助剂对常温固化FEVE氟碳涂料耐酸碱性能的影响

氟单体和乙烯基醚或乙烯基酯单体形成的交替共聚物,可以在常温下和固化剂反应而固化形成漆膜,即常温固化FEVE 氟碳树脂。由常温固化型FEVE 氟碳树脂制备的涂料有许多优点[1 ]。固化剂、颜基料、气相SiO2、分散剂等助剂被用于涂料制备过程中,对于漆膜的性能有很大影响。本文对固化剂、颜基料、气相SiO2、分散剂对于涂料漆膜耐酸碱性能的影响进行了分析。

1 试验部分
1.1 主要原料
FEVE 氟碳树脂:(JF- 2X 固体含量51.8%,酸值5.25mgKOH·g- 1,常熟三爱富中昊化工新材料有限公司);固化剂(天津市邦加化工技术有限公司);稀释剂FX041(天津市邦加化工技术有限公司);色浆(天津市邦加化工技术有限公司);分散剂(德国拜尔有限公司);气相SiO2(天津市邦加化工技术有限公司)。

1.2 样板的制备
根据国标GB1729- 1979《漆膜一般制备方法》制备实验用试件。

1.3 测试方法
按GB/T1763- 79 漆膜耐化学试剂性能测定法测定[ 2 ]:将3 块样板放入温度为25±l℃的介质中,并使每块试板的长度的2/3 浸泡于介质中,待达到规定的浸泡时间后,取出样板,用滤纸擦干,观察漆膜是否有失光、变色、小泡、斑点、脱落等现象。选用介质为10%H2SO4、10%NaOH。浸泡前后的光泽值采用XZT 台式镜向光泽度计测试。

2 结果与讨论
2.1 固化剂用量的影响(图1)

由图1 可见,涂膜的光泽度随固化剂用量的增加而逐步变大,最后光泽度不再发生变化,说明固化剂用量对于涂膜耐酸碱性有比较大的影响。固化剂用量为16g/100g 树脂时,固化形成涂膜的耐酸碱性最好,主要原因是固化剂中的OH∶NCO=1,正好完全结合,使氟树脂完全固化。当OH∶NCO>1 时,固化剂中的NCO 没有完全与OH 基结合,氟树脂不能够完全固化,因此,光泽度较低,耐酸碱性能较差。当OH∶NCO<1 时,氟树脂完全固化,同时固化剂还有剩余,涂膜会出现针孔,降低其他性能,成本也会随着增加。因此,固化剂用量选择16g/100g 树脂。

2.3 涂料PVC 对涂膜耐酸碱性能的影响(图2)

由图2 可以看出,颜基比在5~20 之间时,涂膜耐酸碱实验后光泽度很高,变化不大,说明涂膜耐酸碱性比较好,而颜基比大于20 后,涂膜光泽度降低明显,说明涂膜耐酸碱性较差。颜基比过高使得涂料当中氟树脂含量降低,主要耐酸碱物质减少,说明耐酸碱实验后涂膜光泽度降低。因此,涂料的颜基比(PVC)选择20%为最佳。

2.3 纳米SiO2 的影响(图3)

由图3 可以看出,SiO2 含量对于耐酸碱实验后涂膜的光泽度影响比较明显。SiO2 含量大于1.5%后,涂膜经过耐酸碱试验后光泽度趋势降低很快。SiO2 经过分散后,与氟树脂充分结合,如同一条刚性链条,对于涂膜耐酸碱性能有增强作用,含量过高会使涂料颜基比增大,耐酸碱性降低。因此,SiO2含量应选择小于1.5%。

2.4 分散剂用量的影响
分散剂作为涂料加工过程中一种常用的助剂,对于涂料性能起到了很大的改善作用。对于涂膜的耐酸碱性已有较明显的影响。实验结果见图4。

从图4 中可以看出,随分散剂含量增大,涂膜耐酸碱实验后的光泽度先保持不变随后逐步降低。主要原因在于分散剂分子再涂膜中也是一种成膜物质,可以与树脂中的基团结合,使涂膜耐酸碱性能增强,分散剂本身耐酸碱性能较低,因此,含量不应太高。分散剂最佳含量为1.5%。

3 结论
以上实验结果表明,助剂对于涂膜的耐酸碱性能有很大影响。固化剂用量选择16g/100g 树脂;涂料的颜基比(PVC)选择20%为最佳;SiO2 含量应选择小于1.5%;分散剂最佳含量为1.5%,可得到耐酸碱性能优越的氟树脂涂料。

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