氟树脂改性漆酚复合涂料的老化性能研究

data-full-width-responsive="true"> 氟树脂改性漆酚复合涂料的老化性能研究邵会菊　胡　智　薛　斌　秦舒浩　于　杰3(国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵阳550014)　生漆是我国的特产,其主要成分为漆酚,是一种优质的天然涂料,至今没有一种合成涂料在坚牢度、耐久性等性能方面超过它[122 ] ,但其耐碱性能较差。为进一步提高生漆的综合性能,扩大其应用范围,国内外学者对其进行了大量的研究,相继以漆酚为起始原料合成了漆酚缩甲醛清漆[ 3 ] 、漆酚金属衍生物[425 ] 、漆酚冠醚、漆酚钛螯合高聚物防腐蚀涂料等[627 ] 。本实验采用氟树脂对漆酚进行共混改性,以提高其耐老化性能。1 　实验部分111 　原料漆酚(U) ,用酒精法从购于西安生漆研究所的生漆中提取,固含量为84 %(wt ,下同) ;氟硅树脂B605(丙烯酸类的氟硅聚合物,羟值为6519mgKOH/ g) ,工业级,哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司生产。112 　样品制备将漆酚与氟硅树脂按表1 所示比例混合,用恒温磁力搅拌器搅拌015h ,然后按GB/ T176521979 将其涂布在经砂纸打磨的尺寸为70 150 018 ～115mm 的铁片上,于烘箱内120 ℃下烘干成膜。1 3 　测试方法自然老化:样品制备按GB/ T176521979 ,制成的样品暴露在自然环境下,每7 天将样品取下来一次,用蒸馏水将样品表面冲洗干净, 晾干后按照GB/T176621995 涂料的老化评级方法进行评价;　人工加速老化:采用自制的高压汞灯人工加速老化试验箱,4 只高压汞灯功率均为450W ,在箱内均匀交叉分布,将所制样品放在灯下40cm 处,箱内温度为45 5 ℃。前7 天每天将样品取出来一次,按照GB/ T176621995 涂料的老化评级方法进行评价,以后每3 天将样品取出来一次,进行评价;F TIR 分析: 利用美国NICOL ET5700 FT2IR光谱仪测试,透射法;SEM :将样品喷金镀膜后,用J EOL 公司生产的J SM27500F 扫描电镜观察表面及断面变化情况;光泽度测试: 按GB/ T172721992 法制样,采用QZX260A 型镜向光泽计按GB/ T174321979 标准进行测试;UV 分析: 采用美国PERKIN ELMER 公司产的lambda 900 型仪器测定,将样品的溶液分别装入石英样品池中进行测试;2 　结果与讨论211 　表面形态观察表2 是人工加速老化样品的表面破坏情况,可以看出人工加速老化样品随着老化时间的增加,表面逐渐出现了破坏现象。经336h 的人工模拟太阳光照射时,所有样品表面均未出现破坏现象; 经过408h 照射时,6 和7 样品表面出现了起泡、斑点破坏现象;经过624h 照射时,3 样品也出现了起泡、斑点破坏现象;经过720h 照射时,2 和4 样品表面也出现了起泡,斑点破坏现象;经过1056h 照射时,共混改性样品中只有5 样品表面未出现破坏现象,由上面的对比可知共混改性后的5 样品的人工加速老化性能优于漆酚聚合物。表3 是自然老化样品的表面破坏情况。从表3可以得知,自然老化时间在984h 前所有样品均未出现粉化、开裂、起泡,斑点等破坏现象;3 样品暴露在自然环境中1824h 后,表面出现了起泡,斑点的破坏现象;6 样品经2034h 暴露后,表面出现了破坏现象,7 样品经2544h 暴露后,表面出现了破坏现象;而共混改性样品2 、4 、5 暴露在自然环境中2880h 后表面仍未出现破坏现象。由此可见,共混改性样品2 、4 、5 的耐老化性能优于漆酚聚合物。由表2 与表3 的对比我们也可以看出,人工加速老化短期内成倍加速了漆膜的破坏,使得漆膜表层出现斑点、起泡等现象,自然老化对漆膜的破坏程度要慢一点,但是自然老化更接近实际环境条件。由上面的观察结果可知,氟树脂含量在30 %～90 %之间时改性样品的耐老化性能优于漆酚,其原因如下: (1) 氟树脂具有C2F 键,其键能比C2H 键能大,且F 原子电子云对C2C 键的屏蔽较H 原子强,具有好的耐老化性能; (2) 漆酚为多羟基酚类化合物,并有一个不饱和的侧链,氟树脂是丙烯酸类的氟硅化合物,两组分在共混固化的过程中会发生化学反应,加强分子之间的交联程度,在一定程度上也会有助于耐老化性能的提高[8211 ] 。(3) 组分配比会在一定程度上影响两组分之间的交联程度及相互作用。还可发现氟树脂含量为30 %的5 样品的耐老化性能最优;而氟树脂含量为70 %的3 样品和氟树脂含量为10 %的6 样品暴露在自然环境中时表面的破坏时间早于漆酚,不符合表1 表现出来的规律。这可能与氟树脂在共混物中的分散状态有关。