返回顶部
返回首页
返回首页
PVDF 氟碳粉末涂料的研制,中网信息,ChinaNews360.com
home 您现在的位置: 首页 >粉末涂料 > 详细信息
PVDF 氟碳粉末涂料的研制
2020年10月09日    阅读量:    新闻来源:江苏考普乐新材料有限公司  |  投稿

摘要:PVDF 氟碳粉末具有优质、 环保、 高效和节能等优点, 本文介绍了改性热固性丙烯酸树脂与PVDF 树脂,制备得到性能优异的 PVDF 氟碳粉末涂料的研制方法;采用三级粉碎技术使其粒径降低到30 μm 左右,在保证涂层性能的同时明显降低了涂膜厚度,涂层厚度从 60~100 μm 降低至 30~50 μm 。

 

0 引言


PVDF 全称聚偏二氟乙烯, 是一种具有特别稳定化学结构的热塑性高分子材料,具有极好的耐化学腐蚀性和耐紫外光老化性能。以 PVDF 为主要成分的氟碳涂料显示出了超强的耐候性和耐化学药品性,同时还具有表面张力低、摩擦力小、疏水和自洁等优异性能,已在建筑行业、化学工业和电子电器业得到广泛应用涂料在线coatingol.com。户外使用寿命有长达 20 a 的数据 [1-2] ,是特种涂料领域的后起之秀。PVDF 氟碳涂料的品种和产量逐年增加,目前我国 PVDF 氟碳涂料的应用主要集中在建筑建材领域,特别是高档建筑幕墙、公共场馆和铝制门窗等。此外, PVDF 氟碳涂料在石油化工、电子技术、食品工业、核电工业、船舶、海洋工程等其他领域都具有广阔的应用前景 [3] 。随着我国基础设施建设的进一步加大以及氟碳涂料应用领域的扩大 , 未来PVDF 氟碳涂料市场的发展潜力巨大。


但是目前国内 PVDF 氟碳涂料的应用形式仍以溶剂型为主,溶剂型 PVDF 氟碳涂料的生产和施工工艺已经比较成熟,涂层性能优良,市场认可度高。但由于溶剂型 PVDF 氟碳涂料在施工时有约 50% 的浪费和约 70% 的溶剂挥发, 造成了严重的环境危害和浪费。近年来,国家对环境保护的要求越来越高,相应出台了一系列环保政策来限制高污染产业和产品。2014年, 涂料首次被国家相关行政部门认定为污染行业。2015 年,国家财政部和税务总局颁布了《关于对电池、涂料行业征收消费税的通知》(财税 [2015]16 号),对施工状态下挥发性有机物含量高于 420 g/L 的涂料征收消费税。因此,发展环保型涂料成为今后国内涂料行业的重点方向。


粉末涂料是一种环保型涂料。由于不使用溶剂,施工时没有溶剂挥发带来的环境问题,粉体也可以完全回收使用,因而在环境友好性和过程经济性方面较

溶剂型涂料具有明显优势 [4] 。PVDF 氟碳粉末涂料大量替代 PVDF 氟碳液体涂料,这对于遵守国家对涂料产业低碳环保、高性能绿色发展的产业路线,满足涂料市场对零 VOC 氟碳涂料的消费需求, 促进我国涂料产业的结构调整,提升产业整体竞争力和水平,将起到十分重要的作用。


然而由于 PVDF 氟碳粉末涂料的涂层太厚和附着力差, 因此 PVDF 氟碳粉末涂料的使用量一直不大。随着 PVDF 氟碳粉末涂料技术的发展,其性能得到了大幅提高,使用量迅速加大。传统的 PVDF 氟碳涂料中通常使用 30% 的丙烯酸树脂,以起到润湿无机颜料、增加附着力等作用。PVDF 氟碳粉末涂料需要更好的涂层附着力,传统使用的热塑性丙烯酸并不能提供足够的附着力。而常规的丙烯酸又很难与 PVDF 树脂相容,导致致密性差、附着力差。当前改性丙烯酸树脂技术和 PVDF 粉末涂料的超细化是研究的热点。本研究采用环氧树脂改性丙烯酸,得到了与 PVDF 相容性很好的树脂, 解决了与 PVDF 粉末涂料相容性问题,从而提高漆膜的附着力、硬度和耐冲击性;采用三级粉碎技术使其粒径降低到 30 μm 左右, 在保证涂层性能的同时明显降低了涂膜厚度,涂层厚度从 60~100 μm 降低至 30~50 μm 。


1 实验部分


1.1 环氧树脂改性丙烯酸树脂


向装有冷凝装置、搅拌器、恒压漏斗、油浴控温加热装置的 10 L 四口夹套反应釜中加入环氧树脂和混合溶剂,搅拌,升温至 110 ℃ 。在氮气保护下,将溶解了过氧化二苯甲酰的共聚单体缓慢滴加至反应体系中, 在 2 h 内滴加完, 然后补加含引发剂的正丁醇溶液。升温到 110 ~ 115 ℃ ,保温约 4 h ,制得接枝共聚物环氧–丙烯酸酯树脂。将树脂溶液降温至 90 ℃ ,滴加二乙醇胺 ( 在 0.5 h 内滴加完 ) ,升温至 100 ℃ ,反应 2 h ;降温至 80 ℃ ,加入乙酸中和,反应 0.5 h 至 pH = 5.8 ~6.6 ,加入去离子水稀释,制得环氧树脂改性丙烯酸酯树脂。


环氧树脂的质量分数分别为丙烯酸树脂质量的0 、 0.5% 、 1% 、 1.5% 、 2% , 涂料编号分别为 HA 0 、 HA 1 、HA 2 、 HA 3 、 HA 4 。


1.2 PVDF 氟碳粉末涂料的制备及采用三级粉碎技术


PVDF 氟碳粉末涂料的制备及三级粉碎技术工艺如图 1 所示。


通过采用适当的加工助剂和挤出机螺杆,再采用了三级粉碎工艺来降低 PVDF 氟碳粉末涂料的粒径,并且在“气流粉碎 / 干燥”步骤中使用气流粉碎的同时也对颗粒进行气流烘干,保证粉碎后的粉末涂料颗粒不会因为冷凝水而结块。通过该工艺制备的 PVDF 粉末粒径在 30 μm 左右。


1.3 PVDF 氟碳粉末涂料的粒径测定


将 PVDF 氟碳粉末涂料在含有表面活性剂的水中搅拌均匀,超声分散;然后加入到样品池中,装入马尔文仪器公司的 ZetaTizer Nano-ZS 型激光粒度仪的样品架上,待温度稳定后(约 5 min )开始测量。仪器光源为 He-Ne 激光,分散介质是水,测定温度为 25 ℃ 。


1.4 漆膜常规性能测试


( 1 ) 用漆膜测厚仪测漆膜厚度, 选择漆膜厚度( 35±5 ) μm 的铝板待测常规机械性能。


( 2 )附着力、漆膜硬度、抗冲击、光泽分别按照 GB/T 9286 — 1998 、 GB/T 6739 — 2006 、 GB/T 1732 — 1993 、GB/T 9754 — 1988 进行。


2 结果与讨论


2.1 PVDF 氟碳涂料的粒度及粒度分布的测试结果

PVDF 氟碳粉末涂料的研制 中网信息,ChinaNews360.com

通过纳米粒度分析仪表征 PVDF 氟碳粉末涂料尺寸的大小以及分布。图 2 是 PVDF 氟碳粉末涂料粒度分布曲线。从图 2 中可以看出 PVDF 氟碳粉末涂料的粒径分布范围比较窄且均匀, 其粒径范围大约在30 μm 。

PVDF 氟碳粉末涂料的研制 中网信息,ChinaNews360.com


2.2 漆膜常规性能测试结果


当丙烯酸树脂与 PVDF 树脂具有较好的相容性时, 在 PVDF 氟碳粉末涂料喷涂后的加热固化过程中, PVDF 微粒会软化并与丙烯酸树脂熔融形成致密的“高分子合金”,从而保证涂层具有完整性、光泽度、透明性和柔韧性。此外,丙烯酸树脂自身的性能对涂层性能也有影响。现有的改性丙烯酸树脂与 PVDF 树脂的相容性还不够理想,存在硬度和附着力不够优异的问题。为此,考虑将环氧结构引入丙烯酸树脂,通过将不同丙烯酸酯单体与环氧树脂进行接枝共聚来对丙烯酸树脂进行功能化改性,从而进一步完善涂层结构,提高涂层附着力、漆膜硬度、抗冲击,提升 PVDF氟碳粉末涂料的性能。


2.2.1 环氧树脂改性丙烯酸树脂对 PVDF 氟碳粉末涂料漆膜附着力的影响


漆膜附着力是指漆膜与被涂物表面之间或涂层之间相互结合的能力。附着力是一项重要的技术指标,是漆膜具备一系列性能的前提。附着力好的漆膜经久耐用,具备使用要求的性能;附着力差的漆膜容易开裂、脱落,无法使用。表 1 是铝板上环氧树脂为丙烯酸树脂质量的不同质量分数对漆膜附着力的影响。


由表 1 来看, 随着环氧树脂在丙烯酸树脂中含量的增多,漆膜附着力先升高后降低。随着环氧树脂在丙烯酸树脂的加入使其与 PVDF 树脂的相容性改善,增加了漆膜的致密度,同时增加了其与基材的结合力。


2.2.2 环氧树脂改性丙烯酸树脂对 PVDF 氟碳粉末涂料硬度的影响

PVDF 氟碳粉末涂料的研制 中网信息,ChinaNews360.com

漆膜硬度是漆膜表面对作用其上的、另一个硬度较大的物体所表现的阻力, 反映了涂层的抗刻划性、耐磨性、抗压的性能。涂膜硬度所用测试仪器有摆杆阻尼硬度计、划痕硬度计、压痕硬度计、铅笔硬度计等。表 2 是相应的漆膜的铅笔硬度值。

PVDF 氟碳粉末涂料的研制 中网信息,ChinaNews360.com

由表 2 可知,随着环氧树脂的量在丙烯酸树脂中的含量的增多,漆膜的硬度没有变化。


2.2.3 环氧树脂改性丙烯酸树脂对 PVDF 氟碳粉末涂料漆膜耐冲击性的影响


漆膜的耐冲击性是漆膜抵抗冲击负荷作用的能力。通常材料的强度高,变形大,抗冲击性高。

PVDF 氟碳粉末涂料的研制 中网信息,ChinaNews360.com

从表 3 可以看出, 随着环氧树脂在丙烯酸树脂中含量的增多,漆膜的抗冲击性逐步提高,且具有较高的数值,这主要是引进环氧树脂提高了漆膜的韧性。


2.2.4 环氧树脂改性丙烯酸树脂对 PVDF 氟碳粉末涂料漆膜光泽的影响


漆膜的光泽对于装饰性涂料来说是一项重要的指标。光泽很难有确切定义,一般认为是漆膜表面把投射其上的光线向镜面反射出去的能力,反射光量越

大,则光泽越高,这称为镜面光泽。

PVDF 氟碳粉末涂料的研制 中网信息,ChinaNews360.com

从表 4 可以看出,随着环氧树脂在丙烯酸树脂中含量的增多,漆膜的光泽逐步降低,且当环氧树脂与丙烯酸树脂的含量为 2% ,光泽下降比较多。因此当环氧树脂与丙烯酸树脂的含量不超过 1.5% 时,光泽具有较理想的数值。



3 结语


通过将不同丙烯酸酯单体与环氧树脂进行接枝共聚来对丙烯酸树脂进行功能化改性,当环氧树脂量在丙烯酸树脂的含量为 1%~1.5% 时,可以提高涂层附着力、 漆膜硬度、 抗冲击等 PVDF 氟碳粉末涂料的性能,且保证涂层的光泽在合理范围之内;采用三级粉碎技术使其粒径降低到 30 μm 左右,在保证涂层性能的同时明显降低了涂膜厚度,涂层厚度从 60~100 μm降低至 30~50 μm。


标签:工业涂料技术中心粉末涂料
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国建材网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571
相关文章HOT
今日头条Show更多
    热点排行Hot
      微信关注WeChat
      扫描二维码,获取手机版最新资讯 中国牛涂网 您还可以直接微信扫描打开
      全站地图

      深圳网络警察报警平台 深圳网络警
      察报警平台

      公共信息安全网络监察 公共信息安
      全网络监察

      经营性网站备案信息 经营性网站
      备案信息

      中国互联网举报中心 中国互联网
      举报中心

      中国文明网传播文明 中国文明网
      传播文明

      深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
      电子标识