王宇(威士伯涂料(上海)有限公司，上海 201818)

熱固性氟粉末涂料的制備及其應用探究

王宇(威士伯涂料(上海)有限公司，上海 201818)

熱固性氟粉末涂料是一種重要的粉末涂料，因其優(yōu)良的性能而受到廣泛的應用。本文首先對粉末涂料成分及制備方法進行簡單介紹，在此基礎上對熱固性氟粉末涂料的制備過程進行詳細探討，最后對熱固性氟粉末涂料在應用過程中應當注意的問題進行分析。

熱固性氟粉末涂料；制備；應用

粉末涂料中，熱固性粉末涂料使用熱固性樹脂與固化劑反應制作完成的大分子涂層，這種涂料的性能比較好，因此具有比較廣泛的研究和使用。目前熱固性粉末涂料的研究中，研究比較多的是環(huán)氧樹脂粉末涂料、聚酯粉末涂料、氟粉末涂料等。

熱固性氟粉末涂料具有與其他粉末涂料類似的涂裝工藝，但是具備比其他普通涂料更優(yōu)異的使用性能。顏料的分散性較好，耐化學性、耐候性以及裝飾性都比較優(yōu)異。因此，在目前的涂料市場中，熱固性氟粉末涂料具有較強市場競爭力和廣闊的發(fā)展前景。

1 粉末涂料成分及制備方法研究

粉末涂料一般是由樹脂、固化劑、顏填料和助劑等組成。樹脂中有熱塑性和熱固性樹脂，熱塑性粉末涂料不需要用固化劑。助劑包括流平劑、邊角覆蓋力改進劑、花紋助劑、消光劑、防針孔劑和粉末松散劑等。樹脂是粉末涂料的主要成膜物質，是決定涂料性質和涂膜性能的主要成分。樹脂的好壞決定粉末涂料產(chǎn)品質量。熱固性粉末涂料中的樹脂，必須同固化劑進行交聯(lián)反應才能成膜。

涂料的制備可分為兩類。一類是干法，包括干混法、熔融擠出法、超臨界流體法等。干混法是直接將預混合的原料粉碎過篩得到產(chǎn)品的方法。熔融擠出法是將預混合的原料在擠出機中熔融混合，冷卻后粉碎過篩得到產(chǎn)品的方法。超臨界流體法是將原料加人到加工釜中，使各組分變成流體，再經(jīng)過噴霧和分級釜得到產(chǎn)品。另一類是濕法，包括蒸發(fā)法、噴霧干燥法等。蒸發(fā)法是將原料配成溶劑型涂料進行混合，然后通過蒸發(fā)的方式去除溶劑，最后，經(jīng)冷卻、粉碎、過篩得到產(chǎn)品。噴霧干燥法是將原料配成溶劑型涂料進行混合，溶解溶脹后研磨，再噴霧干燥得到產(chǎn)品。

2 熱固性氟粉末涂料制備及應用

2.1 原料

本次用于熱固性氟粉末涂料制備的溶劑選用含氟鹵代烷烴和去離子水；聚合反應的單體選用鏈烷酸乙烯；三氟氯乙烯、功能性改性單體A、烷基烯酸；聚合過程的引發(fā)劑選用過氧化二異丁烯胺。

2.2 聚合工藝分析

通常情況下，在自由基引發(fā)劑色作用下，控制溫度在70-100攝氏度，通過共聚反應能夠制得熱固性氟粉末樹脂，在該種工藝中，使用沉淀劑保持溶液中試劑的沉淀，最后通過分離和干燥得到最終產(chǎn)物。大量研究發(fā)現(xiàn)，采用溶液沉淀聚合的方法，能夠降低聚合工藝的操作難度、反應轉化率和相對分子質量等關鍵參數(shù)調控相對簡單。

本次實驗使用帶有攪拌功能的高壓反應釜（2L），反應釜內配備有加熱裝置和冷卻裝置，在反應釜外側裝有電加熱裝置。實驗流程如下：首先對反應釜進行真空脫氧處理，要求氧氣濃度＜45*10-6，然后將反映單體和混合溶劑加入反應釜內，一邊攪拌一邊緩慢加熱，在溫度達到35℃的情況下沒加入引發(fā)劑，同時維持反應釜內維度在33℃～37℃，反應進行4h，在此之后停止反映并冷卻反應釜，將未反應的單體排除反應釜。

聚合反應的第二階段：連接減壓蒸餾裝置在高壓反應釜上，分兩次加入去離子水在反應釜內，一邊攪拌一邊加熱，注意控制加熱的速度，溫度控制在30℃左右，真空度保持在-0.1MPa左右，在回收溶劑結束之后，冷卻反應釜，過濾并干燥，最終得到成顆粒狀的聚合物。

2.3 引發(fā)劑和聚合反應溶劑的選擇

聚合反應中一般采用油溶性引發(fā)劑。實踐證明，使用有機過氧化物引發(fā)劑能夠獲得熱穩(wěn)定性比較好的氟粉末樹脂。

在合成氟粉末樹脂的過程中，選擇的溶劑應當具備沸點低和揮發(fā)性強的特點，例如氟氯烷請、水、甲醇、乙醇等氟樹脂的劣溶劑，以減少在固體樹脂中的殘余，影響其使用，且能夠使聚合過程更加順利地進行。

2.4 熱固性氟粉末涂料制備

計算得到使用的封閉異氰酸酯固化劑、鈦白粉和流平劑、安息香，本次反應首先在預混罐中進行混合，然后使用雙螺桿擠出機擠出，溫度控制在110℃～120℃之間，然后粉碎過篩，就可以得到氟粉末涂料。使用合成的熱固性含氟粉末涂料進行噴涂施工，并按照國家有關標準進行檢測，主要測試該種涂料的物理化學性能。

2.5 應用過程中的相關問題

經(jīng)過相關的實驗論證之后發(fā)現(xiàn)，熱固性氟粉末樹脂具有很好的熱存儲穩(wěn)定性，并且它的綜合性能相對較高。使用這種樹脂紙杯而成的涂料在烘烤溫度、生產(chǎn)及施工工藝方面與其他粉末涂料基本類似。但是這種粉末具有其他粉末所沒有的特性，它的物理機械性能、耐酸堿性能、耐鹽霧性能以及耐人工加速老化性能都比較強。在實際的使用過程中，不能將其與全氟聚合物相混淆以產(chǎn)生不必要的麻煩。在熱固性氟粉末涂料使用之前，需要對金屬基材進行一定的處理，例如進行除油、除銹、磷化、鉻化等處理，提高涂料的附著力和涂層的使用壽命，充分發(fā)揮出熱固性氟粉末涂料優(yōu)良性能。

3 結語

熱固性氟粉末涂料是熱固性粉末涂料的一種，因其具有較好的物理機械性能、耐酸堿性能、耐鹽霧性能以及耐人工加速老化性能而受到廣泛的研究和應用，因此對熱固性氟粉末涂料的生產(chǎn)制備變得十分重要。在制備過程中，要對原材料的用量進行計算，采用合適的聚合工藝對其進行生產(chǎn)。另外，在熱固性氟粉末涂料的使用之前需要注意一些問題，如金屬預處理等，這樣才能更好地發(fā)揮出熱固性氟粉末涂料的優(yōu)良性能。

[1]石塚孝宏.熱固性粉末涂料和涂覆制品[P].日本：CN105985687A,2016-10-05.

[2]何明俊,胡孝勇,柯勇.熱固性粉末涂料的研究進展[J].合成樹脂及塑料,2016,(04):93-97.

姓名：王宇（1976-）；性別：男，籍貫：黑龍江省寶清縣，學歷：本科，畢業(yè)于遼寧工程技術大學；現(xiàn)有職稱：中級工程師；

研究方向：涂料生產(chǎn)和質量控制；