探究彈性建筑涂料拉伸性能的試驗(yàn)影響因素

高錦秀

摘要：本文以提高彈性建筑涂料拉伸性能檢測(cè)結(jié)果的可靠度為目的分別探討了涂膜制備方法、養(yǎng)護(hù)過(guò)程、測(cè)試條件等試驗(yàn)影響因素對(duì)拉伸性能的影響規(guī)律，從而減少試驗(yàn)誤差，獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：彈性建筑涂料；拉伸強(qiáng)度；斷裂伸長(zhǎng)率

中圖分類號(hào)：TU56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2016）05—166—02

前言

眾所周知，建筑物伸縮會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的裂紋。那樣既降低了建筑物質(zhì)量，又不美觀。近年來(lái)，彈性建筑涂料因其極好的拉伸性能可以遮蓋墻體裂縫而走俏涂料市場(chǎng)。因此，彈性就成為人們選用彈性建筑涂料的首要指標(biāo)，成為彈性涂料性能的核心，它是遮蓋墻體裂縫的基礎(chǔ)。

由JG/T172-2014《彈性建筑涂料》可知，彈性建筑涂料的優(yōu)劣由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，經(jīng)過(guò)低溫處理后的斷裂伸長(zhǎng)率決定。在檢測(cè)過(guò)程中，彈性建筑涂料拉伸性能的影響因素有涂膜制備方法、養(yǎng)護(hù)過(guò)程、測(cè)試條件等。因此，為了獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，必須深入探討這些因素對(duì)彈性建筑涂料拉伸性能的影響規(guī)律。

1實(shí)驗(yàn)

1.1材料和儀器

原材料：試驗(yàn)中使用廣東某公司生產(chǎn)的彈性涂料，外墻面涂Ⅰ型。在這種彈性建筑涂料中，水和助劑共占31.8%，樹(shù)脂占24.3%，碳酸鈣占10.0%，其他無(wú)機(jī)填料共計(jì)33.9%。

儀器設(shè)備：①恒溫恒濕室[溫度控制在（23±2）℃，濕度控制在（50±5）%]；②美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司生產(chǎn)CMT4503的微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)；③廣州賽寶儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)GDXA40/150的高低溫試驗(yàn)箱，溫控范圍在-40℃～+150℃。

1.2涂膜制備

與JG/172-2005《彈性建筑涂料》相比，JG/172-2014《彈性建筑涂料》修改了涂膜制備方法。JG/172-2014《彈性建筑涂料》中要求涂膜的制備步驟為：（1）將涂料在容器中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?次倒入鋼制涂膜模具中制膜。第一次制膜用模具A，成膜24 h后取下模具，在制成的涂膜上放置模具B，進(jìn)行第二次制膜；成膜24 h后取下模具B，在制成的涂膜上放置模具C，進(jìn)行第三次制膜。每次制膜不應(yīng)出現(xiàn)氣泡，最終干膜厚度應(yīng)為（1.0±0.2）mm。（2）模具A、模具B、模具c的尺寸應(yīng)符合表1的規(guī)定。

1.3涂膜養(yǎng)護(hù)

將制得的涂膜，在符合GB/T 9278規(guī)定的試驗(yàn)條件下養(yǎng)護(hù)48h，揭膜后反向放入（80±2）℃的干燥箱，試件與干燥箱壁間距不小于50mm，恒溫96h后取出，放置在標(biāo)準(zhǔn)條件下24h，然后測(cè)試其性能。

2拉伸性能檢測(cè)

2.1涂膜裁片

依據(jù)JG/T172-2014外墻面涂Ⅰ型彈性建筑涂料拉伸性能檢測(cè)包括標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率、-10℃下的斷裂伸長(zhǎng)率。檢測(cè)試件為按照GB/T 528中規(guī)定的啞鈴Ⅰ型試樣，如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和-10℃兩種狀態(tài)的拉伸速率不一樣，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為200 mm/min，-10℃為30 mm/min（注意，JG/T172-2014調(diào)整了低溫拉伸速率）。

2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)

在檢測(cè)過(guò)程中，彈性建筑涂料拉伸性能的影響因素有涂膜制備方法、養(yǎng)護(hù)過(guò)程、測(cè)試條件等?，F(xiàn)從JG/T172-2005與JG/T172-2014不同點(diǎn)入手探討這三方面對(duì)彈性涂料拉伸性能的影響規(guī)律。

涂膜制備過(guò)程中涉及涂料的攪拌均勻、底材平整光滑、分三次進(jìn)行制膜和涂膜厚度。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，分三次進(jìn)行制膜經(jīng)常被忽略（JG/T172-2005中即為一次性成膜），認(rèn)為最終涂膜厚度控制在（1.0±0.2）即可。

根據(jù)JG/T172-2014涂膜養(yǎng)護(hù)過(guò)程比較復(fù)雜，重點(diǎn)為涂膜翻面和80V熱處理。還有就是養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)拉伸性能的影響。

在JG/T172-2014和JG/T172-2005中對(duì)拉伸速率均作了嚴(yán)格的要求了。由此可見(jiàn)，拉伸速率對(duì)彈性建筑涂料的拉伸性能影響很大。JG/T172-2014中調(diào)整了低溫拉伸速率，將原來(lái)的50mm/min降低到30 mm/min。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)忘記調(diào)整拉伸速率的疏忽。那么我們就對(duì)低溫-10℃處理后彈性建筑涂料在30 mm/min、50 mm/min和200 mm/min拉伸速率下的拉伸性能進(jìn)行探討。

3結(jié)果與討論

3.1涂膜制備方法對(duì)彈性建筑涂料拉伸性能的影響

涂膜的制備過(guò)程有四個(gè)要點(diǎn)：（1）攪拌：將涂料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，控制力度，避免產(chǎn)生氣泡；（2）底材：平整光滑、無(wú)刮痕；（3）成膜次數(shù)：分三次進(jìn)行成膜；（4）涂膜厚度：干膜厚度在0.8mm～1.2mm都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，其中分三次成膜被視作過(guò)程不影響最終的拉伸性能，這是不對(duì)的。成膜次數(shù)對(duì)彈性建筑涂料拉伸性能的影響見(jiàn)表2。

從表2可以看出，三次成膜的彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度最大，斷裂伸長(zhǎng)率稍小于兩次成膜。這是因?yàn)?，相?duì)兩次成膜和一次成膜，三次成膜時(shí)濕膜厚度薄，涂膜中的缺陷如氣泡等越少，從而拉伸強(qiáng)度性能較好；一次成膜的試樣針孔較多，在測(cè)試過(guò)程中極易從針孔處斷裂。較厚的濕涂膜影響涂膜中助劑的揮發(fā)，殘余的助劑對(duì)涂膜有增塑作用，雖有利于彈性建筑涂料的斷裂伸長(zhǎng)率反而極大地降低了涂膜的拉伸強(qiáng)度。

3.2涂膜養(yǎng)護(hù)過(guò)程對(duì)彈性建筑涂料拉伸性能的影響

3.2.1涂膜翻面

由于涂膜和底材的接觸面不透氣加果不對(duì)涂膜進(jìn)行翻面形成的涂膜就會(huì)“邊干，一邊濕”嚴(yán)重影響涂膜的拉伸性能，因此涂膜養(yǎng)護(hù)被嚴(yán)格控制在至48h后揭膜，反面朝上放入（80±2）℃繼續(xù)養(yǎng)護(hù)。

3.2.2涂膜養(yǎng)護(hù)溫度

涂膜養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)彈性建筑涂料的影響見(jiàn)表3。

從表3可以看出，彈性建筑涂料的拉伸性能并不是隨著養(yǎng)護(hù)溫度的變化呈線性變化。在養(yǎng)護(hù)溫度從60℃→80℃→100℃過(guò)程中，彈性建筑涂料的拉伸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增大，斷裂伸長(zhǎng)率隨著溫度的升高而降低。養(yǎng)護(hù)溫度較低時(shí)，助劑的揮發(fā)速度較慢；熱處理溫度升高后，殘余助劑量迅速減少，對(duì)涂膜的增塑作用明顯減少。但是，當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度達(dá)到120℃時(shí)，彈性建筑涂料的拉伸性能急劇下降，這是因?yàn)楦邷仄茐牧藦椥酝苛现械挠行С煞帧?/p>

3.2.3涂膜養(yǎng)護(hù)時(shí)間

為了考察養(yǎng)護(hù)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)彈性涂料拉伸性能的影響，分別檢測(cè)不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間的涂膜的拉伸性能。三組彈性建筑涂料涂膜按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)步驟進(jìn)行，將其中兩組分別在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下繼續(xù)放置7d、14d。

從表4可以看出養(yǎng)護(hù)時(shí)間從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)步驟延長(zhǎng)至7d、14d時(shí)與他人所作出的斷裂伸長(zhǎng)率（-10℃）變化較大相比，這次涂膜的拉伸性能基本穩(wěn)定。這是因?yàn)楦鶕?jù)JG/T172-2014新標(biāo)準(zhǔn)，涂膜養(yǎng)護(hù)增加了（80±2）℃烘箱中恒溫96h這一熱處理過(guò)程，從而提高了助劑的揮發(fā)速度，其交聯(lián)結(jié)構(gòu)已基本穩(wěn)定。隨后在延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)彈性建筑涂料拉伸性能的影響不大。

3.3拉伸速率對(duì)彈性建筑涂料拉伸性能的影響

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，拉伸速率不是影響彈性建筑涂料標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)拉伸性能的關(guān)鍵因素。那么對(duì)低溫處理后的彈性建筑涂料的拉伸性能是否有影響呢？設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)得彈性建筑涂料在30mm/min、50 mm/min和200 mm/min拉伸速率下的斷裂伸長(zhǎng)率（-10℃）分別為76%、68%、52%。由此看來(lái)，拉伸速率對(duì)低溫處理后的彈性建筑涂料的拉伸性能有較大影響。究其原因，經(jīng)過(guò)低溫處理后的彈性建筑涂料變得更脆了，較高的拉伸速率加快了其斷裂的進(jìn)程，從而大大降低了斷裂伸長(zhǎng)率。

4結(jié)論

JG/T172-2014《彈性建筑涂料》中規(guī)定的涂膜制備方法、養(yǎng)護(hù)過(guò)程、測(cè)試條件與JG/T172-2014有較大變化，這些變化都是使彈性建筑涂料的拉伸性能更加穩(wěn)定。綜上所述，涂膜制備方法、養(yǎng)護(hù)過(guò)程、測(cè)試條件對(duì)彈性涂料拉伸性能的影響均很大。因此，在檢測(cè)時(shí)必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格控制好這些條件，以增加檢測(cè)結(jié)果的可信度。