漆膜性能

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1、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，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。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1、模量与温度的关系当T＜Tg为玻璃态T＜Tb为硬“玻璃态”呈脆性，漆膜使用最低温度应高于Tb；Tg＞T＞Tb为软“玻璃态”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，形变不能完全回复当T≥Tg为高弹态，外力去除，形变基本完全回复T＞Tf为粘流态环境（使用）温度最好处在漆膜的高弹态，特别是Tg转变区附近。理想弹性体

2、，受外力作用，平衡形变瞬时达到，与时间无关，为普弹形变；理想粘性体，受外力作用，形变随时间而变化；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；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。作为涂料成膜物材料最好为交联高聚物（或热固性聚合物）。二、粘弹性与力学松弛1、应力-应变曲线与聚合物的强度（1）硬而脆模量高，拉伸强度大，没有屈服点，断裂伸长率＜10%，在屈服点前断裂，为脆性断裂。一般要增韧。（2）硬而强模量高，拉伸强度大，断裂伸长率＜20%，屈服点

3、后断裂，为韧性断裂。（3）强而韧模量高，拉伸强度大，断裂伸长率较大，拉伸过程中会产生细颈。（4）软而韧为高弹性体，模量低，屈服点低或没有明显的屈服点，伸长率很大（20-1000%），断裂强度高。三、漆膜强度对于卷钢漆、罐头漆等，在加工时既有拉伸力，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。选择成膜物时，既要看其Tg，还要看Tb，即看展性q的大小：q=（Tg-Tb）/Tgq值大，展性大；q值小，为脆性。上述涂料的成膜物一般为交联聚合物。2、漆膜的展性3、漆膜

4、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Tg转变区附近。木器漆的漆膜Tg应低于室温。耐磨性与断裂功（应力-应变曲线所包围的面积）有密切关系。聚氨酯涂料的耐磨性最好。5、漆膜的抗冲击内耗越大，吸收冲击能量越大。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。4、漆膜的耐磨性（1）高聚物分子本身结构的影响极性或氢键的影响增加高分子极性基团或氢键的密度，可使其强度提高。但极性基团或氢键的密度也不能太高，否则材料硬而脆。主链刚性↑,模量↑,拉伸强度

5、↑,弯曲强度↑,冲击强度↓。6、影响聚合物材料强度的因素主链和侧基含有芳杂环强度↑，模量↑。链的规整性↑，拉伸强度↑，冲击强度↓。分子链支化↑，拉伸强度↓，但冲击强度↑。因分子间距增加，作用力↓。适度交联因形成网状结构，拉伸强度↑，冲击强度↑。分子量M＜MCM↑，拉伸强度↑，冲击强度↑；M＞MCM↑，拉伸强度变化不大，冲击强度↑↑。（应力集中：由于缺陷存在，使材料内部应力分布不均，缺陷周围应力急剧增加，远大于其平均应力的现象。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）造成应力集中，成为材料破坏

6、的薄弱环节，严重降低了材料的强度。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（1）外力作用速度↑，强度↑，模量↓。拉伸速度与链段τ相适应，有屈服点，为高弹形变；拉伸速度↑，链段运动跟不上外力作用，材料屈服强度↑；进一步↑拉伸速度，链段运动完全跟不上，屈服强度和断裂强度↑↑，直至发生脆性断裂；反之↓拉伸速度，屈服强度和断裂强度↓。（2）温度↑，冲击强度↑，拉伸强度↓，模量↓；反之亦然。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聚合物凝聚形态与聚合物强度有很大关系。溶剂型涂料中，含有适量的不良

7、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，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。(5)附着力的影响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，漆膜即不易被破坏。（4）形态的影响1、粘附理论漆膜与基材之间可通过机械结合，物理吸附，形成氢键和化学键，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的附着力。（1）机械结合力涂料可渗透到基材或底漆（PVC≥CPVC）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。四、漆膜附着力应包括物理

8、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。（3）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。聚合物上的活性基团可与铝、不锈钢等金属发生化学