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涂料耐久性影響因素的分析

放大字體  縮小字體 發布日期:2015-11-28  來源:江西省建筑工程學校江西南昌330038  瀏覽次數:1160
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       在長期的涂料使用實踐中,涂料耐久性不足的缺陷愈來愈明顯,人們在選用和使用涂料時愈來愈重視其耐久性能,涂料的耐久性不理想已成為影響涂料工業發展的重要因素。涂料耐久性破壞的特征可以分為三類:①起泡、空鼓;②開裂、剝離、脫落;③褪色、變色、發黃。
  1涂層起縐、起泡、空鼓的原因涂料長期使用后,出現起泡、空鼓的現象,是對封閉性涂料而言,呼吸性能好的涂料不會發生這一現象。
  1.1基層含水率當基層受熱溫度上升時,基層內部水分蒸發,增大了基層內部氣體分子數,使氣體膨脹壓力增大,導致涂層變形,因而,基層含水率是導致涂層起縐、起泡、空鼓的直接原因。
  1.2基層表面強度基層表面強度較小時,涂料與基層粘結力減弱,即使在很小的氣體膨脹壓力或熱脹冷縮應力的作用下,也有可能使涂料與基層在某個局部脫開,基層內部氣體受熱膨脹,涂層變形、起泡、空鼓。
  1.3太陽輻射與環境溫度太陽輻射與環境熱輻射一方面使涂料粘滯性下降,剪切強度減小,塑性增強,彈性下降;另一方面使涂料溫度和基層水汽溫度上升,涂料將受到基層氣體膨脹應力和熱脹冷縮應力的雙ffi作用。此外,當環境溫度較低時,假如涂裝結構熱絕緣系數較小,其內部出現結露,涂料將長期處于高濕狀態。在這些方面的綜合作用下,涂層極易起縐、起泡、空鼓。
  1.4基層滲析結晶基層有一定的含水率,基層內部有一些化學物質(如Ca(OH)2)在水中有一定的溶解度。當基層溫度升適用技術市場高時,一方面基層內部溶于水的化學物質不斷增多;另一方面基層內部水分蒸發,溶于同倍水分中的化學物質溶解度達到過飽和而不斷析出晶體,這種析出晶體作用促使涂料與基層的粘結面破壞。由于基層的溫度上升緩慢且每天在周期性變化,因此,基層滲析結晶作用在緩慢不斷地周期重復進行,隨著時間的延長,涂層與基層和涂膜之間的粘結面逐漸破壞,致使涂層起縐、起泡、空鼓。
  1.5施工因素影響涂料起縐、起泡、空鼓的施工因素十分復雜,但常見有以下幾種情況:基層未充分干燥便進行涂裝施工,涂裝施工時環境溫度不適合涂料固化成膜,涂料層涂飾每層太厚,對舊涂層面未進行有效處理,對基層縫隙和空洞未進行處理,基層與涂料不適應。
  2涂層開裂、剝離、脫落的原因封閉性涂料一旦出現起縐、起泡、空鼓,隨著環境溫度周期性的變化,涂料將長期受到基層內部水氣的周期性膨脹作用和涂料本身的熱脹冷縮作用,一方面不斷降低涂料的粘結強度,并使涂料發生蠕變,抗拉強度降低;另一方面使涂料不斷發生塑性變形,當這種塑性變形的積累值超過涂料的極限延伸率時,涂層便出現開裂。同時,加劇基層滲析結晶作用,并使大氣有害物及雨水滲人涂料內部,與涂料和基層發生物理化學作用,加速涂料粘結強度和抗拉強度降低的步伐,當涂料粘結強度和抗拉強度降到不能抵抗涂料的熱脹冷縮應力時,涂層出現起起皮、剝離、脫落的現象D影響呼吸性良好的涂層開裂、剝離、脫落的因素具體分析如下,基層表面強度及施工因素在上面已作分析,在此不再討論。
  2.1太陽輻射與環境溫度由于涂料呼吸通道的存在,涂料受太陽光照射時,腳腳應用技術更易吸收輻射熱,受環境溫度作用時,在太陽光和環境溫度作用下,涂料溫度變化較快,熱脹冷縮作用加強,涂料光氧化反應和熱氧化反應更為強烈,涂料高分子降解或交聯,使涂料強度、塑性下降,脆性提篼,結構破壞。同時,涂料與基層內部水氣蒸發加快,涂料干縮濕脹作用加強,基層化學物質的滲析結晶作用加強,導致涂料的粘結強度和抗拉強度降低和涂料自身的塑性變形加快,從而使涂層開裂、剝離、脫落。
  2.2大氣有害物及雨水大氣中存在酸性氧化物,這些化學物質溶于涂料與基層內部水汽中則使水汽呈現酸性,然而,大多數建筑涂飾基層呈現堿性,酸與堿之間發生化學反應,一方面生成易溶于水或膨脹性物質,加劇基層滲析結晶作用,或膨脹性生成物直接作用于基層與涂料的粘結面,使粘結面產生點蝕破壞;另一方面,降低了基層的堿度,使基層內部在高堿度環境下穩定存在的物質變為不穩定,發生晶型轉變,影響基層表面強度和涂料粘結強度。大氣中尚有微生物,有一些菌類進人涂料內部,滋生繁衍,使涂料發霉,其分泌物還能引起高聚物的降解。因這些方面的綜合作用下,涂料的粘結強度和抗拉強度隨時間延長不斷降低,涂層在熱脹冷縮和干縮濕脹應力作用下,逐漸開裂、剝離、脫落。
  2.3滲析結晶、結露和冰凍周期性的濕度變化。將使基層的滲析結晶不斷進行,基層和涂料的粘結強度受滲析結晶應力作用而不斷降低。在低溫下,這種周期性的溫度變化,將使涂料內部水氣周期性結露或結冰。周期性的結露加劇了基層的滲析結晶作用和涂料的干縮濕脹變形,降低涂料粘結強度;周期性的冰脹作用,則產生周期性的冰脹應力,使涂料隨時間逐漸破壞。
  對于大多數涂料而言,它們既不是絕對的封閉性涂料,也不是絕對的呼吸性涂料,其耐久性破壞的特征,既有起縐、起泡、空鼓,又有起皮、開裂、剝離、脫落,且往往是先起縐、起泡,再起皮、開裂、最后剝離、脫落。
  3褪色、變色、發黃的原因3.1太陽光幅射太陽光輻射中紫外線光能量最大,顏料吸收紫外線光子能量,發生光化學反應或光氧化反應,改變原來的化學組成與結構,吸收紅外線后轉變為熱能,引發熱氧化反應或晶型轉變,導致顏料對光的選擇性吸收與反射發生變化,使涂料變色,折射率的減小則使涂料褪色、光澤下降。強烈的光氧化反應,還會使涂料粉化。
  3.2大氣有害物及雨水大多數著色顏料都要求有一定的耐堿性,事實上,大氣有害物溶于水氣后形成的酸性水氣對著色顏料有一定蝕,特別是當著色顏料的耐酸性能很差時,這種侵蝕¥用強烈,大氣塵埃又極易在受侵蝕的著色顏料表面沉積吸附,使涂料光澤下降,并很快褪色發舊。
  3.3自然磨蝕與人為磨蝕對于外墻涂料,它會受到雨水的沖刷和風砂的磨蝕,當涂膜耐磨性較差,涂料易掉色,特別是涂膜受太陽光輻射發生光氧化反應后,由于涂膜與著色顏料之間的粘結減弱,涂料更易掉色。對于地面涂料,人為磨蝕危害更大,涂料受自然和人為磨蝕而掉色的區域,又更易沉積吸附塵埃。
  3.4基層滲析結晶基層滲析結晶一方面降低涂膜與著色顏料之間的粘結,另一方面,由于著色顏料是極微小的晶體顆粒,滲析結晶極易在顏料顆粒表面進行,特別是涂料發生塑性變形后,由于顏料在涂膜中的分散度減小,更為滲析結晶的進行創造了條件,滲析結晶體沉積在顏色表面,降低了著色顏料的折射率,使涂料發暗、光澤下降,當這種滲析結晶嚴重時,因滲析結晶的進行夾雜著大氣塵埃,將導致涂料發黃變色。
  4提高涂料耐久性的途徑4.1提高涂料自身抗老化性能添加抑制光氧化反應和熱氧化反應的防老化劑,添加抑制霉菌生長和繁殖的防霉劑,選擇對光、熱、酸、堿作用顏色穩定的顏料。
  4.2設置保護層在涂料表層涂漆或鍍金屬,一是增強對光熱輻射的反射,減少涂料對光熱輻射的吸收;二是形成高彈性變形的表面,防止涂料表面開裂。
  秦入偉王異靜董哲(中國食品發酵工業研究所北京的研究尚未有中試生產報道3該項目以大米為原料,經接種、發酵制備紅曲防腐米,再將紅曲防腐米經食品級有機試劑提取、濃縮得到紅曲防腐劑。該產品是一種安全、性能優良的天然防腐劑,經濟價值高于紅曲紅色素。
  紅曲食品是我國傳統的發酵食品,利用紅曲含有的糖化酶、蛋白酶可釀造生產紅豆腐乳、黃酒等產品。
  目前,國內外只是生產紅曲色素及其保健食品,紅曲防腐劑的研究尚未有中試生產報道,同時,紅曲的防腐作用雖有報道,但其抑制微生物的種類、提取方法和防腐效率國內外研究甚少n列人我國食品添加劑范圍并符合衛生標準的防腐劑有苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸等23個品種>年產量約5000多t,除乳鏈球菌肽屬天然防腐劑(年產量4t)外,其余均為化學合成品。迄今為止,世界各國(包括中國)食品添加劑的發展方向是天然、安全、高效,因此經紅曲防腐劑的研制成功具有很大的市場潛力,它符合開發天然食品添加劑替代合成添加劑的發展方針。
  技攻關計劃專題。經中國食品發酵工業研究所4年研究,已選育出一支防腐效率高、生產速度快的紅曲菌種,研制出最佳發酵工藝路線、紅曲防腐劑的精制方法,并進行了紅曲防腐劑在推廣領域的應用試驗。
  紅曲防腐劑是一種天然食品添加劑,它是將紅曲霉接種于米飯經發酵培養而成。產品經北京市衛生防疫站“小鼠急性經口毒試驗”證明屬無毒級。它能廣泛用于肉制品、罐裝食品等的防腐保鮮,可降低亞硝酸鈉的用量,同時還可應用于使用紅曲紅色素的場合,此時它兼具防腐功能。經中國科學技術信息研究所科研成果查新表明,尚未發現國內外有與該項目科技特點相同的和專利。
  1紅曲防腐劑的生產方法及經濟效益分析1.1紅曲防腐劑的生產工藝紅曲防腐劑主要是以大米為原料,經接種、發酵制備紅曲防腐米,再將紅曲防腐米經食品級有機試劑提取、濃縮得到紅曲防腐劑產品。生產工藝流程如下:接種大米―蒸飯―冷卻酵―紅曲防腐米4提取一濃縮―干燥*產品4.3在基層表面設置封閉材料層其主要作用是防止基層滲析結晶作用,提高涂料粘結強度,但會使基層呼吸功能下降,存在基層水氣膨脹隱患。為消除這一隱患,必須嚴格控制基層含水率。
  對于呼吸性好的涂料,基層滲析結晶難以避免,消除的辦法是選擇與基層材料組成相近的涂料。
  4.4制訂相應規范目前,一是制訂涂料與基層、環境、氣候適應性規范,為人們正確選用涂料提供依據;二是制訂基層處理規范細則,因為不同的基層具體情況不一樣:三是制汀不同涂料的相應施工規范。
 
 
 
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