在修订YS/T728.2008时,我们将从原理上,对铝阳极电泳涂料进行分级,有高到低分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,以使铝型材厂家能够在购买涂料时,就知道自己所付出的价格购买的是哪一级涂料。
分级图表如下所示,笔者从原理上对此图表进行解释:
1、耐候性:耐候性的好坏将直接判断涂料工艺配方的优劣。
①按照我们一般的常识,在丙烯酸单体合成时,分子量越大越均匀,终形成的漆膜的各项性能就越好。这主要是由于分子间的化学键能不同,化学键能是指1.01×105Pa和25℃下,将1mol理想气体分子AB拆开为中性气体原子A和B所需要的能量,键能越大化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。我们看一下下面几个化学键的键能:
我们知道单纯的丙烯酸单体化学分子成为,在与其他丙烯酸单体如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等聚合后,聚合长链中的化学键无外乎C=C,C-C,C=O,C-H,在接入胺基后,水溶电泳反应时有胺的电沉积反应。但是,脱胺也只是脱离一小部分,大部分的胺是要参加固化时的交链反应的,因此在漆膜中是存在C-N或N-N键的,这种键越多,在紫外光的轰击下,断链就会越快。涂膜粉化失光就越严重,涂膜的耐候性就会越差。因此涂膜的耐候性是检验电泳涂料配方先进与否的简单直接的办法(当然,分子量太高时会导致涂料乳化功能不强,泳透力降低)。
② 那么,我们如果直接检测涂料的分子量是否更快捷呢,也不一定。下面,我们来看一下高分子化合物分子量的检测方法。
我们知道,高聚物分子量大(103~107),但具有分散性(不均一性)分布宽窄由合成反应机理决定,分子量是一个统计平均值,因此,我们常用四种统计方法计算其平均分子量。
A:数均分子量:(数量为统计权重)
B:重均分子量: (重量W为统计权重)
C:粘均分子量:(稀溶液粘度法)
α—指Mark-Huink方程式中的α,描述粘度与分子量的关系式中[η]=kM2
D:Z均分子量: (Z值为统计权重)(Z≡MiWi)
我们往往用重均分子量来表示电泳涂料的分子量,测量的方法列表如下:
以上方法中各有其针对性,能适用于分子量在103~107的检测方法,当首推凝胶渗透色谱法。
我们首先要知道电泳涂料的分子量为分散性的,所以分子量大小的排序应该是
凝胶渗透色谱法(GPC法)因要用已知的M的试样先作出普通矫正曲线,所以为相对法,其原理是将电泳涂料配成稀溶液,引入到装有多孔性填料的色谱柱中,用溶解聚合物的溶剂淋洗,按照高分子在溶液中尺寸大小不同,由大到小依次被淋洗出来,通过对淋洗液浓度、体积检测和数据处理,可以得出分子量的分布和各种平均分子量。色谱柱中的多孔性填料的空洞大小有一个分布,高分子可能通过色谱柱中的总体积为
( 为凝胶粒间体积, 为凝胶中孔洞体积)
对于尺寸大于某一数值的高分子,可通过的体积只有 ,淋洗出来,而对于尺寸小于某一定值的高分子,可通过的体积为,被淋洗出来。尺寸居于中间的,依高分子尺寸不同,可通过色谱柱中体积大小不同,用 表示( 为分配系数),尺寸越大,越小,先被淋洗出来;尺寸越小, 越大后被淋洗出来,高分子按照尺寸由大到小依次被淋洗出来达到分级目的。