程海濤
(衡水學院 化工學院,河北 衡水 053000)
氟單體和乙烯基醚或乙烯基酯單體形成的交替共聚物,可以在常溫下和固化劑反應而固化形成漆膜,即常溫固化FEVE氟碳樹脂。有常溫固化型FEVE氟碳樹脂制備的涂料有許多優點[1]。固化劑、顏基料、氣相SiO2等助劑被用于涂料制備過程中,對于漆膜的性能有很大影響。本文對于固化劑、顏基比(PVC)、氣相SiO2對于涂料漆膜耐溶劑性能的影響進行了討論。
FEVE氟碳樹脂:JF-2X(固體含量51.8%,酸值5.25mgKOH·g-1,常熟三愛富中昊化工新材料有限公司);固化劑(天津市邦加化工技術有限公司);FX041稀釋劑(天津市邦加化工技術有限公司);色漿(天津市邦加化工技術有限公司);分散劑(德國拜爾有限公司);氣相SiO2(天津市邦加化工技術有限公司);二甲苯、丁酮為分析純,廣東汕頭市西隴化工廠生產。
根據國標GB1729-1979《漆膜一般制備方法》制備實驗用試件。
按GB/T1763-79漆膜耐化學試劑性能測定法測定[2]:將3塊樣板放入溫度為25±l℃的溶劑(二甲苯∶丁酮=1∶1)中,浸泡15 d。用電子天平稱量浸泡前后樣品的質量,計算溶脹率:
圖1 固化劑用量對于溶脹率的影響Fig.1 Effect of curing agent on swelling ratio
由圖1可已看出,涂膜的溶脹率隨固化劑用量的增加而逐步變小,最后溶脹率趨于平緩不在發生變化。固化劑用量為16g/100g樹脂時固化形成涂膜的膨脹率最低,耐溶劑性最好。其主要原因是固化劑中的OH∶NCO=1,正好完全結合,使氟樹脂完全固化,完全固化的樹脂在溶劑中溶解率大大降低,膨脹率最小。當OH∶NCO>1時,固化劑中的NCO沒有完全與氟樹脂OH基結合,沒有完全固化的氟樹脂容易溶于溶劑,因此,膨脹率增大,耐溶劑性能降低。當OH∶NCO<1時,氟樹脂完全固化,同時固化劑還有剩余,涂膜會出現針孔,降低其他性能,成本也會隨著增加。因此,固化劑用量選擇16g/100g樹脂。
圖2為涂料PVC對光澤度的影響。
圖2 涂料PVC對光澤度的影響Fig.2 Effect of PVC on swelling ratio
由圖2可以看出,顏基比在5~20時,涂膜經過耐溶劑實驗后膨脹率開始變化不很明顯,當顏基比大于15%后,膨脹率大增,說明涂膜耐溶劑性能降低。顏基比過高使得涂料當中氟樹脂含量降低,無機顏料容易吸收溶劑,所以膨脹率大增,耐溶劑性能較差。因此,涂料的顏基比(PVC)選擇15%時涂膜耐溶劑性能最佳。
SiO2在涂抹中起到消光、增加涂膜硬度等功能。圖3為SiO2含量對光澤度的影響。
圖3 SiO2含量對光澤度的影響Fig.3 Effect of silica content on swelling ratio
由圖3可以看出,SiO2含量對于涂膜溶脹率有一定影響。SiO2含量大于1.5%后,涂膜經過耐溶劑試驗后涂膜膨脹率增大較快。SiO2經過分散后,與氟樹脂充分結合,如同一條剛性鏈條,對于涂膜在溶劑中的溶解有一定阻礙作用,含量過高后使得涂料顏基比增大,吸收溶劑量大增,耐溶劑性能降低。因此,SiO2含量應選擇小于1.5%。
實驗結果表明,助劑對于涂膜的耐溶劑性能有很大影響,固化劑用量選擇16g/100g樹脂;涂料的顏基比(PVC)選擇15%;SiO2含量應選擇小于1.5%,可得到耐溶劑性能優越的氟樹脂涂料。
[1]周國民.氟碳涂料的施工與應用[M].北京:科學出版社,2001.68.
[2]中華人民共和國質量監督檢查檢疫總局.GB/T1723-1734.涂料及漆膜性能測試標準[S].北京:中華人民共和國出版社,1993.