1.前言

    隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對環(huán)境保護的要求越來越高，粉末涂料由于其低污染、高環(huán)保、高應(yīng)用率、高裝飾性等特點，在工業(yè)涂料行業(yè)中所占的比重也越來越大，作為粉末涂料的高端產(chǎn)品—氟碳粉末涂料，由于其擁有的優(yōu)異的耐化學(xué)品性、耐候性及高裝飾性，它能更好地保護工業(yè)裝置和其他結(jié)構(gòu)設(shè)施，廣泛應(yīng)用于橋梁、門窗圍墻等建筑材料以及汽車車體、家電產(chǎn)品等。

    作為粉末涂料中高檔涂料的代表之一，熱固性氟碳粉末涂料的研究開發(fā)將成為今后氟碳粉末涂料的開發(fā)的熱點和亮點，有著極大的市場發(fā)展?jié)摿ΑＳ捎诮鼛啄陣鴥?nèi)已經(jīng)開發(fā)出了熱固性氟碳粉末涂料用氟樹脂，在此我們簡單探討一下影響氟碳粉末涂料性能的幾點因素。

    2.氟樹脂對涂料各種性能的影響

    2.1氟樹脂對涂膜物理機械性能的影響

    我們在此探討對涂料物理性能的影響包括涂料的儲存穩(wěn)定性、涂料涂膜表觀以及涂料涂膜機械性能。

    2.1.1對涂料儲存穩(wěn)定性的影響

    熱固性粉末氟樹脂的分子量對于熱固性氟碳粉末涂料的物理化學(xué)性能影響較大。樹脂的韌性會隨著分子量的增加而增加，在制備涂料時不容易粉碎，不易得到較理想的粉末粒子，在一定程度上會影響涂料的儲存穩(wěn)定性；分子量較小，其氟含量會降低，使涂料達不到超耐候的要求。

    熱固性粉末氟樹脂是在溶劑中進行的聚合反應(yīng)，在后處理的過程中需要盡可能多的除去這部分溶劑以及未反應(yīng)完全的殘留單體。由于溶劑和殘留單體的玻璃化溫度較低，會大大降低樹脂本身的玻璃化溫度，不但降低涂料的物理化學(xué)性能，同時也大大降低了涂料的儲存穩(wěn)定性，所以要盡可能的控制好樹脂的揮發(fā)份。如表1給出樹脂不同技術(shù)參數(shù)對涂料儲存穩(wěn)定性的影響。

表1 樹脂對涂料儲存穩(wěn)定性的影響

    由表1中可以看出熱固性氟碳粉末樹脂的玻璃化溫度、分子量和揮發(fā)分對粉末涂料儲存穩(wěn)定性影響較大，這就要求氟碳粉末樹脂制備時要控制好這三方面，樹脂的玻璃化溫度最好控制在60度以上，樹脂的分子量控制在2-3萬，樹脂的揮發(fā)分控制在5%以下。

    同時在我們大量的試驗過程中發(fā)現(xiàn)，如果樹脂的揮發(fā)份過低，就會影響涂料涂膜的流平性，尤其在樹脂揮發(fā)份低于2%的情況下，涂膜會出現(xiàn)嚴重的橘皮現(xiàn)象。

    2.1.2對涂膜表觀的影響

    熱固性氟粉末樹脂是一類羥基樹脂，分子量比較大，為直鏈結(jié)構(gòu)，為了體現(xiàn)其高耐候性和耐化學(xué)藥品性等，一般選擇多異氰酸酯作為交聯(lián)固化劑，在交聯(lián)固化過程中形成網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。圖1給出熱固性氟粉末樹脂和封閉型異氰酸酯固化劑的固化反應(yīng)機理：

圖1 熱固性氟粉末樹脂和封閉型異氰酸酯固化反應(yīng)機理

    在熱固性氟粉末涂料固化劑選擇過程中，首先要考慮氟粉末樹脂與固化劑相溶性，比較簡便的試驗方法就是在一塊馬口鐵板上放少許樹脂和固化劑，交界處樹脂和固化劑要有部分混合，然后放入烘箱烘烤固化，固化反應(yīng)結(jié)束后如果交界處出現(xiàn)顏色黃變或其他與單純樹脂或固化劑熔化后不一致的現(xiàn)象，則說明固化劑與樹脂相溶性不好，反之，則說明相溶性好。只有樹脂與固化劑擁有較好的相溶性，涂膜才不會出現(xiàn)失光、顆粒等表面弊病。

    為解決涂膜表觀不佳的現(xiàn)象，可以在涂料的配比過程中添加除氣劑、潤濕劑等助劑，降低涂膜與基材表面的表面張力，增加涂膜的流動性，消除豬毛孔等弊病。

    2.1.3對涂料涂膜物理機械性能和化學(xué)性能的影響

    由于氟碳粉末涂料用樹脂為羥基樹脂，在制備樹脂的過程中為控制樹脂擁有較高的玻璃化溫度，硬單體的配比量較多，樹脂性能表現(xiàn)為硬度較高。同時羥值含量對于涂料涂膜在附著力、鉛筆硬度、沖擊、彎曲等機械性能方面以及耐化學(xué)介質(zhì)方面有很大的影響。如表2：樹脂羥值對涂料涂膜機械性能的影響，表3樹脂羥值對涂料涂膜化學(xué)性能的影響：

表2 樹脂羥值對涂料涂膜機械性能的影響

    由表2中可以看出樹脂的羥值越小，漆膜的柔韌性越好、表面硬度越低、機械性能越好。

表3 樹脂羥值對涂料涂膜化學(xué)性能的影響 

   3.固化劑對涂料各種性能的影響

    氟碳粉末涂料所應(yīng)用的固化劑為固體異氰酸酯，現(xiàn)在市場上所應(yīng)用的異氰酸酯分為封閉型和非封閉型兩種。異氰酸酯在跟氟碳樹脂反應(yīng)的過程中，封閉型異氰酸酯會釋放出小分子量的+BH。不同固化劑對涂料的成膜及涂膜的物理機械性能和化學(xué)性能也是不一樣，通過選擇不同廠家固化劑做對比試驗所產(chǎn)生的試驗結(jié)果如表4不同固化劑對涂膜物理化學(xué)性能的影響：

表4 不同固化劑對涂膜物理化學(xué)性能的影響

影響氟碳粉末涂料性能的因素

    注：耐人工加速老化性是按GB/T16585規(guī)定，采用熒光紫外線/冷凝循環(huán)試驗方法，光源為UV-B（313nm）燈管。每一循環(huán)試驗條件為UV光照，60℃，4h；冷凝，50℃，4h。

    由表中可以看出，不同廠家的固化劑NCO含量不同，做出的配方對涂料的理化性能有很大的影響。

    4.顏填料對涂料性能的影響

    氟碳粉末涂料所用的填料根常規(guī)粉末涂料所用的填料基本是一樣的，但是不同的填料對氟碳粉末涂料的性能影響也是不一樣的。表5為添加不同填料對涂料的影響：

表5 不同填料對涂料的影響

影響氟碳粉末涂料性能的因素

    注：填料在整個配方中的含量為10%。淺色系加有20%鈦白粉2310。

    經(jīng)過試驗可知，加入沉淀鋇

對涂料的耐候性沒有影響，但是沉淀鋇的細度以及添加量對涂料的涂膜流平性影響很大，如表6：沉淀鋇的細度對涂料的涂膜流平性影響，表7添加量對涂膜流平性的影響：

表6 沉淀鋇的細度對涂料的涂膜流平性影響

影響氟碳粉末涂料性能的因素

    注：沉淀鋇在整個配方中的含量為10%，純白色涂料

表7 添加量對涂膜流平性的影響

影響氟碳粉末涂料性能的因素

    注：1---流平性很好6---流平性很差

    由表中可以看出，隨著配方中填料量的增加，涂料流平性越來越差。

    5.結(jié)束語

    熱固性氟粉末涂料在國內(nèi)粉末涂料市場是一個新生事物，隨著國內(nèi)粉末涂料市場的不斷完善和成熟，相信不久后熱固性氟粉末涂料將在粉末涂料市場占有一席之地，作為粉末涂料中高檔代表之一，熱固性氟粉末涂料的研究開發(fā)有著極大的市場發(fā)展?jié)摿�。如何做好熱固性氟碳粉末涂料，使其達到高性能與高裝飾性于一體，是熱固性氟碳粉末涂料拓寬應(yīng)用面的一個課題