data-full-width-responsive="true"> 一种高性能水性双组份常温固化氟碳漆的研制及应用庞雨岑1, 黄璐2 , 朱国强2,罗秦2（1湘潭县一中，湖南湘潭县411200 ；2株洲华联高科有限责任公司，湖南株洲412000）0 引言溶剂型氟碳漆是一种耐久性、防腐性、装饰性、机械性能非常好的高档面漆， 氟碳漆含有F-C 化学键，键能高，对紫外线抵抗能力强，具有极好的稳定性，室外涂装可保护20 a 以上。氟碳面漆防护效果显著，主要用于腐蚀环境比较恶劣或者装饰要求较高的领域，如桥梁钢结构、混凝土外墙涂装、建筑场馆、护栏装饰、港口设施、海洋设备防腐等。氟碳漆颜色多样，可调制实色漆和金属质感面漆， 室外使用保光保色，其涂层耐候抗紫外线特性较佳， 漆膜20 a 使用不粉化，具有非常好的保护特性。近年来，随着人们环保意识的不断提高和国家环保政策、法规对挥发性有机物（TVOC）及有害空气污染物（HAPs）的限制日趋严格，溶剂型产品将会逐步被环保产品所取代。而高性能的水性氟碳漆是以水性氟碳乳液为主体树脂的零VOC 或低VOC 环境友好型的涂料，具备了溶剂型氟碳的优异性能，是氟碳漆发展的趋势和方向[2]。本研究制备了一种水性双组份常温固化氟碳漆，性能达到了国外同类型水性氟碳漆的性能水平。1 实验部分11 主要原材料E670 羟基氟碳乳液（含氟量25%）： 北京华通瑞驰；水性聚异氰酸酯固化剂（Bayhydur XP2655）：拜耳；金红石型钛白粉：杜邦；助溶剂（醇醚溶剂、PMA）：陶氏化学、毕克化学；消泡剂、润湿剂、流平剂：迪高；增稠剂：海明斯、高泰等。12 主要实验仪器BGD740/1-2 研磨分散搅拌多用机、BGD516 光泽仪、BGD241 刮板细度计、BGD856 紫外光老化试验仪、耐盐雾实验机(BGD881)、色差仪（BDG557）、交变高低温（BDC-100C）、湿热试验箱、圆柱弯曲试验仪、冲击仪(BGD304)、铅笔硬度计(BGD507/1)、耐溶剂擦拭仪(BGD521)、流挂刮涂器、流平仪：广州标格达实验仪器有限公司等。高温高湿实验机：允上机械设备有限公司；101 型烘箱：北京市永光明医疗仪器有限公司。13 基本配方水性双组份常温固化氟碳漆的基本配方见表1。
14 水性双组份常温固化氟碳漆生产工艺制漆工艺：按照配方依次加入去离子水、分散剂、消泡剂、水性膨润土、纳米增硬剂、金红石型钛白粉后，分散研磨至细度m，再将羟基氟碳乳液、润湿剂、流平剂、助溶剂、催化剂和增稠剂加入，充分搅拌均匀，检验合格后，过滤包装。15 实验制板干燥时间、耐沾污性、耐洗刷性、对比率用水性氟碳面漆制板，其余附着力、耐碱性、耐酸雨性、耐水性、耐湿热循环性、耐氙灯加速老化、超级荧光紫外加速老化采用配套底漆（底漆为双组份水性环氧）复合涂层制板。制板使用符合GB/T97552001 中5224 要求的线棒涂布器，基材为经表面清理灰尘、经浸水后pH 值＜10，并用200 砂纸打磨平整、洗净后存放在温度（232）℃，相对湿度为（505）%的空气流通的环境下至少一周的，符合JC/T41212006 中NAFHV 级无石棉纤维水泥平板。检测板厚度符合HG/T41042009 中533 表2 的要求。16 水性双组份常温固化氟碳漆性能指标水性双组分常温固化氟碳漆性能指标见表2。
2 结果与讨论21 水性双组份常温固化的氟碳乳液的选择含羟基氟碳乳液是水性涂料的主要部分，直接关系到涂料的理化性能和施工性能。氟碳乳液有PVDF、FEVE 和含氟改性丙烯酸乳液， 目前市场上主要有旭硝子、阿克玛、DIC、大金以及国内一些公司的产品。在水性双组份氟碳乳液选择方面对比了几个不同厂家的产品，其性能测试结果如表3 所示。从表3 可以看出，E670 双组份氟碳乳液的综合性价比是比较理想的。
22 水性氟碳乳液与水性异氰酸酯固化剂量的选择与影响水性双组份涂料中，水性异氰酸酯的选择和-NCO/-OH 也是一个重要影响因素。水性异氰酸酯的品种、类型，与水性氟碳乳液的相容性以及-NCO/-OH 的比例等将直接影响漆膜外观以及涂层的耐性， 如果多异氰酸酯加入太少、相容性太差、不足以与羟基充分反应，涂膜的交联度较低，涂膜致密性不好，抗化学品、耐水性下降，甚至发软；如果异氰酸酯加量太多，会造成漆膜内有大量的二氧化碳（水与异氰酸酯反应）产生，致使漆膜表面出现爆泡或针孔，影响漆膜的耐水性和外观，而且会增加成本。但因多异氰酸酯会与水反应，为了保证羟基完全反应交联，通常会使异氰酸酯过量。水性氟碳乳液与水性异氰酸酯固化剂的选择以及用量的变化， 性能测试如表4 和表5所示。
23 水性润湿分散剂的选择与影响润湿分散剂可以降低水性氟碳漆的粘度，缩短分散时间，影响水性氟碳漆成膜的漆膜光泽，解决浮色和发花[6]。水性润湿分散剂的影响如表6 所示。表6 的实验结果可以看出， 分散剂BYK190 对该水性氟碳涂料具有良好的效果。24 消泡剂的选择与影响水性双组份氟碳涂料比一般的水性涂料更容易产生气泡，除了在生产过程和施工过程中会产生气泡外，固化过程中水与异氰酸酯反应产生的二氧化碳滞留在涂膜中也会带来气泡，如果不能及时有效去除这些气泡，会造成漆膜出现针孔的弊病。如果漆膜中一些微泡没有去除好，还会影响漆膜的光泽。消泡剂对水性双组份氟碳涂料的影响如表7 所示。表7 的实验结果可以看出，用tego810 和tego902w做水性双组份氟碳涂料的消泡剂时， 其消泡效果好、相容性、稳定性良好，漆膜不消光。
25 基材润湿剂的选择与影响由于水的表面张力较高， 对基材的润湿能力差，使得水性双组份氟碳涂料的漆膜容易产生弊病，如缩孔、缩边等。这样必须加入一定量的基材润湿剂用于改善水性双组份氟碳涂料的表面张力和渗透性，使其能够更好地润湿基材，从而提高涂料的附着力。基材润湿剂对双组份氟碳涂料的影响如表8 所示。
表8 的实验结果可以看出，用tego 4100 能较好地降低水性双组份氟碳涂料的表面张力且不稳泡，其相容性和重涂性良好。26 助溶剂的选择与影响水性双组份氟碳涂料的成膜过程为：（1）多相体系水分、助溶剂挥发，气泡上升到表面消除；（2）水分、助溶剂进一步挥发，黏度上升，粒子相互靠近，形成紧密结构，水包油即将转变为油包水，物理成膜为主；（3）水分、助溶剂进一步挥发，凝结形成六边型结构，油包水结构，化学反应逐步变为主要成膜过程；（4）形成均相、固化的漆膜，化学反应成膜为主，直至化学反应结束。助溶剂的作用是帮助成膜、延长涂膜的开放时间有利于流平， 也有利于氟碳乳液在成膜过程中与固化剂的相容性，提高反应交联度，从而提高漆膜的理化综合性能。助溶剂也能提高涂料的防冻性能[3、6]。助溶剂对水性双组份氟碳涂料的影响如表9 所示。从实验结果分析， 双组份氟碳乳液E670 可选用二乙二醇丁醚做成膜助剂。
27 增稠流变剂的选择与影响水性涂料通常黏稠性不好，施工作业对膜厚不好控制，容易流挂。碱溶胀增稠剂有较好的触变性和防流挂性，但流平性较差。缔合型聚氨酯流变剂有良好的流平性和施工性，根据聚氨酯增稠剂的特点和氟碳乳液性能，中低剪切、抗流挂与流平的平衡性较好的两种聚氨酯增稠剂搭配比较好。增稠流变剂对水性双组份氟碳涂料选择与影响如表10 所示。结果分析来看， 用海明斯299/高泰6050 的聚氨酯增稠剂搭配对水性双组份氟碳涂料流平性和抗流挂效果较好，40 ℃贮存30 d，开罐效果较好，没有沉底现象。
3 高性能水性双组份常温固化氟碳漆在建筑上的应用以上混凝土桥梁、建筑外墙均使用双组份水性氟碳漆涂装，在广东、广西日照时间长、紫外线强度高的地区历经4~5a 仍然光洁如初，可见其卓越的综合性能。
4 结语（1）研制的水性双组份氟碳涂料，其漆膜的性能和施工性能达到了溶剂型双组份氟碳涂料的效果，其性能是其
他水性涂料达不到的；（2）与溶剂型双组份氟碳涂料相比，
它的VOC 远低于溶剂型氟碳涂料，更符合环保要求；（3）防护效果显著，可用于腐蚀环境比较恶劣或者装饰要求较高的领域。
