环氧改性氟碳重防腐涂料的研制Word文档格式.docx

1、（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12-5。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

2、、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048051;固化剂:DesmoderN-3390HDI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

3、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-IIR-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

4、内,搅拌均匀,用锥形磨研磨至20m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（50mm120（0203）mm,预先除油脱脂处理,涂膜的制备按GB/T172779（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

5、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

6、,氟树脂与E-51的比例定为1211。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40606040（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

7、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2.4.1DMP-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121和11两种

8、情况进行试验,催干剂的量从01%上升至005%（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缩二脲配漆2h时的红外光谱,其中22726cm-1、13709cm-1峰分别为NCO骨架的as（反对称伸缩振动）和s（对称伸缩振动）峰,3404cm-1、32767cm-1可以归属为（NH）伸缩振动峰,15154cm-1为（NH）面内弯曲振动峰,1234cm-1可归属为（CF）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

9、的情况下,固化较平稳的持续7d,透过率随时间的变化呈线形关系;加入003%（质量分数）的催干剂,48h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

10、理冷拼的树脂,环氧树脂和氟碳树脂的质量比在2111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003%（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%。参考文献1陈湘南.含氟树脂粉末涂料的开发动向.化工新型材料,2002,2（2）:3-62JulieKnowles.HighPerformanceFluoropolymercoatings.PolymePaintCo

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