬度计铅笔法硬度计 用途：通过犁破漆膜的铅笔硬度用途：通过犁破漆膜的铅笔硬度等级测定漆膜硬度试验等级测定漆膜硬度试验技术特征：硬度以在规定试验条技术特征：硬度以在规定试验条件下通过犁破漆膜的铅笔硬度等件下通过犁破漆膜的铅笔硬度等级表示级表示 （3）耐液性）耐液性指漆膜接触各种液体（水、溶剂、饮料、指漆膜接触各种液体（水、溶剂、饮料、酸、碱、盐以及其他化学药品等）时的稳定性。酸、碱、盐以及其他化学药品等）时的稳定性。耐液性测定方法：用浸透各种试液的

22、滤纸耐液性测定方法：用浸透各种试液的滤纸放在试样表面，经规定时间移去，根据漆膜损放在试样表面，经规定时间移去，根据漆膜损伤程度评级。伤程度评级。盐雾耐腐蚀实验箱盐雾耐腐蚀实验箱 （4）耐热性）耐热性 指漆膜经受了高温作用而不发生任何变化的性能。指漆膜经受了高温作用而不发生任何变化的性能。在检测漆膜耐热性时常分为耐干热与耐湿热两种方在检测漆膜耐热性时常分为耐干热与耐湿热两种方法。法。耐热性测定方法：用一铜试杯（内盛矿物油），加耐热性测定方法：用一铜试杯（内盛矿物油），加热至规定温度置于试样板漆膜上，经规定时间移走，热至规定温度置于试样板漆膜上，经规定时间移走，检查漆膜状态与光泽变化情况评级（干热

23、测定）。检查漆膜状态与光泽变化情况评级（干热测定）。（5）耐磨性）耐磨性漆膜在一定的摩擦力作用下，成颗粒状脱落的难易漆膜在一定的摩擦力作用下，成颗粒状脱落的难易程度。程度。耐磨性测定方法：采用漆膜磨耗仪。以一定负载下耐磨性测定方法：采用漆膜磨耗仪。以一定负载下不露白的研磨转数与漆膜在规定转数（一般不露白的研磨转数与漆膜在规定转数（一般100转）下转）下的失重克数表示，以此来评定漆膜耐磨性等级。的失重克数表示，以此来评定漆膜耐磨性等级。 用途：测定建筑涂料涂层的耐洗用途：测定建筑涂料涂层的耐洗刷性能试验刷性能试验技术特征：在规定试验条件下，技术特征：在规定试验条件下，通过投定、变更毛刷往复运动的

24、通过投定、变更毛刷往复运动的洗刷次数，测定建筑涂料涂层表洗刷次数，测定建筑涂料涂层表面的抗擦洗性能。面的抗擦洗性能。 耐洗刷测定仪耐洗刷测定仪 （6）耐温变性）耐温变性 也称耐冷热温差变化性能，是指漆膜能经受温也称耐冷热温差变化性能，是指漆膜能经受温度突变的性能，即能抵抗高温与低温异常变化。度突变的性能，即能抵抗高温与低温异常变化。耐温变性差的漆膜就有可能开裂损坏。耐温变性差的漆膜就有可能开裂损坏。耐温变性测定方法：将涂漆干透的样板连续耐温变性测定方法：将涂漆干透的样板连续放入高温（放入高温（40）恒温恒湿箱与低温（）恒温恒湿箱与低温（20 ）冰箱，观察漆膜的变化，以不发生损坏变化的周冰箱，观

25、察漆膜的变化，以不发生损坏变化的周期次数表示。期次数表示。（7）耐冲击性）耐冲击性指涂于基材上的涂膜在经受高速率的重指涂于基材上的涂膜在经受高速率的重力作用下可能发生变形但漆膜不出现开裂力作用下可能发生变形但漆膜不出现开裂以及从基材上脱落的能力。以及从基材上脱落的能力。漆膜冲击器漆膜冲击器 用途：利用重物从高处落用途：利用重物从高处落下，冲击漆膜，以测定漆下，冲击漆膜，以测定漆膜的耐冲击强度，膜的耐冲击强度， （8）光泽）光泽光泽是物体表面对光的反射特性。决定一个表面光光泽是物体表面对光的反射特性。决定一个表面光泽高低的主要因素是该表面粗糙不平的程度。泽高低的主要因素是该表面粗糙不平的程度。主

26、要用于漆膜遮盖力的测定和反射率的测量。主要用于漆膜遮盖力的测定和反射率的测量。（9）柔韧性测定仪）柔韧性测定仪 腻子柔韧性测定仪腻子柔韧性测定仪QTY-32漆膜圆柱弯曲试验仪漆膜圆柱弯曲试验仪 QTY-10A漆膜圆柱弯曲试验仪漆膜圆柱弯曲试验仪 漆膜弹性试验仪漆膜弹性试验仪 QTY-32漆膜圆柱弯曲试验仪漆膜圆柱弯曲试验仪 用途：通过在规定的标准条件用途：通过在规定的标准条件下漆膜随底材一起变形而不发下漆膜随底材一起变形而不发生损坏的能力，评价漆膜的柔生损坏的能力，评价漆膜的柔韧性试验韧性试验技术特征：在标准规定下，以技术特征：在标准规定下，以试板在试板在1-3秒内绕轴棒弯曲秒内绕轴棒弯曲18

27、0度后不引起漆膜开裂的最小轴度后不引起漆膜开裂的最小轴棒直径表示棒直径表示 本装置适用于涂本装置适用于涂料等非金属材料料等非金属材料的有水曝露老化的有水曝露老化实验。由于日光实验。由于日光中的紫外线是引中的紫外线是引起高聚物氧化降起高聚物氧化降解的主要因素，解的主要因素，而水份又是加速而水份又是加速老化的重要破坏老化的重要破坏因素，所以本装因素，所以本装置具有快捷、简置具有快捷、简便地模拟户外曝便地模拟户外曝晒老化地特点，晒老化地特点，对测试不同试件对测试不同试件的相对耐候性具的相对耐候性具有实用价值。有实用价值。 紫外光老化实验箱紫外光老化实验箱 （10）耐紫外光老化）耐紫外光老化用途：测定

28、漆膜受紫外线、水汽、氧等作用引起粉化地程度。用途：测定漆膜受紫外线、水汽、氧等作用引起粉化地程度。试验技术特征：漆膜与相纸光面结合，经施加规定的均匀负荷试验技术特征：漆膜与相纸光面结合，经施加规定的均匀负荷后，取出相纸，观察相纸印痕并与标准粉化率等级样板比较，后，取出相纸，观察相纸印痕并与标准粉化率等级样板比较，评定漆膜粉化率地等级评定漆膜粉化率地等级 （11）漆膜粉化率测定仪）漆膜粉化率测定仪 主要用于评价色漆，清漆等涂层在标准条件下使之逐渐变形后，主要用于评价色漆，清漆等涂层在标准条件下使之逐渐变形后，其抗开裂或其抗开裂或 抗与金属底材抗与金属底材 分离的性能。分离的性能。 QBJ Cupping TesterQBJ 数显涂层杯突试验仪数显涂层杯突试验仪（12）抗开裂测定）抗开裂测定