熱固性氟粉末涂料的制備及其應(yīng)用探究

王宇(威士伯涂料(上海)有限公司，上海 201818)

熱固性氟粉末涂料的制備及其應(yīng)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(yīng)用。本文首先對(duì)粉末涂料成分及制備方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，在此基礎(chǔ)上對(duì)熱固性氟粉末涂料的制備過程進(jìn)行詳細(xì)探討，最后對(duì)熱固性氟粉末涂料在應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)注意的問題進(jìn)行分析。

熱固性氟粉末涂料；制備；應(yīng)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(yīng)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(xué)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(chǎng)中，熱固性氟粉末涂料具有較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)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(zhì)，是決定涂料性質(zhì)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(zhì)量。熱固性粉末涂料中的樹脂，必須同固化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)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(yù)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(yù)混合的原料在擠出機(jī)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(jí)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(jìn)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(jìn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)化率和相對(duì)分子質(zhì)量等關(guān)鍵參數(shù)調(diào)控相對(duì)簡(jiǎn)單。

本次實(shí)驗(yàn)使用帶有攪拌功能的高壓反應(yīng)釜（2L），反應(yīng)釜內(nèi)配備有加熱裝置和冷卻裝置，在反應(yīng)釜外側(cè)裝有電加熱裝置。實(shí)驗(yàn)流程如下：首先對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)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(yīng)釜內(nèi)，一邊攪拌一邊緩慢加熱，在溫度達(dá)到35℃的情況下沒加入引發(fā)劑，同時(shí)維持反應(yīng)釜內(nèi)維度在33℃～37℃，反應(yīng)進(jìn)行4h，在此之后停止反映并冷卻反應(yīng)釜，將未反應(yīng)的單體排除反應(yīng)釜。

聚合反應(yīng)的第二階段：連接減壓蒸餾裝置在高壓反應(yīng)釜上，分兩次加入去離子水在反應(yīng)釜內(nèi)，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(jié)束之后，冷卻反應(yīng)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(yīng)溶劑的選擇

聚合反應(yīng)中一般采用油溶性引發(fā)劑。實(shí)踐證明，使用有機(jī)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(yīng)當(dāng)具備沸點(diǎn)低和揮發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)，例如氟氯烷請(qǐng)、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(jìn)行。

2.4 熱固性氟粉末涂料制備

計(jì)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(yīng)首先在預(yù)混罐中進(jìn)行混合，然后使用雙螺桿擠出機(jī)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(jìn)行噴涂施工，并按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，主要測(cè)試該種涂料的物理化學(xué)性能。

2.5 應(yīng)用過程中的相關(guān)問題

經(jīng)過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)論證之后發(fā)現(xiàn)，熱固性氟粉末樹脂具有很好的熱存儲(chǔ)穩(wěn)定性，并且它的綜合性能相對(duì)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(jī)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(qiáng)。在實(shí)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(duì)金屬基材進(jìn)行一定的處理，例如進(jìn)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(jié)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(jī)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(yīng)用，因此對(duì)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(duì)原材料的用量進(jìn)行計(jì)算，采用合適的聚合工藝對(duì)其進(jìn)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(yù)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(jìn)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(xué)歷：本科，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)；現(xiàn)有職稱：中級(jí)工程師；

研究方向：涂料生產(chǎn)和質(zhì)量控制；