环氧改性氟碳重防腐涂料的研制Word文档格式.docx
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（耐冷热交变、耐干湿交替）和装饰性。
比较有代表性
的氟树脂品种见表1[2-5]。
氟碳涂料优异的物理化学性能使之在防粘、脱
模、建筑[6]、彩钢、重防腐[7,8]、印刷电路[9,10]以及航
天航空[11,12]等领域的应用日益扩大。
但是,各类含
氟聚合物又往往具有自身的缺点,如聚四氟乙烯
（PTFE）和聚偏二氟烯（PVDF）需要高温熔融固化,
氟乙烯-乙烯基醚（FEVE）和多氟聚醚（PFPE）虽然
实现了常温固化,但与其他涂料的配伍性较差,加之
价格较高,限制了氟碳涂料的应用。
为更加充分地发
挥和体现氟碳涂料的性能,在不断开发新品种[13]的
同时,许多研究着眼于对氟树脂的改性[14-19]。
环氧树脂具有优良的物理机械性能,其涂膜对金
属（钢、铝等）、陶瓷、玻璃、混凝土和木材等极性底材
均具有优良的附着力,耐化学药品性能和电绝缘性能优良,品种多样,价廉易得[20]。
本文利用环氧树脂对室温固化或者含羟氟树脂进行改性,得到了综合性能优良、价位适中的涂料,拓展了氟碳涂料在重防腐、建筑和电绝缘等领域的应用。
1 实验部分
1.1 原材料及规格
氟碳树脂:
日本旭硝子公司Lumiflon,常熟中昊
含羟氟碳树脂,大连振邦公司ZB2000,性能列于表
2;
环氧树脂:
E-51,环氧值0·
48~0·
51;
固化剂:
Desmoder
N-3390
HDI三聚体,N-75
缩二脲（拜尔公司）;
助剂:
二月桂酸二丁基锡（1%二甲苯溶液）,
BYK-161炭黑润湿分散剂,DMP-30环氧树脂固
化促进剂;
溶剂:
醋酸丁酯,二甲苯,环己酮,丁酮,均为工业
品;
颜料:
二氧化钛R-930（进口）,炭黑（高色素,上
海）。
1.2 分析仪器
分析仪器有傅里叶红外光谱仪、CASSER-II
R
-ISO-2F盐雾机和QUV/SPRAY人工老化机。
1.3 实验与工艺
1.3.1 环氧改性树脂的制备
采用不同的方法制备环氧改性氟碳树脂:
（1）物理冷拼法:
将环氧树脂和氟碳树脂直接按
一定的比例混合备用。
（2）化学改性法:
将氟树脂、E-51和适量的醋酸
丁酯加入三口烧瓶,加热至回流温度,保温,测环氧值
至达到要求,降温出料备用。
1.3.2 改性氟碳涂料的制备
A组分:
将配方量的改性树脂、混合溶剂、二氧化
钛和BYK-161加入混料搪瓷釜内,搅拌均匀,用锥
形磨研磨至20μm以下,加入剩余溶剂和二月桂酸
二丁基锡助剂,搅匀得A组分。
B组分:
HDI三聚体或N-75缩二脲
溶于二甲苯,备用。
1.3.3 样板的制备
样板使用马口铁板[（50
mm×
120
（0·
2~
0·
3）mm],预先除油脱脂处理,涂膜的制备按GB/T
1727—79（93）进行。
1.3.4 漆膜性能的检测
漆膜性能的检测按相应的国标进行。
2 结果与讨论
2.1 氟碳树脂的影响
选用的3种氟碳树脂分别为:
日本旭硝子公司的
Lumiflon（1#）、常熟中昊公司的含羟氟碳树脂（2#）
和大连振邦ZB2000氟碳树脂（3#）。
上述3种氟树脂与N-3390固化剂配漆并进行了性能检测,结果见表3。
从表3可以看出,3种氟碳树脂的物理机械性能良好。
其中2#树脂施工性能优良,溶解性较好,
价格较低,因此选用该树脂。
2.2 环氧树脂的影响
选用2#树脂,通过直接物理冷拼法制备改性树脂R-1,将E-51和2#氟树脂加成制得改性树脂R
-2。
从表4、5可以看出,R-1清漆透明度较差,在
不加DMP-30的情况下,表干时间和实干时间较长,随环氧树脂的含量的提高,表干时间增加。
通过
化学改性法生产的树脂R-2的表干和实干时间都比较合适,与N-75的相容性提高。
通过调整E-51与氟树脂的比例考察了改性产
物的性能,2种树脂中随着氟树脂用量的增加,漆膜
的表干时间缩短,凝胶时间缩短,交联程度提高,但改
性树脂的成本会加大。
通过综合性能和成本的权衡,
氟树脂与E-51的比例定为1∶2~1∶1。
2.3 固化剂的影响
2.3.1 固化剂与不同氟树脂的相容性
将N-3390和N-75与不同的氟树脂进行相容
性试验,结果表明N-3390与多种氟树脂的相容性
都很好,N-75与1#树脂混合后溶液、涂膜透明;
与
2#树脂配伍性较差,溶液和涂膜出现乳光现象;
3#树脂配漆在40∶60~60∶40（质量比）的范围内有乳光出现。
用2#树脂通过物理法得到的改性树脂分别与N
-75、N-3390进行了配漆试验,考察了其物理机械性能,见表6。
由表6可见,改性氟树脂与N-75配制的清漆和漆膜都出现了乳光现象,调整溶剂体系,未能消除乳光,说明其与氟树脂的相容性较差。
用N-3390
时清漆透明,涂膜性能优良,干燥时间较短,确定N-
3390固化剂与物理法得到的改性树脂相容性较好。
2.4 助剂的影响
2.4.1 DMP-30的影响
固化促进剂的结构和用量对固化反应速率影响
甚大,特别是对物理冷拼法得到的改性树脂,当固化
促进剂的空间位阻增大时,不利于固化反应的进行。
促进剂用量增加,反应速率增加。
从表7可以看到,
DMP-30用量为E-51的1%~3%（质量分数）较为合适。
2.4.2 二月桂酸二丁基锡的影响
从表4可以看出改性树脂R-2实干时间较合
适,但表干时间仍然较长,因此必须通过调节催干剂
的用量得到最佳配方。
二月桂酸二丁基锡是聚氨酯体系常用的催干剂,
以R-2为基料,—NCO/—OH物质的量之比选择
1·
2∶1和1∶1两种情况进行试验,催干剂的量从
01%上升至0·
05%（质量分数）,考察催干剂用量
对干燥性能的影响,过量的—NCO与空气中的水分
反应形成脲键。
通过IR光谱对改性氟碳涂料的固
化过程进行了跟踪,图1为R-2与N-75缩二脲配
漆2
h时的红外光谱,其中2
272·
6
cm-1、1
370·
9
cm-1峰分别为—NCO骨架的γas（反对称伸缩振动）
和γs（对称伸缩振动）峰,3
404·
cm-1、3
276·
7
cm-1可以归属为γ（N—H）伸缩振动峰,1
515·
4
cm-1为β（N—H）面内弯曲振动峰,1
234·
cm-1可
归属为γ（C—F）伸缩振动峰[21]。
—NCO键的红外
透过率随时间的变化见图2、3和4。
从图中可以看
到,加入催干剂固化速率显著提高;
在不加催干剂的
情况下,固化较平稳的持续7
d,透过率随时间的变化
呈线形关系;
加入0·
03%（质量分数）的催干剂,48
h
内反应速率较高,之后固化速率有减缓的趋势。
2.4.3 润湿分散剂的影响
虽然选用的氟树脂中含有—COOH、—OH等极
性基团,但其对颜填料特别是炭黑的润湿分散性能仍
然较差。
为此选用BYK-161作为分散助剂,用量
为炭黑质量的50%~100%。
2.5 环氧改性氟碳涂料性能
环氧改性氟碳涂料性能指标如表8所示。
3 结 语
本文通过环氧树脂对FEVE型氟碳树脂进行了
改性,得到的氟碳涂料具有良好的物理机械和防腐性
能,价位适中,用于重防腐领域具有价格、性能的竞争
优势。
（1）化学改性树脂在性能上如干燥性能、耐溶剂
性能方面优于物理冷拼的树脂,环氧树脂和氟碳树脂
的质量比在2∶1~1∶1之间,既能体现氟碳涂料优异
的性能,成本也适中。
（2）固化剂N-3390与用物理法得到的FEVE
型氟树脂的相容性良好。
（3）催干剂使用二月桂酸二丁基锡,用量0·
03%
（质量分数）时表干时间和施工期较合适。
溶剂体系
为二甲苯和醋酸丁酯的混合溶液。
BYK-161分散
剂的用量为炭黑质量的50%~100%,DMP-30的
质量分数为环氧树脂的1%~3%。
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