從表2可以看出，隨著苯丙乳液用量的提高，漆膜的斷裂伸長率逐漸提高，拉伸強(qiáng)度逐漸降低，基材附著力也稍有提高。在成膜的過程中，聚氨酯乳液與苯丙乳液中的基團(tuán)相互纏繞，形成牢固的化學(xué)鍵或不穩(wěn)定的氫鍵。隨著水分的揮發(fā)，基團(tuán)纏繞得更緊密，最終形成了高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[7]。這個結(jié)構(gòu)使漆膜具有一定的強(qiáng)度和柔韌性。
表2 兩種乳液配比對涂膜力學(xué)性能的影響
當(dāng)聚氨酯乳液和苯丙乳液的質(zhì)量比是8∶2或7∶3時，漆膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率都比較大，剝離強(qiáng)度適中，漆膜能夠完整地從馬口鐵上剝離。考慮到提高填料量可能會提高漆膜強(qiáng)度，因此選擇聚氨酯乳液與苯丙乳液的質(zhì)量比為7∶3。
2.3 填料的種類及用量對漆膜性能的影響
填料在涂料中的作用除了能夠填充和降低涂料成本外，有些填料能夠明顯提高涂料的機(jī)械性能(如強(qiáng)度)、耐水性、耐溶劑性、耐磨性、遮蓋力、紫外光吸收屏蔽等。本文選擇了3種常用的填料：硅灰石、云母粉和超細(xì)碳酸鈣，考察它們對涂料性能的影響。
2.3.1 填料的種類及用量對漆膜力學(xué)性能的影響
不同用量硅灰石、云母粉和超細(xì)碳酸鈣對漆膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的影響見圖1a和1b。可以看出，隨著填料量的增加，含不同填料的漆膜拉伸強(qiáng)度上升，表明無機(jī)填料對漆膜有明顯的補(bǔ)強(qiáng)效果。但由于乳液比例隨填料量的上升而下降，因此斷裂伸長率會表現(xiàn)出下降的趨勢。此外，對比3種填料，硅灰石的補(bǔ)強(qiáng)效果最好，云母粉次之，超細(xì)碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)效果最差。這可能與3種粉末的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。硅灰石是纖維狀粉體，大長徑比;云母粉呈片層狀微觀結(jié)構(gòu);超細(xì)碳酸鈣則是菱形結(jié)構(gòu)。針狀結(jié)構(gòu)的硅灰石可均勻分布于漆膜中，起支撐作用，外力難以破壞漆膜，因此它表現(xiàn)出最佳的補(bǔ)強(qiáng)效果。片層狀結(jié)構(gòu)的云母粉可彎曲，并富有彈性，不僅表現(xiàn)出良好的補(bǔ)強(qiáng)性，用它作為填料的漆膜斷裂伸長率基本大于其他兩種填料。
圖1 填料的種類及用量對漆膜力學(xué)性能的影響
不同用量云母粉、硅灰石和超細(xì)碳酸鈣對漆膜180°剝離強(qiáng)度的影響見表3。從表3可以看出，隨著填料量的增加，3種漆膜的180°剝離強(qiáng)度都有輕微提高。其中，云母粉效果最明顯。云母粉用量小于8%時，漆膜能成片完整剝離;當(dāng)其用量大于8%，漆膜較難剝離，并在馬口鐵上有輕微殘留。
表3 填料的種類及用量對漆膜180剝離強(qiáng)度的影響
不同用量云母粉、硅灰石和超細(xì)碳酸鈣對漆膜180°剝離強(qiáng)度的影響見表3。從表3可以看出，隨著填料量的增加，3種漆膜的180°剝離強(qiáng)度都有輕微提高。其中，云母粉效果最明顯。云母粉用量小于8%時，漆膜能成片完整剝離;當(dāng)其用量大于8%，漆膜較難剝離，并在馬口鐵上有輕微殘留。
從表4可以看出，加入云母粉的漆膜耐水性和耐鹽水性都比其他兩種漆膜好。當(dāng)云母粉用量大于等于5%，漆膜在水中和3%NaCl溶液中浸泡24h均無明顯變化。這可能因?yàn)樵颇肝⒂^為片層狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的粉體容易在涂料中定向排列，成層狀交錯，水汽不容易穿過[8]。此外，云母粉表面的羥基能夠與水分子形成氫鍵[9]。水分子被吸附在漆膜中，解吸比較困難，因此漆膜的水汽透過率會比較低。
表4 填料的種類及用量對漆膜防腐蝕性能的影響
2.3.3 填料的種類對漆膜抗紫外線性能的影響
保持填料在體系中的用量為5%，改變填料的種類，制備可剝離涂料。測試不同波長的光在漆膜中的穿透情況，結(jié)果如圖2所示。
圖2 含不同填料的漆膜的紫外-可見光透過率
由圖2可以看出，以云母粉為填料的漆膜能夠明顯阻擋紫外光穿過，特別是波長200~300nm的紫外光，其透過率基本在30%以下。其他兩種填料屏蔽紫外線的功能不明顯。云母具有屏蔽紫外線的功能，與云母晶體的偏光效應(yīng)、層間反射和干涉效應(yīng)有關(guān)。不同于顆粒狀、纖維狀的填料在涂料中的排列無序、取向隨意，片層狀的云母具有高度的定向性，因而具有更優(yōu)異的遮光、消光效果。緊密層疊的云母片通過對紫外線的反射減少透入光，一些雜亂的反射光波因相互干涉而消失[10]。