新型低VOC常温固化氟碳涂料的研制

新型低VOC常温固化氟碳涂料的研制潘云飞，张 睿，周如东，朱晓丰（中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州 213016）0 引言氟碳涂料具有优异的耐候性、耐腐蚀性、耐化学 药品性及防污自清洁性等性能，被广泛用于建筑、车 辆、桥梁、船舶、化工防腐以及新能源等领域。但 普通氟碳涂料中含有大量的VOC（挥发性有机化合 物），在使用过程中易挥发到大气中，不仅造成资源 浪费，而且污染环境，严重影响人们的身体健康。水 性氟碳涂料VOC含量较低，但受合成技术、性能等 因素的影响，其在工业涂料领域中的应用还十分有 限。粉末氟碳涂料在生产和涂装过程中无VOC排放， 符合环保要求，但其施工过程中需要特殊的设备，必 须高温烘干，不适合大型结构件的涂装。高固体分氟 碳涂料可用于室内外大型和复杂结构件的涂装，对 环境温湿度的容忍度较高，成为目前可普遍推广的 绿色工业防腐涂料［4-6］。 本研究采用具有更高氟含量和固体分、更趋向于 严格交替共聚的新型高性能氟丙烯乙烯基醚（FPVE） 氟树脂为基料，将N3390与Z4470复配用作体系的固化剂，辅以合适的颜填料、溶剂、助剂等，研制出一 种新型低VOC常温固化氟碳涂料，重点考察了不同 固化剂、分散剂、流平剂等对涂料性能的影响，以期 实现高性能氟碳涂料生产及涂装过程的绿色化和清 洁化。1 试验部分11 原材料 氟 树 脂C-100，霍 尼 韦 尔 公 司 ；氟 树 脂A， 国 产 ；氟 树 脂B，进 口 ；氟 树 脂C，进 口 ；N75、 N3390、Z4470，科思创公司 ；钛白粉R-960，科慕 公司 ；炭黑PRINTEX U、气相二氧化硅A-200，德 固赛公司 ；分散剂A、分散剂D，毕克公司 ；分散 剂B，埃夫科纳公司 ；分散剂C，埃夫卡公司 ；流 平 剂BYK-358、BYK-306、BYK-333，毕 克 公 司 ； 流 平 剂AFCONA-3777，埃 夫 科 纳 公 司 ；消 泡 剂 AFCONA-2722，埃夫科纳公司 ；催干剂，北京化工三 厂 ；混合溶剂，自制。12 仪器设备 LE4002E型电子天平，梅特勒托利多公司 ； WSM-250/T微型砂磨机、GFJ-1100/U高速分散机， 上海赛杰化工设备有限公司 ；DHG-9146A鼓风干燥 箱，上海精宏实验设备有限公司；Qnix-4500测厚仪， 德国尼克斯公司 ；BYK4563光泽度仪，德国毕克公 司 ；QXD刮板细度计、QGS干燥时间测定器、QHQ 型手摇式铅笔硬度计、划格器、冲击器、柔韧性测试 仪，常州伟业涂料机械厂 ；PosiTest AT-A型拉开法 附着力测试仪，美国狄夫斯高公司 ；GDS高低温湿 热试验箱，北京中科环试仪器有限公司 ；Q-FOG盐 雾试验机、QUV加速老化试验机，美国Q-Lab公司。13 氟碳涂料的参考配方 氟碳涂料的参考配方见表1。14 氟碳涂料的制备工艺 A组分的制备 ：按表1所示配方，在反应瓶中依 次加入氟树脂C-100、分散剂、流平剂、消泡剂、催 干剂及部分混合溶剂，以300~800 r/min的速度搅拌 10~15 min ；在低速搅拌状态下缓慢加入钛白粉、炭黑 及气相二氧化硅，投料结束后再以300~800 r/min的速 度搅拌20~30 min，然后砂磨分散至细度m ；细 度合格后取样测不挥发分含量，补加剩余的混合溶 剂，用120目铜网过滤，包装，备用。 B组分的制备 ：按表1所示配方，在反应瓶中依 次加入N3390、Z4470及混合溶剂，以800~1 200 r/min 的速度搅拌20~30 min后，用120目铜网过滤，包装，备用15 样板制备及性能测试151 样板制备 单涂层样板的制备：采用规格为150 mm70 mm （02~03）mm的马口铁板作为基材，喷涂前用400目 砂纸打磨处理，然后用丙酮擦拭干净。将A组分搅拌 均匀后，与B组分按质量比10∶15的比例配漆，用 稀释剂调节至适宜的喷涂黏度，熟化10~15 min后， 采用空气喷涂法制板。 配套涂层样板的制备：采用厚度为3~4 mm的钢板 作为基材，除油后进行喷砂处理，粗糙度为40~75 m， 清理干净。采用空气喷涂法依次喷涂环氧富锌底漆 60~75 m、环氧云铁中间漆100~120 m、自制氟碳 涂料60~80 m，将制好的样板在标准条件下养护7 d 后，封边处理。152 性能测试性能测试方法见表2。2 结果与讨论21 涂料性能氟碳涂料及其配套涂层体系的主要性能分别见表3及表4