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粉末涂料新成员--氟树脂粉末涂料

时间:2013-03-12 12:43 来源: 作者: 点击:

 1 、概述

    氟树脂品种繁多,性能优异,已成为当今世界现代工业中许多关键技术不可或缺的材料。氟树脂主要包括聚四氟乙烯(俗称塑料王,PTFE)、热塑性聚偏二氟乙烯(PVDF)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯-乙烯、聚三氟氯乙烯(PTFCE)及聚氟乙烯(PVF)等品种。

    我国氟是在借鉴国外先进技术的基础上发展起来的,目前已自主开发出 氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物(FEVE) 、聚四氟乙烯( PTFE )、 PVDF 型三种溶剂型

    国内代表性的氟厂是大连振邦,有热塑性氟粉末乙烯—三氟氯乙烯共聚物(ECTFE),烘烤温度260℃×20min,涂层表面光滑,具有优异的耐化学性、耐热性,及物理性能;和热固性氟粉末(PVF3),烘烤固化温度180℃×10-20min,涂层具有优异的耐化学、耐候性和高装饰性,价格也相对便宜,其表面装饰效果要远高于PVDF涂料,树脂氟含量在25%以上。

    氟涂料发展了60多年,经历了热熔型、常温交联固化型、水基型三个发展阶段。目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业,第一种是以美国杜邦公司为代表的热熔型氟涂料特氟龙不粘涂料,主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面;第二种是以美国阿托-菲纳公司生产的PVDF(聚偏氟乙烯树脂)树脂为主要成分建筑氟涂料,具有超强耐候性,主要用于铝幕墙板;第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟碳涂料——氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物(FEVE 氟涂料),这种常温固化型氟碳涂料不需烘烤,可在建筑及野外露天大型物件上现场施工操作,从而大大拓展了氟碳漆可应用的范围,主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等领域。

    杜邦公司的特氟龙(聚四氟乙烯)是最早问世的氟碳粉末涂料,用做不粘、耐高温器具涂层。由于聚四氟乙烯有很高的结晶度,熔点高达327℃,成膜温度很高(≥380℃),熔点越高,烘烤温度亦越高,涂膜耐热性越好,特别适用于不粘锅炊具

乙烯—三氟乙烯共聚物(ECTFE)260—270℃在160—170℃下热老化试验1000小时,性能无变化,耐磨与耐腐蚀也极突出
聚四氟乙烯(PTFE) 380—435℃
四氟乙烯—全氟烷基醚共聚物(PFA) 330—420℃
乙烯—四氟乙烯共聚物(ETFE)     250—350℃
甲氟乙烯—六氟丙烯共聚物(FEP)  320—350℃
聚偏氟乙烯  ECH2—CF2Fn  (PVDF) 260—280℃
乙烯—三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)   260—270℃
聚三氟氯乙烯(PCTFE)250—260℃

    氟材料在耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、耐溶剂、耐磨损、低磨擦系数、电绝缘性方面都优于其它类涂料。

    杜邦公司热固性氟树脂

    热固性氟树脂分子量可比热塑性氟树脂低,使其熔点和烘烤温度大大降低,通过外加交联剂与聚合物链上的羟基官能团交联,制得在180℃烘烤固化的热固性粉末涂料。树脂配方:(质量份)
环已基乙烯基醚  36
异丁基乙烯基醚    36    
4—羟基乙烯基醚   72
四氟乙烯基醚      300

   上例采用一种过氧化物催化剂引发聚合,制得带羟基的含氟共聚物树脂,粉碎,配以IPDI(异佛尔酮二异氢酸酯)的封闭多异氢酸酯作为交联剂,可制成防腐性能优良的热固性氟碳粉末涂料。

   日本旭硝子公司开发熔点为100℃左右、具有反应性功能团的粉末涂料用氟树脂,是氟烯烃乙烯醚为主体的氟树脂,

氟树脂结构


 

    2 、氟树脂粉末涂料

    热固性氟粉末涂料克服了热塑性氟粉末涂料颜料分散性差、需高温烘烤、表面光泽不好等缺点,能在100℃左右溶融,颜料分散较好,带有羟基等可反应基团。

    羟基型氟树脂粉末涂料是用羟基氟树脂/封闭异氰酸酯/颜料/填料和助剂制成的粉末涂料。应用于铝型材、涂锌板涂装,然后应用于高层和超高层建筑物的装饰;另外还可以用于钢构筑物的外装饰、汽车飞机面漆

其反应基理如下:

反应基理


 
其参考配方如下:
羟基氟树脂       85                  封闭异氰酸酯     15
金红石钛白粉     40                  流平剂           1. 5
安息香           0. 4                 其它助剂         适量

    所制成的粉末涂料可用一般静电粉末涂装方法施工,像一般的粉末涂料一样可回收利用,烘烤条件为170---190℃/20—30分,当底材为不锈钢、铝材时用铬酸盐处理;对镀锌底材则选择适当的底漆,不需作前处理

    涂膜平整允许有轻微桔皮,60°光泽大于75%,冲击强度50Kg.cm,铅笔硬度1—2H之间,杯突试验大于7mm,耐盐雾通过2000h,其加速耐候性(日晒气候色牢度仪)试验5000h光泽保持率为92~98%,几乎没有发生老化。其户外耐久性可望达3O年以上,评价采用电子自旋共振仪(测定自由基的量或种类判定)。其物理性能、化学抗性均优。

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