可剥离涂料范文（精选4篇）

可剥离涂料 第1篇

可剥离涂料是一种涂覆于金属或非金属制品上, 能隔绝侵蚀介质, 防擦伤和防划痕的涂膜材料, 在完成防护期后又可方便地剥去。它主要用于涂装保护较精密的金属工件、器件等, 在电镀或者是贮运过程中起到一定的防护作用。除了要求其具有普通涂料的性能外, 还特别要求其具有一定的弹性与强度, 并对其保护基面有合适的附着力及良好的可剥离性。

最常用的可剥离涂料大多以醋酸乙酯、丙酮、二甲苯等有机物作为溶剂, 主要成膜物质为聚乙烯。这种涂料在起到保护产品的同时, 有机溶剂的挥发会对人们的健康和环境带来不良影响。随着环保法律法规的加强, 溶剂型涂料的发展也受到了制约与限制。因此, 水性可剥涂料成为未来涂料行业的一个重点。

为了解决传统可剥离涂料去膜困难, 价格高, 对环境造成污染等缺点, 本试验研制出的水性可剥离涂料, 不仅易剥离, 成本低, 对环境无特殊要求, 而且具有优良的机械性能和防护性能。试验利用市面上常见的苯丙乳液, 加入一定量的助剂制备出一种成本较低、环保型、性能良好的电镀防护涂料, 找到一种有效添加剂, 对涂膜的韧性大为改善, 且干燥速度明显比工厂现用的橡胶类可剥离涂料快得多。

二、以苯丙乳液为基料的可剥离涂料制备

1.试剂

苯丙乳液BC-01, 添加剂L, 滑剂, 乳化剂 (OP-10) , 成膜助剂, 流平剂, 消泡剂, 增稠剂

2.仪器设备

烧杯, 磁力搅拌器, 电动搅拌器, 软毛刷

3.操作步骤

称取一定量的苯丙乳液 (BC-01) 于一烧杯中, 在磁力搅拌下加入少量添加剂L, 乳化剂, 30分钟后, 加入定量滑剂, 待其搅拌完全后, 依次向其中加入95%乙醇、成膜助剂、流平剂、墨汁和增稠剂, 搅拌一定时间后出料;将其涂覆于打磨处理好的钢片上, 记录表干时间, 并观察其涂膜剥离情况。

4.涂料和涂膜性能测试

(1) 粘度的测定

流出杯法:流出杯是在实验室, 生产车间和施工场所最容易获得的涂料粘度测量仪器。由于流量杯容积大, 流出孔粗短, 因此操作、清洗均较方便, 且可以用于不透明的色漆。流量杯粘度计所测定的粘度为运动粘度, 即为一定量的试样。在一定温度下从规定直径的孔所流出的时间, 以秒表示。这是最常用的涂料粘度测定方法。因为可以在很多场合方便地使用, 因此在世界各地得以广泛的应用。

在国家标准中, 关于流出杯测涂料粘度的方法标准有GB/T1723-1993涂料粘度测定法和GB/T 6753.4_l988色漆和清漆用流出杯测定流出时间。在GB/T1723-1993中使用涂-1杯和涂-4杯。涂-1杯用于测定流出时间不低于20s的涂料产品。涂-4杯适用于测定流出时间在150s以下的涂料。比较两次测定值之差不大于平均值的3%, 取两次测定值的平均值作为测定结果。

(2) 涂膜附着力的测定

涂膜的附着力是指涂层与被附着物体表面之间通过物理和化学力的作用结合在一起的坚固程度, 它是考核涂层性能好坏的重要指标之一。测试方法大体上可分为两种:一种是涂层从被涂物体表面上脱落时所需之力的直接测定法;另一种是涂层在其它性能测定时的间接测定法。本试验根据具体情况采用第一种测定方法。看膜是否完整及底材是否有残留。

(3) 涂膜厚度的测定

由于涂刷工艺的限制, 使涂抹的厚度不均匀, 所以在测定厚度时选用了测量平均厚度, 具体操作方法是, 将干燥的涂膜从试片上揭起来, 将其折叠, 用螺旋测微仪测其厚度, 然后将得到的读数平均, 即得到一层膜的厚度。

(4) 耐酸、碱、水性

在涂刷厚度范围内, 当将干燥涂膜的试片分别依次浸入酸液, 碱液 (10%Na OH溶液) , 水 (不同温度的水) 中, 固定一段时间后, 取出试片, 干燥后将膜层剥离, 看是否能够成片剥离, 剥离后底材是否有残留。

5.苯丙可剥离涂料最佳配方

制备工艺:

取苯丙乳液BC-01于烧杯中, 开启搅拌器, 加入添加剂L并调节转速为120转/分, 再加入乳化剂, 搅拌30分钟, 加入一定量机油, 搅拌30分钟, 待分散均匀后, 加入95%乙醇, 成膜助剂, 墨汁, 增稠剂, 搅匀出料。

涂刷工艺:

试片的表面处理工序为:机械打磨酸洗碱洗水洗干燥;

将涂料用软毛刷涂于工件上, 涂抹厚度约在0.5mm左右, 室温干燥2小时左右。

注意事项

(1) 原料苯丙乳液需密封放置, 否则其表面易结皮;

(2) 乳化剂OP-10预先用无水乙醇将其配置成50%的溶液;

(3) 添加剂L、滑剂、乙醇均需边搅拌边滴加, 否则不能很好地分散;

(5) 搅拌器转速需控制, 速度太快时, 会导致破乳。

原材料成本核算:约10元/kg

6.影响因素

1.滑剂的影响

选用带油性的物质, 如机油, 白油, 液体石蜡等。本试验中选用了较为便宜且易得的机油。当机油用量大时, 料体显油状, 且涂刷后难干;而当用量较少时, 不能起到很好的润滑作用, 涂膜不能很好地剥离。经试验确定机油用量为苯丙乳液的20%时, 剥离效果最好。

2.添加剂L的影响

在20℃以上时, 苯丙乳液本身就可以顺利成膜, 但膜层硬度偏高, 剥离时容易断片;当外界温度低于5℃时, 乳液涂膜就会粉化。

所以当外界温度过低时, 会导致涂膜的玻璃化温度高于外界温度, 涂膜处于玻璃态, 涂膜硬度高而且脆性大, 容易脆裂脆裂粉化。

只有降低高聚物的硬度, 增加其延展性, 使其成膜不再受温度限制, 才能消除涂膜之间的裂纹, 使涂膜剥离时容易顺利成片剥离。因此需采用添加剂L来降低高聚物的刚性, 减少其硬度, 使其成膜不再受温度限制, 而且容易顺利成片剥离。但当添加剂L用量过少, 虽然能一定程度上减少涂膜表面上的裂痕数量, 但乳液中高聚物的刚度仍然得不到有效调节, 涂膜硬度依旧会很大, 延展性低, 其成膜依旧受温度限制, 涂膜表面的裂纹依旧存在, 也无法成片剥离;如果添加剂L用量过多, 乳液中高聚物的刚度便会大大降低, 涂膜延展性会大大增强, 进而导致涂膜会变的很柔软粘厚、附着力会增大, 并且会增长涂膜干燥时间。

只有当添加剂的用量比较适中时, 才能有效降低高聚物的刚度, 使其硬度适中, 延展性增强, 成膜不再受温度限制, 剥离时容易成片剥离。添加剂L用量对乳液涂膜性能的影响关系具体如下表2.2所示:

从表2.5可以看出, 只有当添加剂L的使用量占苯丙乳液用量的4.5%, 涂膜的附着力和延展性比较适中。这样就可以有效降低高聚物的刚度, 使其硬度适中, 附着力降低, 成膜不再受温度限制, 容易顺利成片剥离。

3.其他助剂的影响

苯丙乳液BC-01经过不断改性后解决了硬度大、附着力低、成膜受温度限制等特点。它以水作为介质, 具有环境安全和使用安全等特点, 但水也给苯丙乳液的生产和应用带来很多问题。这些问题需要靠添加助剂来解决。

选用的助剂主要有:

(1) 成膜助剂的选择

聚合物乳液靠水分挥发后, 聚合物离子变形、融合而成膜。当聚合物离子越软时, 越容易融合成致密的涂膜, 但玻璃化温度会使乳液在较低温度难以成膜。所以, 需要借助添加成膜助剂来降低涂膜的最低成膜化温度, 减少成膜时间。

(2) 流平剂的选择

涂料经过施工后都会有一个流平剂干燥的过程, 然后形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。流平性是影响外观和光泽的重要因素。如果涂料的流平性不好, 涂刷时会出现裂痕, 喷涂时出现桔皮, 滚涂时出现滚痕;还会在干燥过程中出现缩孔、针孔、流挂等现象。故需要添加流平剂来消除这种现象。实验发现, l, 2.丙二醇不仅成本低、使用方便、而且助成膜和助流平效果好。

(3) 乙醇用量的影响

为了缩短涂膜干燥时间, 本试验选用95%乙醇来作为催干剂, 当其用量较大时, 在搅拌的过程中, 料体会产生颗粒性物质, 不仅影响后面的涂刷工序, 也一定程度上影响了膜层的美观。当乙醇用量为苯丙乳液BC-01用量的6%时, 效果最佳。

结论

(1) 在对乳液硬度进行调节的过程中, 当添加剂L的用量占涂料总量的4.5%-5.O%时涂膜的韧性效果比较好。

(2) 在添加剂L用量适当的情况下, 使用苯丙乳液的20%的脱模剂 (机油) 可以进一步降低乳液涂膜和被保护材料之间的粘附力, 提高可剥性能。

(3) 为了缩短干燥时间, 试验中加入了催干剂95%乙醇。且其用量为苯丙乳液用量的6%。

(4) 为了使涂膜具有标志作用, 本实验用墨汁作为染色剂。

(5) 为了使涂膜达到一定厚度, 试验中通过加入增稠剂调节了涂料的粘度, 当调节粘度为150-200s (用涂-4杯测得) , 得到的涂膜效果最佳。

(6) 涂膜干燥时间超过一天后, 膜体不易从基材表面剥离, 且剥离后基材有残留。故有必要在这方面继续进行研究。

摘要：本试验研制出一种以苯丙乳液为基料, 加入添加剂L、乳化剂、脱模剂、乙醇、成膜助剂、颜料、增稠剂等, 可用于电镀锌的水性可剥离防护涂料。并对涂层进行了耐水、耐酸、耐碱以及实际电镀锌和钝化检测, 结果显示其防护稳定性良好, 后期易剥离。该防护涂料制备过程简单, 无需加热, 贮存稳定性高, 无分层现象。其制备关键是添加剂L和脱模剂的选择, 其选材是否得当, 直接决定此涂料的剥离性能。

关键词：苯丙乳液,可剥离涂料,性能测

参考文献

[1]谷兵, 周元林, 付万发, 谢长琼, 宋开平, 薛其彬, 方岩.可剥离保护涂料的制备及成膜体性能分析[J].化工新型材料, 2008, 36 (3) :52-53.

[2]孙幼红, 一种水性可剥离涂料的研制[J], 南京晓庄学院学报, 2006, 22 (6) :101-102.

可剥离去污涂料的研究现状及展望 第2篇

1 可剥离去污涂料

1.1 可剥离去污涂料的分类

目前可剥离涂料大多以高弹性体橡胶类基体和某些溶剂相混合制成。由于具有易操作性和良好的去污效果而被广泛地应用于航天、核技术等领域。表面去污涂料,其主要是在基材表面进行涂布,经成膜后利用涂料成膜后自身粘力作用将污染物去除。总体而言,可剥离去污涂料剥离去污作用的机理可分为两大类:一类是类似可揭剥型在基材表面可直接清除的污染物去除,以达到去污目的;另一类是直接配制成粘胶剂涂料,这类涂料多为液体,并在涂料加工过程中加入一些化学助剂,使涂料涂布在基材表面后与一些较难清除的污染物(如铁锈等)发生化学作用,待成膜后去除污染物,以达到去污目的。

1.2 去污的方法及机理

目前,世界各国已针对不同的环境和设备及去污要求采用了不同的方法,主要包含以下几个方面:

1.2.1 化学去污

主要是用化学溶剂(有机溶剂、酸液、络合物溶液、盐溶液等)清洗污染区域、设施等。主要包括:化学泡沫法,化学凝胶法,有机酸处理法,氟硼酸处理法,无机酸处理法,络合处理法等,其主要是应用在对无孔的设备表面进行去污操作,但是在实际去污操作的过程中,往往会将几种去污方法结合在一起,以达到最佳的去污效果。

1.2.2 物理去污

主要是指通过物理作用的应用以达到去污的目的。其中主要包括使用试剂等涂擦受污染的设施及设备表面,但此方式主要应用于被污染表面较平滑、较均匀、较精密,也同时要求所残留的污染物为非放射的,对人体和环境无较大伤害的物质。

而对于那些粘附有放射性同位素物质的设备,是不能采用此方法去污的,而采用可剥离性去污膜涂料则更为可行,目前,使用该方法对粘有污染物的退役核设施及相关设备已在许多发达国家得到广泛使用。去污是核设施退役工作的四大任务之一。

可剥离去污膜的去污作用主要是把具有多种官能团的高分子化合物与各种络合剂、乳化剂、成膜剂、湿融剂、保湿剂、增塑、表面活性剂等添加剂混合制成有强去污能力和优良物理化学性质的去污膜,而其去污机理主要包括以下几个方面:

1.2.2.1 表面吸附作用

由于自然界中普遍存在物质之间的吸附作用,因此,我们可以利用这一现象来使混合在一起的物质达到分离。从科学角度上说,吸附作用是两个不可混合的物质相(固体、液体和气体)之间的界面性质,在这种两相界面上的一相的组分得到浓缩,或者两相相互吸附形成界面薄膜,吸附作用基本上是界面分子之间和原子间作用力所产生的热力学性质所决定的。

基于表面吸附原理,在实际应用中,将涂料喷刷到所需处理的相关设施上,在成膜后将膜剥离设备表面,清除表面残留的污染物。

1.2.2.2 依靠粘力作用

其主要是依靠高聚物自身的黏度作用,使其粘住设备表面上的其他残留物质,最终使残留物质富集于膜上,从而达到去污的目的。

2 可剥离去污涂料的研究现状

目前国内外主要去污方法主要有利用化学作用(包括电化学)去污法、物理作用去污法等临时性保护涂料早在二战期就已开始研制,而可剥离性表面保护膜兴起于上世纪70年代初的日本并在80年代进一步发展。此外,美国及欧洲一些国家经过20多年的研究更新,在产品性能、产量、品种等方面有很快的发展,例如: Bernola,OA在1970年就曾发表过有关快速干燥可剥离膜在核技术的应用。帕斯卡尔福卡德将10%~90%重量的茂金属催化聚乙烯(MPE)和10%~90%重量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物共混制得食品包装用可剥离膜。A I埃弗拉尔茨等利用可自由基聚合的乙烯单体与聚二有机硅氧烷共聚物及其他助剂共混研制出了可用于电喷涂的可剥离涂料。随着环境友好意识的加强,水溶性可剥离涂料的研究已经开始深入。此外,新兴技术的应用使得可剥离涂料的一些性能得到很大层度的改善,例如在成膜过程中采用UV固化技术促进涂料成膜的已经获得了深入研究。 远田正见等采用一种溶解粘附于污染元件上的氧化膜的化学去污方法,并添加有抑制所述污染元件的金属基体腐蚀的氧化添加剂,和将所述去污液施加到所述污染元件上,从而通过氧化除去所述氧化膜,以达到去污效果。而我国可剥离性保护涂料开发起步晚,与国外相比还有一定的差距。目前,我国可剥离性保护涂料的生产立足于环保,保证产品对人体和环境无污染等方面的研究和发展,目前已经达到了一定的水平。例如胡乃昌等用SBS树脂、滑石粉、酚醛树脂及其他助剂制出的可剥离性保护涂料,易于手工剥出,具有良好的柔韧性、延伸性、附着稳定性和可剥性,可用于金属幕墙和其他材料的临时保护并在一些领域得到应用。曹钰采用PVDC、PVC为成膜物,制备高阻隔可剥离防腐蚀封存复合膜。刘谨等选用苯乙烯与丙烯酸酯共聚合形成了核-壳结构苯-丙乳液型可剥涂料,并对合成中各种因素如水与单体、苯乙烯和甲基丙烯酸与丙烯酸丁酯的投料比,混合乳化剂用量及阴离子乳化剂的含量对聚合反应的稳定性影响进行了深入探讨。扬德等研制了一种选用新型含有苯基的聚丁二烯弹性体为基料,加入耐酸、耐辐射的填料和防粘剂、偶联剂及N-13a固化剂配成JF系列常温固化的核电、核能工业专用橡胶型可剥掩蔽涂料。此外,可剥离去污涂料在其他领域也得到了广泛应用并取得了进展,例如,在建筑领域中对建筑物表面清洗,采用剥离剂涂膜除去污垢,其效果接近新工程刚施工后的风貌。另外,在一些使用精密器械的行业,利用剥离剂涂膜除去污,可有效的保护精密器件,以避免受到不必要的磨损。

目前,采用可剥离去污膜去污的主要优点在于节省资金、经济实用、二次废物量少、不产生交叉污染和操作范围广等。但在实际应用中,可剥离膜的强度不够高,因此对面积较大的设施表面进行去污处理较为困难。此外,如何处置剥离后的膜体材料,特别是含有有害物质的膜体材料,仍为需要解决的问题,而最好的处理方式是使膜自身与所粘附的污染物一同降解,不可否认,微生物降解也是未来可剥离去污膜研究发展的一个方向。目前,该技术已成功地应用于污泥池、船舱中矿物油、醇、酚等。但是,现在微生物降解和应用技术研究等均处于研究起步阶段,亟待进行深入的研究。

3 可剥离去污涂料的发展

国内外研究涂料型的可剥离性保护膜包括热熔型和溶剂型两大类。热熔型一般是以乙基纤维素等为成膜材料;溶剂型一般采用过氯乙烯树脂、低分子量聚苯乙烯、聚丙烯酸树脂、尼龙共聚物等为成膜剂,溶于有机溶剂中,并添加其它辅助材料配制而成,经涂覆或喷涂后成膜,再进行揭剥。而目前可剥离去污涂料的成膜基体主要采用各类橡胶、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、过氯乙烯(CPVC)等,并在制备时溶于有机溶剂中,同时添加其它辅助材料配制而成,多为室温浸涂,使用方便。因此,这种保护膜使用广泛,例如电镀行业用的可剥性保护涂料,核工业用的可剥性防放射性去污保护涂料等。而随着核技术的应用和发展,有关退役核设施的处理逐渐受到相关国家的高度重视,为避免残留在退役核设施表面的放射性同位素对环境和相关工作人员产生不利影响或是人身损害,许多国家已着手研究采用更为简便、安全的方法来去除残留在核设施表面的放射性污染物。早在前苏联,就已经开始针对比较容易接近或表面并不复杂的核设施采用可剥离性涂料,其中,主要为多层聚乙烯或聚乙烯树脂涂料。

在美国,聚氨酯和环氧类酯已被应用作为去污涂料,并广泛应用在家居、建筑、环保及核技术领域。在我国的核技术领域中,可剥离去污涂料的去污技术发展于上世纪80年代,属于一种新型去污技术,其主要是基于在对核设施处理过程中,出于对工作人员人身安全,延长核设施的使用期限和经济角度考虑而进行的研究。目前,利用电化学方法也可以达到很好的去污效果,并得到应用。

4 结 语

在目前的诸多生产生活领域特别是在核技术应用上,使用可剥离型膜去污技术是处理核泄露事故、处理退役核设施所含有的核污染物有效的技术手段之一。另外在医学领域,特别是一些特殊的医学检验(如放射治疗等开放型核素应用)时之后,倘若不及时处理,也会导致严重的后果。但是,尽管每种去污剂类型去和污方式都具有其自身的优良特点,不可否认也存在自身的不足之处, 例如溶剂型去污涂料在研制中使用了大量有毒溶剂,它不仅严重污染环境同时还易于引起火灾;热熔型涂料则是在使用中对相关设备的尺寸大小上受限制,同时其成本也很高;而对于新型的双组分乳液型可剥涂料在成膜后的膜体力学性能较差,不易实现大面积揭剥,因此在实际应用中,还需要从经济角度、操作简便和揭剥的难易性等实用性实效性角度考虑,总之,就目前在该领域的研究现状来看还存在着几个主要问题亟待解决,这些问题主要包括:

(1)在一些领域所使用的去污涂料的成膜时间过长,这在去除相关设施污染物或其他去污操作中实际应用中,降低了使用效率。

(2)涂料加工配制工艺过程较复杂,但成膜后膜体相关力学性能较差,在涂布成膜后不易剥离或不容易大面积揭剥,造成膜体回收困难。

(3)可剥离去污涂料在成膜后膜体对于密度较大的残留污染物一次性的去污效果不佳,只能对附在设备表面的零散残留污染物起到去污的效果,因此很难进行大规模工程去污操作。

由此,笔者认为应该进一步对相关工艺进行改进,研制无毒无害的环境友好型溶剂并进一步缩短成膜时间,提高使用效率和膜体的力学性能性能及耐老化性,改善去污效果并在此基础上融入环境保护因素,以避免膜体在去污处理后产生二次污染。应将合成工艺与新兴的生物技术、纳米技术相结合,使所研制出的去污涂料更符合经济、环保、安全的原则,这也将会是新世纪涂料的研究发展方向,具有极高的现实意义。

摘要：随着各国工业化生产步伐的加快,工业用保护性涂料已得到广泛应用。由于高分子材料科学的发展,各种具有优良性能的可剥离去污性涂料将会相继出现并将广泛应用于电子、汽车、机械、建筑、医疗等领域。介绍了国内外在可剥离去污涂料领域的研究和生产应用现状,对去污机理、可剥离去污涂料的分类进行了阐述,并对目前研究及应用中所存在的问题以及解决办法予以阐述。

可剥离涂料 第3篇

关键词：可剥离,涂料,膜

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[1]。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[2,3]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UV-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2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TiO2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713MPa.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TiO2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TiO2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。

参考文献

[1]王天运,雷志梁,王振中.工程去污技术在核应急救援行动中的应用[M].中国人民防空人防科技专辑,2000,7-8.

[2]Blankingship C W,Carter G J,et al.Removal Action Reportfor the 233-S Plu2 tonium Concentration Facility.DOE/RL-97-08,1997

[3]Hermetz R E.Use of Urethane Foam inthe Decontaminationand Decommissioning of Nuclear Facilities.DE82019978/HDM,1983.

[4]刘安华.涂料技术导论[M].化学工业出版社,2005,154.

硼砂对铸钢消失模涂料剥离性的影响 第4篇

消失模铸造用涂料应具有良好的工艺及工作性能[3,4]:

(1) 高的强度和刚度, 防止造型时模样变形和被干砂损伤; (2) 高的耐火性能, 防止浇注时铸件表面粘砂; (3) 优异的透气性, 可以快速导出模样气化的产物; (4) 较强的附着力, 防止生产过程中涂层开裂甚至脱落; (5) 良好的涂挂性, 使用时能方便的涂覆一定厚度的涂层; (6) 良好的烧结及剥离性, 即在浇注后形成易于自动剥落的涂料壳, 从而获得表面光洁的铸件。

中国铝业股份有限公司连城分公司采用消失模铸造工艺生产电解铝用阳极钢爪, 消失模铸钢涂料是以石英粉 (纯度>99%) 和锆英粉作为耐火骨料, 添加商品化的添加剂配制而成, 此种涂料具有较好的强度与刚度, 优异的透气性能, 良好的涂挂性能与耐火度, 但浇注后涂料的剥离性不佳, 铸件表面粘附一层未能烧结且酥脆的涂料层, 即粘粉缺陷, 为铸件的后期清理工作中带来困难。

依据烧结剥离型涂料的理论基础, 涂料在浇注温度下必须生产一定数量的低熔物, 低熔物促进耐火骨料烧结并粘着在铸件表面上, 铸件冷却时的收缩率与涂料层的收缩率不同, 从而涂料烧结层从铸件表面自动剥离, 获得表面光洁的铸件。

采用加入硼砂作为烧结助剂来改善消失模铸钢涂料的剥离性。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 耐火骨料

石英粉具有资源丰富、价格低廉等优点, 锆英粉具有耐火度高, 化学稳定性好等优点。本试验采用石英粉纯度为99%, 锆英粉纯度为65%, 200～220目的复合耐火骨料。

1.1.2 添加剂

商品化的添加剂, 硼砂。

1.1.3 载液

采用水作为载液, 具有来源广, 成本低, 对人身体无害等优点。

1.2 试验方法

采用单因素试验, 即在中国铝业股份有限公司连城分公司现有涂料中加入硼砂, 硼砂加入量分别为0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%, 现场实际浇注后分别考察它们的剥离性, 浇注温度为1580℃, 材质为普通碳钢, 试验配比见表1。

注:硼砂含量为耐火骨料和添加剂总质量的百分比。

按表1配比分别称量耐火骨料、添加剂、硼砂的质量, 然后按图1涂料配制工艺进行涂料的制备。先将添加剂和硼砂加入水中高速分散搅拌30～40min, 然后将复合耐火骨料加入水溶液中高速搅拌3h, 再低速搅拌1h后装桶备用。

涂料的涂挂采用浸涂法, 该方法生产效率高, 涂挂均匀。涂挂后的聚苯乙烯模样放入烘房内烘干, 烘房内温度保持在50～60℃, 且保持烘房内通风良好, 以使烘房内湿度不能太大。模样涂挂3遍涂料, 涂料壳层厚度达2～3mm, 装箱造型后进行浇注。

2 试验结果及讨论

2.1 试验结果

铸件浇注后涂料层的剥离效果如图2所示, 可以看出涂料中不加硼砂 (图2a) 的铸件浇注后涂料壳剥离性差, 出现粘粉缺陷, 铸件清理困难。涂料中加入0.5%硼砂 (图2b) , 涂料的剥离性有所改善, 粘粉缺陷减少, 但是在铸件的肩部及横梁的侧面还有粘粉现象。涂料中加入1.0%硼砂 (图2c) , 涂料的剥离效果与加入0.5%硼砂相比没有明显区别, 在铸件的肩部及横梁的侧面同样出现粘粉现象。涂料中加入1.5%硼砂 (图2d) , 涂料的剥离性有较明显的改善, 铸件的肩部粘粉缺陷基本消除, 但是横梁的侧面还有粘粉现象。涂料中加入2.0%硼砂 (图2e) , 涂料壳的剥离效果良好, 涂料壳大片从铸件表面剥离, 铸件表面质量高, 只有在铸件的热结部位, 冒口颈缩部分与冒口下方的横梁侧面的涂料壳不能自动剥离, 但是涂料壳已经烧结, 用锤子轻轻敲打即可从铸件表面剥离下来。涂料中加入2.5%硼砂 (图2f) , 涂料壳大部分从铸件表面自动剥离, 但是在铸件的颈缩部位及腿部出现了过烧现象, 即涂料烧熔, 粘附在铸件表面。

因此硼砂加入量为2.0%时符合试验要求, 硼砂的加入明显改善涂料的烧结性及剥离性, 提高了铸件表面质量, 降低了铸件的清理难度。

2.2 讨论

石英粉与锆英粉的复合骨料耐火度高, 浇注时涂层中有较多的空隙, 从而使钢水渗透到涂料浅表层中, 导致了铸件的粘粉, 涂层剥离性差;而硼酸是一种低熔点的物质, 在其加入一定量到涂料后, 会均匀分布在整个耐火骨料之间, 由于其熔点低 (熔点约为500℃) , 浇注时涂层中硼砂会首先熔融, 形成的液态玻璃相, 会像粘结剂一样将周围的骨料粉料粘接起来, 这些玻璃相将钢水阻挡, 防止钢水对涂料的渗透。这样既不会降低骨料本身的耐火度又使整个骨料粉料颗粒粘结起来, 保证了涂料有较好的耐火度又有较低的烧结温度。

3 结论

1) 影响涂料剥离性主要因素是涂料的耐火骨料, 石英粉与锆英粉涂料的耐火度高, 涂料的剥离性较差。

2) 硼砂的加入量为2.0%时明显改善涂料的烧结性及剥离性, 涂料壳大片从铸件表面自动剥离下来, 降低铸件的清理工作, 提高了生产效率。

摘要：采用单因素试验方法研究硼砂对铸钢消失模涂料剥离性的影响, 研究表明, 随着硼砂加入量的增加, 涂料的烧结性得到了明显改善, 铸件的粘粉缺陷减少, 涂料壳的剥离性提高。当硼砂加入量为2%时显著促进了涂料的烧结性, 明显改善了浇注后涂料的剥离效果, 铸件表面质量大大提高, 降低了铸件的后期清理工作, 提高了生产效率。

关键词：消失模涂料,硼砂,剥离性

参考文献

[1]黄天佑.消失模铸造技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]董秀琦, 朱丽娟.消失模铸造实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[3]梁贺, 李增民.消失模涂料概述[J].河北工业科技, 2007 (11) :374-382.