data-full-width-responsive="true"> 0 前言氟碳涂料在耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品性、抗沾污性和高装饰性方面,具有其
他涂料无法比拟的综合优点,可以应用于航天航空、桥梁车辆、船舶防腐和化工建筑等领域,是钢材、铝材、塑料、木材、水泥表面的防护和装饰涂料,因此用途广泛[1]。常温固化氟碳涂料系氟乙烯- 乙烯基醚(酯)共聚物(FEVE)涂料,由于引入Cl、OH、COOH 等活性基团,使FEVE 树脂不仅易溶于溶剂,可常温固化,而且与颜填料的润湿性得以改善,应用范围得以拓宽[2]。在涂层制备过程中经常出现表面不致密,不平整,含微气泡等缺点,严重影响了氟碳涂层的各项优异性能。本文研制了一种纳米填料氟碳涂层,并严格控制其表面缺陷以及微气泡的产生,确保涂层具有高效防腐性能以及其他各项优异性能。1 实验部分11 实验试样本实验采用试样为304 不锈钢(120 mm50 mm15 mm)。12 主要设备及原料原料:氟树脂,常熟三爱富;固化剂:3390,德国拜耳;填料:纳米钛白粉,杜邦;流变剂:膨润土BP-18,浙江华特;流平剂:EFKA-3777,汽巴公司;消泡剂:BYK-A 560;CAC(乙二醇乙醚醋酸酯):上海嘉荣;二甲苯、醋酸丁酯等混合溶剂:市售。设备:恒速搅拌器;超声波清洗机;傅立叶红外光谱仪;QHQ 型涂膜铅笔划痕硬度仪;QFD 型电动漆膜附着力试验仪;电子扫描显微镜;空气压缩机;电子天平等。13 氟涂层的制备工艺组分A(氟涂料)的制备:先将纳米填料和分散剂加入混合溶剂中,用恒速搅拌器搅拌30 min,使其分散均匀;再加入氟树脂、流变剂、消泡剂等其他助剂,继续搅拌30 min,待用。组分B(脂肪族聚异氰酸酯固化剂):由拜耳公司提供的3390 型固化剂,其NCO 含量为196%。m(氟涂料)∶m(固化剂)=1∶0085。14 氟涂层的涂装工艺141 基材处理先对试样进行喷砂处理。选用80 目石英砂为磨料,以05~06 MPa 干燥洁净压缩空气为动力,喷距为150 mm,喷射角为30,将磨料高速喷射到试样表面。接着将试样放入超声波清洗机中清洗20 min。然后采用以下处理工艺:碱洗除油水冲洗水冲洗烘干。142 喷涂工艺以m(氟涂料) ∶m(固化剂)=1∶0085 的比例将A、B 两组分混合,用恒速搅拌器搅拌15 min,再静置熟化30 min 后,用于喷涂。喷枪在5 MPa 的压力下,距试样约30~40 cm 的距离连续喷涂,使涂层厚度约为200 m,再将喷涂好的试样置于室温下固化168 h,即得成品。2 结果和讨论21 涂层的定性分析图1为所得涂层的红外谱图。其中3 432 cm、2 932 cm、679 cm处为纳米TiO2 的特征吸收峰;1 771 cm与1 232 cm处为酯基(OCO)的特征吸收峰;1 086 cm 处的尖锐吸收峰为CF 键的特征吸收峰。从该谱图中可以看出:OCO键和CF 键的吸收峰是谱图中最强的主特征峰,故可确定此涂层为含有纳米TiO2填料的FEVE 氟碳涂层。
22 涂层性能氟涂层的性能指标见表1。
23 流变剂对涂层表面性能的影响涂料生产和施工需要低的涂料粘度,涂料的流平粘度要求更低,然而涂料的抗沉降、颜料分散和抗流挂则要求高粘度。为了提高颜料的抗沉降性能和涂料的抗流挂性,并同时确保涂料良好的施工性和流平性,必须赋予体系触变性能。添加流变助剂能赋予涂料良好的触变特性,使整个涂料体系构成弱交联的三维网络结构。即在高剪切速率作用下,外力大于该触变体的屈服值,弱交联作用被破坏,涂料粘度很低,流动性提高,使涂料易于施工;在撤去剪切力后,又恢复弱交联作用,粘度以适当的滞后性回升,使之具有良好的流平性和抗流挂性;最终涂料将恢复到原来的触变状态,防止已分散颜料颗粒的沉降凝结。无流变剂的FEVE 涂层和添加BP-18 流变剂的FEVE 涂层的SEM 照片分别见图2、3。