增塑剂用量与涂层性能的美系

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于温度升高所提供的能量不仅使分子振动，也使高分子链段开始运动。链段构象的变化使自由体积膨胀，体积膨胀系数明显增大。ｗ．Ｌ．Ｆ从很多聚合物的实验中得出［“，Ｔｇ时的自由体积分数为一常数，即：‘＝Ｖｃｇ）／Ｖ（ｇ）＝ｏ．０２５（２）低分子量增塑剂的自由体积比高聚物的白由体积大，如果增塑体系的自由体积有加和性，则增塑高聚物的自由体积比纯高聚物的自由体积大。因此，只有使增塑的高聚物冷却到更低的温度，才能使它的自由体积分数达到玻璃化温度时的０．０２５。由此说明了加入增塑剂使聚合物体系ｈ下降的原因。

涂层的成膜物必须具有符合要求的强。很多研究表明【３，４Ｊ，当使用温度处于玻璃化转变区的温度范围时，涂层具有良好的力学性能和其他物理性能。在室温下使用的涂层，应当使增塑体系的Ｔ异在室温附近。增塑体系的Ｔ异与增塑剂用量密切相关。

本文的目的在于从聚合物的ｈ直接估算出使涂层具有最佳力学性能的增塑剂用量，也就是说只要知道了一种成膜聚合物的强，根据简单公式就可很快估算出增塑剂的用量。

２实验部分

２．１原材料及涂膜制备

研究了两种共聚物体系（Ａ）和（Ｂ）。

（Ａ）甲基丙烯酸酯共聚物体系：甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯的共聚物，ＩＣＩ公司产品，两种单体的摩尔比为１２：１１，玻璃化温度Ｔｇ一５０℃，密度Ｄ＝１．１２７ｇ／ｅｒａ３；邻苯二甲酸正辛酯（ＤＯＰ），北京有机化工厂产品；邻苯二甲酸正丁酯（ＤＢＰ），北京求贤化工试剂厂产品。

将上述甲基丙烯酸醋共聚物、增塑剂用甲苯配成质量分数３０％的溶液，充分溶解后制成清漆。将清漆按ＧＢ１７２８—７９规定，涂覆在标准马口铁板上，实干后，测定涂层（室温２５℃下）性能。

（Ｂ）氯乙烯一乙烯异丁基醚共聚物体系：氯乙烯一乙烯异丁基醚共聚物，ＢＡＳＦ公司产品，Ｔｇ一４０℃，密度ｐ＝１．２５∥ｃｍ３；氯化石蜡，ｐ＝１．２ｇ／Ⅲ３；邻苯二甲酸正辛酯（ＤＯＰ），北京有机化工厂产品。

将上述共聚物用甲苯和１２０’溶剂油溶解，制成性能。

２．２涂层性能测定

附着力按ＧＢ／Ｔ１７２０－－７９（８９）（漆膜附着力测定法）（划圈法）测定，测定温度为２５℃。耐冲击性按ＧＢ／Ｔ１７３２—９３＜漆膜耐冲击测定法＞测定，测定温度为２５℃。柔韧性按ＧＢ／Ｔ１７３ｌ—９３‘漆膜柔韧性测定法＞测定，测定温度为２５℃。玻璃化温度采用差示扫描量热法（ＤＳＣ）测定，仪器型号为ＤＳＣ一２Ｃ，升温速度为ｌＯ℃／ｒａｉｎ。

３结果与讨论

３．１增塑剂用量与涂层性能的关系

３．１，１甲基丙烯酸酯共聚枷体系

增塑剂ＤＯＰ和ＤＢＰ分别加到甲基丙烯酸酯共聚物体系中后，其用量与涂层性能的关系见表１和表２。在下面的讨论中，增塑剂用量以其体积分数（如）表示：

成膜物中堂塑剂的体丞一一成膜物中聚合物体积＋成膜物中增塑剂体积裹１ＢＯＰ用■与聚甲基丙撕酸曹潦层性能的关系

裹２ＤＢＰ用■与聚甲基丙爝■膏涂晨性能的关系

—丁———————●≯——一一Ｔ１日ｒ一——　万方数据

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３．１．２氯乙烯一乙烯异丁基醚体系

增塑剂氯化石蜡和ＤＯＰ对氯乙烯一乙烯异丁基醚涂层性能的影响分别见表３和表４。

裹３囊化石螬用■与瓤乙烯一乙烯异丁基醴涂层性能的关系表４ＤＯＰ用■与氯乙爝一乙烯异丁基Ｉ涂层性能的关系

从表３和表４可见，当增塑剂的体积分数约１１％时，涂层表面达到实干，且具有较佳的力学性能。３．２涂层具有晕佳性能的玻璃化温度

测定了两种增塑体系中具有良好的耐冲击性、柔韧性和附着力的成膜物的Ｔｇ，结果如表５所示。

裹ｓ涂层具有最佳性能的强

表５表明。涂层具有最佳力学性能的玻璃化温度区间的中间值与使用温度（本文中测定温度为２５屯）相一致。

玻璃化转变区的涂层具有良好的柔韧性、耐冲击性和附着力是不难理解的。这是因为聚合物处于Ｒ转变区时，链段开始运动，聚合物从玻璃态转变为粘

弹态，使其形成的涂层具有良好的柔韧性。

耐冲击性是在高速冲击下的断裂性。如果聚合物受到冲击时，易于将机械能转变为热能，也就是有较大的内耗。则聚合物涂层将有良好的耐冲击性。只有分子链柔顺的聚合物处于高弹态时，才有较好的耐冲击性。

影响涂层附着力的因素很多，其中成膜聚合物与基材分子间的相互扩散是重要因素之一。处于粘弹态的聚合物有可能与基材间相互扩散，形成较好的分子间的结合，使涂层附着力提高。

３．３增塑剂最佳用量公式及实验验证

根据自由体积理论，增塑体系的总自由体积分数为：

ｆ＝０．０２５＋艮（Ｔ～‰）～＋艮（Ｔ—Ｔ釉）扎（３）下标Ｐ和ｄ分别代表共聚物和增塑剂，夺ｎ２（Ｉ一如）是成膜高聚物的体积分数，艮和艮分别是共聚物和增塑剂的膨胀系数。

当成膜物的使用温度与Ｔｇ一致时（也就是涂层具有最佳性能时），如前所述，ｆ＝０．０２５，则式（３）变为：

艮（Ｔ一瞻）屯＋ｐｄ（Ｔ—Ｔ助）屯＝０（４）假设增塑剂与聚合物有相近的体膨胀系数，则：

Ｂ口≈８ｄ（５）

（４）式则为：

（Ｔ一１ｋ）（１一如）一（嘞一Ｔ）屯（６）

（６）式经简单数学变换，得出：

札一糕（７）若已知隐和啮，则可由（７）式计算出增塑剂的最佳用量。

一般增塑剂的强测定比较困难，可以认为增塑剂的Ｔｇ在１７３Ｋ（一１００％）左右㈣，则得：

扎一址ｔ昂＋１００（８）（８）式中，ｔ是摄氏温度。

本文中的使用温度为２５％，则由（８）式计算出不同Ｔｇ的成膜聚合物所需加入的增塑剂最佳用量。

对不同晦的成膜聚合物，为使其晦下降到

■■工生硼丰摹４囊·５·　万方数据

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增塑剂用量与涂层性能的美系

作者：李秀艳， 郭洪猷， 王平， LI Xiuyan， GUO Hongyou， WANG Ping

作者单位：北京化工大学材料科学与工程学院,

刊名：

涂料工业

英文刊名：PAINT & COATINGS INDUSTRY

年，卷(期)：2001，31(4)

引用次数：0次

1.李秀艳.魏昕.王平.郭洪猷聚丙烯酸树脂涂层的外增塑研究[期刊论文]-涂料工业 1999(2)

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4.Hutchinaon J M Interoretation of Glass Transition Phenomena in the Light of the Strength -

Fragility Concept 1998

5.Wicks Z W Jr Free Volume and the Coatings Formulator 1986(743)

1.期刊论文贺克永如何降低涂料中增塑剂用量的试验研究-现代涂料与涂装2004(6)

介绍了增塑剂的迁移性对涂层性能的影响,讨论了如何降低增塑剂的用量.

2.期刊论文贾丽.夏敏.尹建武.赵红帅高效液相色谱法测定硝基涂料中的增塑剂邻苯二甲酸酯类-分析试验室

2004,23(12)

建立了用高效液相色谱法测定硝基涂料中的邻苯二甲酸酯类化合物的方法.样品待挥发性有机物挥发后,用乙醇提取其中的邻苯二甲酸酯类,直接用HPLC分析,外标法定量.该方法的精密度为2.05%～4.93%,回收率为79.5%～106.0%,检出限为DMP 0.14 ng, DEP 0.22 ng, DBP0.61 ng.

3.期刊论文美国伊士曼公司的中国投资战略-上海涂料2001,39(6)

伊士曼化工公司是国际领先的化学品公司,1979年进入中国市场,相继于1992年、1994年和1996年在上海、北京和广州建立办事处.1998年投资3000万美元组建南京扬子伊士曼化工有限公司,生产Eastotac石油树脂.目前,将在山东淄博市与中石化齐鲁石化公司新建世界规模的羟基衍生物--Texanol酯醇TBIB增塑剂项目,并雄心勃勃地进军中国涂料行业.

4.期刊论文周晓敏.史轶芳.Zhou Xiaomin.Shi Yifang用于JS涂料的内增塑低Tg型VAE乳液的性能研究-中国建筑

防水2008(11)

内增塑低Tg型VAE乳液具有良好的柔韧性、耐酸碱性、耐候性、成膜性、相容性、粘结性及环保性.VAE乳液的T<,g>越低,其柔韧性越好,JS防水涂料配方中所需的增塑剂含量越低,涂膜的延伸率越高.

5.期刊论文张小冬.荆进国.房红斌.Zhang Xiaodong.Jing Jinguo.Fang Hongbin废聚苯乙烯作为涂料基料的研制

-河南化工2001(1)

采用废聚苯乙烯泡沫塑料作原料,经化学接枝改性、增塑,可以制备清漆.介绍了聚苯乙烯清漆的研制工艺及实用配方,讨论了其接枝改性原理及增塑剂对漆膜性能的影响.

6.期刊论文电子水表/二芳基丙烷增塑剂/苯二甲胺/新型高温陶瓷涂料/工业锅炉微机集散控制系统/N-乙基间甲苯

胺技术-企业技术开发2001(10)

7.会议论文周留福.杨和永.宗景仁氯化橡胶涂料研制报告1986

8.会议论文郭晓军.张静.张喃.李小朋氯醚树脂重防腐涂料的研制2007

本研究以氯醚树脂为基料,分别对颜填料与树脂的比例、增塑剂的选择与加入量、消泡剂的选择与加入量、防沉淀剂的加入量等进行了研究讨论,研制出具有良好的附着力、柔韧性、优异的耐盐雾和耐光老化等特性的室外重防腐涂料。

9.期刊论文魏庆莉.刘念.丁彩凤.孙道兴.张书圣用废聚苯乙烯泡沫塑料改性制备水性防水涂料-中国涂料

2005,20(5)

以废PS泡沫塑料为主的改性树脂涂料,具有耐水、硬度好、附着力强等优良的综合性能.通过对涂料的组成和性能进行试验分析,提高了PS回收的利用价值.

本文链接：/Periodical_tlgy200104002.aspx

下载时间：2009年9月13日