消光剂在氟碳涂料中的应用

1 引 言
氟碳涂料由于其低表面能的特性,对其进行消光处理制备哑光、半光乃至无光涂料层有其特殊的要求。氟碳涂料中加入一定量的消光剂后,其在成膜过程中随着溶剂挥发时形成的上下对流,使消光剂被夹带至涂料的表层。因为涂料在干燥过程中表层粘度较大,所以消光剂就滞留在表层,从而提高了涂料表层的颜料体积浓度,形成了微细粗糙度表面。当入射光到达涂料表面时发生散射,就产生消光的外观。

2 氟碳涂料中消光剂的选择
目前常用的消光剂有二氧化硅、微晶蜡、部分金属皂等,选用消光剂时要注意以下几点:
(1)消光效率与涂料表面状态。消光剂的选择由涂料干膜厚度决定,要将颗粒粒径与涂膜厚度很好地配合,才能在消光效率和表面光滑度之间取得满意的平衡。在孔体积相同的消光剂产品中,粒径较大的消光剂一般消光效率较高,但同时也会致使涂膜表面较为粗糙,应按消光剂的细度值选择一个能与要求的涂膜粗糙度相配合的消光剂品种。另外,消光剂的折光指数应当尽量接近氟树脂的折光指数(1.4~1.6)[2],这样配制的消光氟碳清漆透明无白雾,氟碳色漆颜色也不会受影响。还要考虑氟碳涂层表面的耐磨性与抗划痕性,消光剂的粒度大小和分布情况对涂膜表
面的耐磨性与抗划痕性有较大影响,要特别注意不允许有25μm 以上的大颗粒。
(2)分散性与再分散性。加入消光剂制成的氟碳涂料要求不但出厂时有良好的分散性,而且放置较长时间后,稍加搅动便可将消光剂重新均匀分布在涂料中,不应该产生硬沉淀。
(3)对涂料粘度的影响。消光剂加入氟碳涂料后,不应出现较大的粘度增长。

3 实验部分
3.1 原材料
3.1.1 白色氟碳涂料
ZB-4 -601(建筑系列)、大连振邦氟涂料股份有限公司。基本技术指标:粘度(涂-4杯,23±2℃),60s;细度,15 μm;光泽(60o),85%。

3.1.2 消光剂
选用3种不同厂家生产的消光剂,其技术指标如表1 所示.

3.2 试验方法
分别取200g白色氟碳涂料,依次加入10g SyloidED-30、10g Micloid 386D、10g GASIL 23D,在2 000 r/min 的转速下各分散30min,制成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3 个试样,测定其性能。然后分别用3 个试样制成马口铁样板,制板膜厚为(23 ±3)μm,7天后测定样板的物理化学性能。

3.3 试验数据
试验所得的数据如表2 所示。

由表2 可以看出,加入消光剂后3 种试样的细度变化为:Ⅱ<Ⅲ<Ⅰ;粘度变化为:Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ;3 种消光剂的消光效率为:Ⅲ> Ⅱ> Ⅰ;贮存稳定性由好到差依次为:Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ。从消光效率上看,Ⅲ的消光效率最高,这是因为在孔隙率基本相同的条件下,GASIL 23D 的平均粒径较大。从贮存稳定性上看,Ⅰ和Ⅱ的贮存稳定性明显好于Ⅲ,这是因为Syloid ED-30 和Micloid 386D 的表面经过处理。另外,通过对3种样板进行对比,发现Ⅰ和Ⅱ样板的手感较好,而且抗划痕性较Ⅲ样板好,这也是由于消光剂表面经过处理的缘故。在测试细度时,发现Ⅰ和Ⅲ的细度分布较Ⅱ均匀,这与消光剂的粒径分布有关。通过表2 还可以看出,加入这3种消光剂后对氟碳涂层除了光泽外的其它物理化学性能基本上没有影响。
又对Micloid 386D的加入量进行了进一步实验,得出了消光剂Micloid 386D的加入量与氟碳涂层光泽的关系曲线,如图1 所示。

图1 Micloid386D的加入量与氟碳涂层光泽的关系
由图1 可以看出,随着消光剂加入量的增加,氟碳涂层的光泽变化很明显。

4 结 论
(1)在半哑光氟碳涂料中可以采用进口SyloidED-30、Micloid 386D、GASIL 23D 三种消光剂进行消光,用量一般为总配方量的4.5%左右,这三种消光剂对氟碳涂料的物理化学性能基本上没有影响,可以根据不同需要(包括成本)对其加以选择。
(2)涂膜的消光效率受消光剂的品种、用量、粒径的制约。
(3 )表面经过处理的消光剂可以改善贮存稳定性,不易产生硬沉淀,还可以改善涂膜表面的抗擦伤性和斥水性。

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