程海濤
(衡水學(xué)院 化工學(xué)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(yīng)而固化形成漆膜,即常溫固化FEVE氟碳樹(shù)脂。有常溫固化型FEVE氟碳樹(shù)脂制備的涂料有許多優(yōu)點(diǎn)[1]。固化劑、顏基料、氣相SiO2等助劑被用于涂料制備過(guò)程中,對(duì)于漆膜的性能有很大影響。本文對(duì)于固化劑、顏基比(PVC)、氣相SiO2對(duì)于涂料漆膜耐溶劑性能的影響進(jìn)行了討論。
FEVE氟碳樹(shù)脂:JF-2X(固體含量51.8%,酸值5.25mgKOH·g-1,常熟三愛(ài)富中昊化工新材料有限公司);固化劑(天津市邦加化工技術(shù)有限公司);FX041稀釋劑(天津市邦加化工技術(shù)有限公司);色漿(天津市邦加化工技術(shù)有限公司);分散劑(德國(guó)拜爾有限公司);氣相SiO2(天津市邦加化工技術(shù)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(chǎn)。
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB1729-1979《漆膜一般制備方法》制備實(shí)驗(yàn)用試件。
按GB/T1763-79漆膜耐化學(xué)試劑性能測(cè)定法測(cè)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(zhì)量,計(jì)算溶脹率:
圖1 固化劑用量對(duì)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(fā)生變化。固化劑用量為16g/100g樹(shù)脂時(shí)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(jié)合,使氟樹(shù)脂完全固化,完全固化的樹(shù)脂在溶劑中溶解率大大降低,膨脹率最小。當(dāng)OH∶NCO>1時(shí),固化劑中的NCO沒(méi)有完全與氟樹(shù)脂OH基結(jié)合,沒(méi)有完全固化的氟樹(shù)脂容易溶于溶劑,因此,膨脹率增大,耐溶劑性能降低。當(dāng)OH∶NCO<1時(shí),氟樹(shù)脂完全固化,同時(shí)固化劑還有剩余,涂膜會(huì)出現(xiàn)針孔,降低其他性能,成本也會(huì)隨著增加。因此,固化劑用量選擇16g/100g樹(shù)脂。
圖2為涂料PVC對(duì)光澤度的影響。
圖2 涂料PVC對(duì)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(shí),涂膜經(jīng)過(guò)耐溶劑實(shí)驗(yàn)后膨脹率開(kāi)始變化不很明顯,當(dāng)顏基比大于15%后,膨脹率大增,說(shuō)明涂膜耐溶劑性能降低。顏基比過(guò)高使得涂料當(dāng)中氟樹(shù)脂含量降低,無(wú)機(jī)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(shí)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(duì)光澤度的影響。
圖3 SiO2含量對(duì)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(duì)于涂膜溶脹率有一定影響。SiO2含量大于1.5%后,涂膜經(jīng)過(guò)耐溶劑試驗(yàn)后涂膜膨脹率增大較快。SiO2經(jīng)過(guò)分散后,與氟樹(shù)脂充分結(jié)合,如同一條剛性鏈條,對(duì)于涂膜在溶劑中的溶解有一定阻礙作用,含量過(guò)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(yīng)選擇小于1.5%。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,助劑對(duì)于涂膜的耐溶劑性能有很大影響,固化劑用量選擇16g/100g樹(shù)脂;涂料的顏基比(PVC)選擇15%;SiO2含量應(yīng)選擇小于1.5%,可得到耐溶劑性能優(yōu)越的氟樹(shù)脂涂料。
[1]周國(guó)民.氟碳涂料的施工與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2001.68.
[2]中華人民共和國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢查檢疫總局.GB/T1723-1734.涂料及漆膜性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中華人民共和國(guó)出版社,1993.