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一種新型超耐候防腐粉末涂料的研制

2015-12-29 14:20:10 作者：本網整理來源：

本文根據氟碳樹脂的遷移上浮分層原理，用于混法制備了一種新型超耐候防腐粉末涂料，探討了超耐候氟碳“面粉”和環氧“底粉”的不同比例干混所得涂層的表現情況、機械性能、人工加速老化等性能。

1 引言

環氧粉末涂料為上世紀60年代開發的熱固性粉末涂料。其成膜物質環氧樹脂具有優良的物理機械性能，涂膜對底材有較好的附著力，電絕緣性好，且耐化學腐蝕性能優良。現已被廣泛應用于化工、電器、儀表、機械及運輸管道的內外防腐，在防腐涂料中占據主導地位。但是，由于環氧樹脂本身的特性，環氧粉末涂料在實際應用中耐候性較差、涂膜易粉化，不宜用作戶外涂裝，限制了環氧粉末涂料應用。目前在要求耐候的防腐領域，一般采用雙層噴涂的方法，即底層防腐涂層，面層耐候涂層，但是此方法實際生產工序和過程控制都較為復雜，也容易出現層間附著力不好，表面發花等情況。

氟碳樹脂中含有較強鍵能的C-F鍵，極化率低，且氟原子半徑小，因此氟碳粉末（FC-C）涂層具有優異的耐候性、耐腐蝕性、耐化學藥品性、耐玷污性、低表面張力以及疏水、疏油性等特殊表面性能。但純氟碳粉末涂料成本較高，且涂料機械性能和附著力稍差，其應用受到了很大的限制。

本文將氟碳粉末與環氧粉末干混，利用氟碳樹脂的遷移上浮分層原理，制備了既耐候又防腐，且機械性能和附著力較好的氟碳環氧粉末涂料。

2 實驗部分

2.1實驗原理

環氧粉末與氟碳粉末形容性有一定差異，兩者相容性較差時表面易出現缺陷，相容性太好時不利于氟碳粉的上浮，目前氟碳粉末品種較單一，而環氧粉末的可選擇性較大，因而實驗時宜選擇與氟碳粉相容性稍差的環氧粉末。

干混體系起始反應溫度對上浮也有較大影響。起始反應溫度較高時，在反應開始前會有充分時間讓FC-C遷移上浮，FC-C起始反應溫度較高，為170℃，因而實驗中選擇起始反應溫度較高的EP-C即可。本文選擇的是雙氰胺固化劑，雙氰胺在150℃時開始與環氧反應，且此溫度下反應速度很慢，熔融體系有足夠的時間讓FC-C遷移上浮。

黏度也是一個重要的影響因素，實驗中宜選擇黏度較低的環氧粉末。

2.2實驗原料

環氧樹脂（E-12）：中國石化，CYD-014U

氟碳樹脂：旭哨子LUMIFLONLF-701F（也可選用華通瑞馳的SRF-750P）

鈦白粉：杜邦R960

雙氰胺（固化劑）、超細硫酸鋇、流平劑（TROY-486）、超耐候炭黑FW-200、結晶安息香

2.3主要設備

雙螺桿擠出機（SLJ-30A）、高速粉碎機、高壓靜電噴槍、電熱恒溫鼓風干燥箱。

2.4實驗配方體系設計

2.5制粉及涂膜制備

按兩個配方所列分別稱量原材料，各自預混合后分別經雙螺桿擠出機熔融擠出壓制成薄片，設定I區溫度為：85-105℃；II區為：100-120℃。冷卻后用高速粉碎機粉碎，經標準篩過篩，分別制得FC-C和EP-C粉末。所得粉末以不同預定比例干混均勻后用高壓靜電噴槍噴涂樣板，將樣板放入恒溫鼓風干燥箱200℃/20min固化后取出，冷卻至室溫待測。

3 結果與討論

3.1干混體系配比選擇和相應涂膜表面照片

3.2涂膜表面和力學性能

由圖1和表5可知，FC-C上浮明顯，圖1（2#）混有10%的白色FC-C的干混面表面大部分是白色；（4#）30%的FC-C已經能夠遷移上浮成連續粉面，零星的黑點部位用放大鏡也能觀察到表面上罩有一層較薄的白色涂層，只是由于白色涂層稍薄，不足以遮蓋底層的黑色涂層；（5#）40%的FC-C含量的表面已看不到黑色點，說明表層已經是連續的FC-C涂層。本實驗是為凸顯上浮效果而選擇了對比較明顯的黑白色，實際生產中可做簡易調整而做到表面顏色一致。

表5還能看出干混涂層的附著力和抗沖擊強度相比純氟碳涂層有了極大的提升，且與純環氧涂層沒有區別，說明底層是較為連續的EP-C涂層。綜上，可以判定FC-C和EP-C干混體系中，FC-C成功遷移上浮，形成連續的FC-C涂層，而底層則是連續的EP-C涂層。

3.3涂層的加速老化性能