初始干燥速度與涂膜硬度有關(guān)

第二個(gè)實(shí)例給出了干燥時(shí)間與涂膜硬度之間關(guān)系的初步結(jié)果。聚氨酯涂料通常為樹脂(基料)和交聯(lián)劑或固化劑組成的雙組分涂料。產(chǎn)品最終性能取決于這兩種組分的比率。

試驗(yàn)中，將涂料涂在有一層底漆的鋁板上，用DWS 分析干燥過程中成膜情況。實(shí)干后(200 h)，用帕索茲擺桿硬度計(jì)測量涂膜硬度。圖6顯示了不同的樹脂/交聯(lián)劑比例配制的聚氨酯涂料第一小時(shí)內(nèi)的干燥動力學(xué)曲線。

樹脂濃度越高，成膜速度越快。這是情理之中的，因?yàn)闃渲瑸樾纬山宦?lián)網(wǎng)絡(luò)的成分，樹脂越多，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的速度越快。所有樣品都有一定的誘發(fā)期，期間流動系數(shù)無顯著變化。星號表示溶劑揮發(fā)階段結(jié)束、交聯(lián)開始之前的表征時(shí)間T 1。整個(gè)動力學(xué)過程超過 60 min，實(shí)干需要數(shù)天。

實(shí)干后的硬度是涂膜的一個(gè)重要性能。樣品干燥 8 d后，測量帕索茲擺桿硬度。這種方法還可以在規(guī)定的幅度范圍內(nèi)測得擺桿擺動次數(shù)。

因?yàn)檩^柔軟材料的摩擦力較大，所以擺桿幅度下降更快。帕索茲值越大表示樣品硬度越高。表2列出不同的樹脂-交聯(lián)劑比例時(shí)涂膜的帕索茲值。樹脂/交聯(lián)劑的比率減小，帕索茲值增大；很明顯這是因網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)密度越大(網(wǎng)眼越小)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度就越大。圖7顯示了測得的干燥動力學(xué)曲線與上述關(guān)系之間的關(guān)聯(lián)。將表征干燥時(shí)間T 1與帕索茲硬度值作圖。可以看出，DWS測得的初始干燥時(shí)間與8d后測得的帕索茲硬度值之間緊密相關(guān)(呈反比)。即初始干燥速度越快，最終的涂膜越柔軟。

今后，還會用其他雙組分體系(如環(huán)氧涂料)來測試這種關(guān)系。其目的是通過6次測量，獲得校準(zhǔn)曲線。這樣，以后的DWS測量值就能自動與帕索茲硬度值快速實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。有利于提高配方開發(fā)的速度，或用于評價(jià)產(chǎn)品存儲后變化的質(zhì)量控制。

分析干燥時(shí)間的益處總結(jié)

本文闡釋了Formulaction公司“Horus”儀器采用的擴(kuò)散波光譜法(DWS)的原理。DWS可快速提供關(guān)于涂料成膜的寶貴信息。本文給出了一些實(shí)例，說明如何用DWS來評估一種涂料是否適合與其他涂料一起涂裝，或來評估干燥時(shí)間與涂膜硬度之間的關(guān)系。