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涂料耐久性影响因素的分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-11-28  来源:江西省建筑工程学校江西南昌330038  浏览次数:1137
 中国新型涂料网讯:
       在长期的涂料使用实践中,涂料耐久性不足的缺陷愈来愈明显,人们在选用和使用涂料时愈来愈重视其耐久性能,涂料的耐久性不理想已成为影响涂料工业发展的重要因素。涂料耐久性破坏的特征可以分为三类:①起泡、空鼓;②开裂、剥离、脱落;③褪色、变色、发黄。
  1涂层起绉、起泡、空鼓的原因涂料长期使用后,出现起泡、空鼓的现象,是对封闭性涂料而言,呼吸性能好的涂料不会发生这一现象。
  1.1基层含水率当基层受热温度上升时,基层内部水分蒸发,增大了基层内部气体分子数,使气体膨胀压力增大,导致涂层变形,因而,基层含水率是导致涂层起绉、起泡、空鼓的直接原因。
  1.2基层表面强度基层表面强度较小时,涂料与基层粘结力减弱,即使在很小的气体膨胀压力或热胀冷缩应力的作用下,也有可能使涂料与基层在某个局部脱开,基层内部气体受热膨胀,涂层变形、起泡、空鼓。
  1.3太阳辐射与环境温度太阳辐射与环境热辐射一方面使涂料粘滞性下降,剪切强度减小,塑性增强,弹性下降;另一方面使涂料温度和基层水汽温度上升,涂料将受到基层气体膨胀应力和热胀冷缩应力的双ffi作用。此外,当环境温度较低时,假如涂装结构热绝缘系数较小,其内部出现结露,涂料将长期处于高湿状态。在这些方面的综合作用下,涂层极易起绉、起泡、空鼓。
  1.4基层渗析结晶基层有一定的含水率,基层内部有一些化学物质(如Ca(OH)2)在水中有一定的溶解度。当基层温度升适用技术市场高时,一方面基层内部溶于水的化学物质不断增多;另一方面基层内部水分蒸发,溶于同倍水分中的化学物质溶解度达到过饱和而不断析出晶体,这种析出晶体作用促使涂料与基层的粘结面破坏。由于基层的温度上升缓慢且每天在周期性变化,因此,基层渗析结晶作用在缓慢不断地周期重复进行,随着时间的延长,涂层与基层和涂膜之间的粘结面逐渐破坏,致使涂层起绉、起泡、空鼓。
  1.5施工因素影响涂料起绉、起泡、空鼓的施工因素十分复杂,但常见有以下几种情况:基层未充分干燥便进行涂装施工,涂装施工时环境温度不适合涂料固化成膜,涂料层涂饰每层太厚,对旧涂层面未进行有效处理,对基层缝隙和空洞未进行处理,基层与涂料不适应。
  2涂层开裂、剥离、脱落的原因封闭性涂料一旦出现起绉、起泡、空鼓,随着环境温度周期性的变化,涂料将长期受到基层内部水气的周期性膨胀作用和涂料本身的热胀冷缩作用,一方面不断降低涂料的粘结强度,并使涂料发生蠕变,抗拉强度降低;另一方面使涂料不断发生塑性变形,当这种塑性变形的积累值超过涂料的极限延伸率时,涂层便出现开裂。同时,加剧基层渗析结晶作用,并使大气有害物及雨水渗人涂料内部,与涂料和基层发生物理化学作用,加速涂料粘结强度和抗拉强度降低的步伐,当涂料粘结强度和抗拉强度降到不能抵抗涂料的热胀冷缩应力时,涂层出现起起皮、剥离、脱落的现象D影响呼吸性良好的涂层开裂、剥离、脱落的因素具体分析如下,基层表面强度及施工因素在上面已作分析,在此不再讨论。
  2.1太阳辐射与环境温度由于涂料呼吸通道的存在,涂料受太阳光照射时,脚脚应用技术更易吸收辐射热,受环境温度作用时,在太阳光和环境温度作用下,涂料温度变化较快,热胀冷缩作用加强,涂料光氧化反应和热氧化反应更为强烈,涂料高分子降解或交联,使涂料强度、塑性下降,脆性提篼,结构破坏。同时,涂料与基层内部水气蒸发加快,涂料干缩湿胀作用加强,基层化学物质的渗析结晶作用加强,导致涂料的粘结强度和抗拉强度降低和涂料自身的塑性变形加快,从而使涂层开裂、剥离、脱落。
  2.2大气有害物及雨水大气中存在酸性氧化物,这些化学物质溶于涂料与基层内部水汽中则使水汽呈现酸性,然而,大多数建筑涂饰基层呈现碱性,酸与碱之间发生化学反应,一方面生成易溶于水或膨胀性物质,加剧基层渗析结晶作用,或膨胀性生成物直接作用于基层与涂料的粘结面,使粘结面产生点蚀破坏;另一方面,降低了基层的碱度,使基层内部在高碱度环境下稳定存在的物质变为不稳定,发生晶型转变,影响基层表面强度和涂料粘结强度。大气中尚有微生物,有一些菌类进人涂料内部,滋生繁衍,使涂料发霉,其分泌物还能引起高聚物的降解。因这些方面的综合作用下,涂料的粘结强度和抗拉强度随时间延长不断降低,涂层在热胀冷缩和干缩湿胀应力作用下,逐渐开裂、剥离、脱落。
  2.3渗析结晶、结露和冰冻周期性的湿度变化。将使基层的渗析结晶不断进行,基层和涂料的粘结强度受渗析结晶应力作用而不断降低。在低温下,这种周期性的温度变化,将使涂料内部水气周期性结露或结冰。周期性的结露加剧了基层的渗析结晶作用和涂料的干缩湿胀变形,降低涂料粘结强度;周期性的冰胀作用,则产生周期性的冰胀应力,使涂料随时间逐渐破坏。
  对于大多数涂料而言,它们既不是绝对的封闭性涂料,也不是绝对的呼吸性涂料,其耐久性破坏的特征,既有起绉、起泡、空鼓,又有起皮、开裂、剥离、脱落,且往往是先起绉、起泡,再起皮、开裂、最后剥离、脱落。
  3褪色、变色、发黄的原因3.1太阳光幅射太阳光辐射中紫外线光能量最大,颜料吸收紫外线光子能量,发生光化学反应或光氧化反应,改变原来的化学组成与结构,吸收红外线后转变为热能,引发热氧化反应或晶型转变,导致颜料对光的选择性吸收与反射发生变化,使涂料变色,折射率的减小则使涂料褪色、光泽下降。强烈的光氧化反应,还会使涂料粉化。
  3.2大气有害物及雨水大多数着色颜料都要求有一定的耐碱性,事实上,大气有害物溶于水气后形成的酸性水气对着色颜料有一定蚀,特别是当着色颜料的耐酸性能很差时,这种侵蚀¥用强烈,大气尘埃又极易在受侵蚀的着色颜料表面沉积吸附,使涂料光泽下降,并很快褪色发旧。
  3.3自然磨蚀与人为磨蚀对于外墙涂料,它会受到雨水的冲刷和风砂的磨蚀,当涂膜耐磨性较差,涂料易掉色,特别是涂膜受太阳光辐射发生光氧化反应后,由于涂膜与着色颜料之间的粘结减弱,涂料更易掉色。对于地面涂料,人为磨蚀危害更大,涂料受自然和人为磨蚀而掉色的区域,又更易沉积吸附尘埃。
  3.4基层渗析结晶基层渗析结晶一方面降低涂膜与着色颜料之间的粘结,另一方面,由于着色颜料是极微小的晶体颗粒,渗析结晶极易在颜料颗粒表面进行,特别是涂料发生塑性变形后,由于颜料在涂膜中的分散度减小,更为渗析结晶的进行创造了条件,渗析结晶体沉积在颜色表面,降低了着色颜料的折射率,使涂料发暗、光泽下降,当这种渗析结晶严重时,因渗析结晶的进行夹杂着大气尘埃,将导致涂料发黄变色。
  4提高涂料耐久性的途径4.1提高涂料自身抗老化性能添加抑制光氧化反应和热氧化反应的防老化剂,添加抑制霉菌生长和繁殖的防霉剂,选择对光、热、酸、碱作用颜色稳定的颜料。
  4.2设置保护层在涂料表层涂漆或镀金属,一是增强对光热辐射的反射,减少涂料对光热辐射的吸收;二是形成高弹性变形的表面,防止涂料表面开裂。
  秦入伟王异静董哲(中国食品发酵工业研究所北京的研究尚未有中试生产报道3该项目以大米为原料,经接种、发酵制备红曲防腐米,再将红曲防腐米经食品级有机试剂提取、浓缩得到红曲防腐剂。该产品是一种安全、性能优良的天然防腐剂,经济价值高于红曲红色素。
  红曲食品是我国传统的发酵食品,利用红曲含有的糖化酶、蛋白酶可酿造生产红豆腐乳、黄酒等产品。
  目前,国内外只是生产红曲色素及其保健食品,红曲防腐剂的研究尚未有中试生产报道,同时,红曲的防腐作用虽有报道,但其抑制微生物的种类、提取方法和防腐效率国内外研究甚少n列人我国食品添加剂范围并符合卫生标准的防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸等23个品种>年产量约5000多t,除乳链球菌肽属天然防腐剂(年产量4t)外,其余均为化学合成品。迄今为止,世界各国(包括中国)食品添加剂的发展方向是天然、安全、高效,因此经红曲防腐剂的研制成功具有很大的市场潜力,它符合开发天然食品添加剂替代合成添加剂的发展方针。
  技攻关计划专题。经中国食品发酵工业研究所4年研究,已选育出一支防腐效率高、生产速度快的红曲菌种,研制出最佳发酵工艺路线、红曲防腐剂的精制方法,并进行了红曲防腐剂在推广领域的应用试验。
  红曲防腐剂是一种天然食品添加剂,它是将红曲霉接种于米饭经发酵培养而成。产品经北京市卫生防疫站“小鼠急性经口毒试验”证明属无毒级。它能广泛用于肉制品、罐装食品等的防腐保鲜,可降低亚硝酸钠的用量,同时还可应用于使用红曲红色素的场合,此时它兼具防腐功能。经中国科学技术信息研究所科研成果查新表明,尚未发现国内外有与该项目科技特点相同的和专利。
  1红曲防腐剂的生产方法及经济效益分析1.1红曲防腐剂的生产工艺红曲防腐剂主要是以大米为原料,经接种、发酵制备红曲防腐米,再将红曲防腐米经食品级有机试剂提取、浓缩得到红曲防腐剂产品。生产工艺流程如下:接种大米―蒸饭―冷却酵―红曲防腐米4提取一浓缩―干燥*产品4.3在基层表面设置封闭材料层其主要作用是防止基层渗析结晶作用,提高涂料粘结强度,但会使基层呼吸功能下降,存在基层水气膨胀隐患。为消除这一隐患,必须严格控制基层含水率。
  对于呼吸性好的涂料,基层渗析结晶难以避免,消除的办法是选择与基层材料组成相近的涂料。
  4.4制订相应规范目前,一是制订涂料与基层、环境、气候适应性规范,为人们正确选用涂料提供依据;二是制订基层处理规范细则,因为不同的基层具体情况不一样:三是制汀不同涂料的相应施工规范。
 
 
 
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