水性氟碳涂料的研究及應(yīng)用(修改)

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1、水性氟碳涂料的研究與應(yīng)用自1938年含氟聚合物問世以來，由于其分子結(jié)構(gòu)中已知最強的F-C化學鍵，使它表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能。以含氟聚合物樹脂為基礎(chǔ)的氟碳涂料也因此而具有許多特殊優(yōu)異的性能。主要表現(xiàn)在，它具備了比目前市場上流行的聚氨酯、有機硅、丙烯酸樹脂涂料等更優(yōu)異的附著力、耐溶劑性、硬度、耐化學藥品性等性能，其戶外使用壽命更可長達20年，遠遠超過一般涂料。因此氟碳涂料經(jīng)過近40年的發(fā)展，在國防、建筑、橋梁、石油化工等眾多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。氟碳涂料的發(fā)展經(jīng)歷了溶劑熱熔性、溶劑交聯(lián)型、水分散型三個發(fā)展階段。溶劑熱熔性以PVDF樹脂為代表，由于需高溫烘烤主要應(yīng)

2、用與各種預涂金屬建材；溶劑交聯(lián)型以FEVE氟烯烴-乙烯基多元共聚樹脂為代表，由于可常溫固化，因此可廣泛應(yīng)用于各種材質(zhì)和各種領(lǐng)域。隨著科技的進步，人們對于環(huán)保要求的增加，開發(fā)水性氟碳涂料成為氟碳涂料發(fā)展的趨勢和方向。一、水性氟碳涂料研究與開發(fā)的重點在溶劑型氟碳涂料的基礎(chǔ)上開發(fā)水性氟碳涂料，應(yīng)當開發(fā)出比它性能更為優(yōu)越的產(chǎn)品。1．保持油性氟碳涂料的優(yōu)點采用水性氟碳涂料，必須保持原有油性氟碳涂料的主要優(yōu)點。常規(guī)的溶劑型氟碳涂料，其區(qū)別于普通涂料的根本性的性能體現(xiàn)在其優(yōu)異的室外耐候性能。做為溶劑型雙組分氟碳涂料的下一代產(chǎn)品或部分替代產(chǎn)品，其耐候性能應(yīng)當與溶劑型氟碳

3、涂料相當或更好。2．克服油性氟碳涂料的缺點目前，溶劑型常溫固化氟碳涂料在應(yīng)用中還具有不少缺點：1）、雙組分涂料在施工存在各種限制；2）、在外墻應(yīng)用時對施工條件和配套材料要求高，涂層剛性，不具備好的彈性，性能不穩(wěn)定，易出現(xiàn)開裂、脫皮現(xiàn)象；3）、易被污染，長期裝飾性一般；4）、溶劑型涂料含有大量的有機揮發(fā)物（VOC），對環(huán)境污染極為嚴重，同時也浪費資源、浪費能源。因此，開發(fā)出的水性氟碳涂料應(yīng)該能夠克服以上困難。3．滿足目前外墻外保溫體系的抗裂裝飾要求目前外墻外保溫體系普遍采用的幾種方式中，都要求在外表面抹灰和涂裝裝飾性的涂料，并要求有抗裂和裝飾要求。一般水性

4、氟碳涂料本身不具備抗裂要求，但可以通過抗堿封閉底漆－彈性中涂－水性氟碳面漆的涂層系統(tǒng)的方式解決，以同時達到抗裂和裝飾的要求。4．適合于大面積的推廣應(yīng)用由于氟碳涂料實現(xiàn)了水性化，其施工難度大大降低，施工方法和施工工藝與普通乳膠漆一樣，非常適合于大面積的推廣應(yīng)用。目前我公司已有這樣的實例。二、水性氟碳涂料的研究1．水性氟樹脂的選擇氟樹脂是氟碳涂料性能的核心，氟樹脂的性能決定了氟碳涂料的基本性能。因此，開發(fā)水性氟碳涂料的核心在于水性氟乳液的選擇和比較。我們在開發(fā)中，對于不同水性氟乳液在含氟量、耐候性、耐水性、穩(wěn)定性方面等進行了試驗比較。其中試驗的基本配方如下：

5、表1四種水性涂料的基本配方原料比例氟乳液40白漿48溶劑5.5助劑6.51）比較含氟量表2：各氟乳液含氟量測試結(jié)果產(chǎn)地含氟量（%）1#國內(nèi)公司（1）10.12#臺灣公司4.83#加拿大某公司15.84#日本大金公司40.45#國內(nèi)公司（2）<1注：含氟量測試委托由上?；瘜W有機所測試不同氟乳液含氟量測試具體結(jié)果可見表2。從表中可知，各含氟乳液含氟量差異極大，由于生產(chǎn)廠家出于自身技術(shù)保密角度都不愿透露聚合物分子結(jié)構(gòu)及合成路線，因此無法從分子結(jié)構(gòu)角度來判斷乳液的各項性能，但從氟碳材料之所以具有優(yōu)異性能的原理分析可知，一般乳液的含氟量越高，涂層的耐候性及其特各項

6、性能越突出，為了證實上述樹脂的特性，本文特進行了其它實驗進行對比分析（由于5#氟乳液含氟量太低，僅對比研究前面四種氟乳液）。表3：各乳液涂料及涂膜性能測試檢測內(nèi)容檢測標準1#2#3#4#耐溶劑性二甲苯251625>100乙醇<70<50<80>150分解溫度TG/TDA177.5160.5210.6251.4耐污染性油性口紅有有明顯幾乎沒有記號筆赤有有明顯幾乎沒有青有有不可除幾乎沒有黑有有不可除沒有耐藥品性10％H2SO4室溫*5天無變化無變化部分起泡無變化10％NaOH室溫*5天破裂破裂起泡微黃變耐水性耐溫水50℃*5天目測層間剝離層間剝離起泡無變化耐

7、水性能起泡破裂起泡無變化濕附著力50℃×5天附著力脫落脫落剝落良好耐候性（失光率）QUV2000h303076>902）比較耐候性QUV2000h，氟涂料1#、氟涂料2#制備的樣板涂膜已遭到較嚴重破壞，而氟涂料3#的樣板涂膜顏色有變化及光澤損失已明顯，只有采用日本SE-350氟乳液制作的FC-W350樣板仍表現(xiàn)完美的狀態(tài)。3）比較耐水性從溫水種取出烘干的樣板目測效果可知，1#、2#涂料漆膜出現(xiàn)起泡，而3#、4#氟涂料漆膜則表面基本上沒有變化，但對它們用劃格法作附著力測試發(fā)現(xiàn)3#剝落，而4#漆膜則沒有任何問題。4）比較穩(wěn)定性首先，從氟乳液的分解溫度來看，4

8、＃最為穩(wěn)定，到251度才分解。從乙醇擦洗測試試驗來看，1#、2#、3#氟涂膜性能