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產品知識

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摘要:氟碳粉末具有優質' 環保.高效和節能等優點.本文介紹了采用自制納米Si02改性熱固性丙烯酸樹脂與 PVDF樹脂制備氟碳粉末涂料的性能比較。當納米Si02改性丙烯酸樹脂中Si02含量為6%時,通過能譜分析 Si的含量.得出SiO;能夠在復合漆膜中分布均勻:且Si02改性熱固性丙烯酸與PVDF樹脂相容性很好.其粉 末涂料的復合漆膜的硬度.附著力和耐沖擊性得到提高。
關鍵詞:PVDF:粉末涂料:納米Si02:改性丙烯酸
 氟碳粉末涂料采用與液體涂料完全相同的P VDF 樹脂和無機陶瓷顏料,具有同樣優異的耐候性能和其 它性能;氟碳粉末涂料不使用溶劑,多余的噴粉可以 回收重復使用,因此氟破粉末涂料與液體涂料相比具 有環保、節能、優質、高效和經濟等很多優點。但是 由于氟破粉末涂料涂層太厚和表面平整度差,因此 P V D F氟破粉末涂料從1976年就開始投放市場,使用 量一直不大。隨著氟碳粉末涂料技術(超細粉末涂料技 術、納米改性熱固型丙烯酸樹脂技術、包裹金屬粉末 涂料技術)的發展,氟碳粉末涂料性能得到大幅提高, 使用量迅速加大。當前納米改性熱固型丙烯酸樹脂技 術是研究的熱點。
納米材料由于具有特殊的界面性能和體積效應, 在聚合物改性中能同時起到增強、增韌、提高耐熱性 的作用,所以選擇納米材料加人聚合物體系,以期達 到對樹脂結合劑良好改性的目的。納米S i 02無定性白 色粉末(指其團聚體)顆粒尺寸小,比表面積大,表面能 高,表面嚴重的配位不足等,使其易與材料中的氧鍵 合,提Si分子間的結合力;同時納米Si02的小尺寸效 應和宏觀量子隧道效應使其產生淤滲作用,可以深入 到材料的不飽和鍵附近,并和不飽和鍵的電子云發生 作用,進而與材料的大分子互相結合成為立體網狀從而大幅度提高材料的強度、彈性、耐磨性、耐水 性、光穩定性和熱穩定性。
傳統的氟碳涂料中使用30%的丙烯酸樹脂,起到 潤濕無機顏料、增加附著力等的作用。氟碳粉末涂料 需要更加好的涂房附著力,傳統使用的熱塑性丙烯酸 不能夠提供足夠的附著力,而常規的熱固型丙烯酸又 很難與PVDF樹脂相容,導致致密性差、流平性差。 本文是采用自制納米Si02改性熱固型丙烯酸,得到與 PVDF相容性很好的樹脂,解決了PVDF粉末涂料相容 性問題,從而提高漆膜的硬度、附著力和耐沖擊性。
2實驗部分
1.1納米s i 02改性丙烯酸樹脂及氟碳粉末涂料的 制備
將一定量自制無色透明的納米Si02,分散于無水 乙醇中,超聲波震蕩30~60min,溶于丙烯酸樹脂液混 合,攪拌、震蕩,然后真空蒸餾得到Si02改性丙烯酸 樹脂。將PVDF、Si02改性丙烯酸樹脂及顏填料等制備 得粒徑/」'于10 m m的亞微米粉末涂料產品。
涂料配方中,納米Si02改性丙烯酸樹脂中3102含 量分別為0%、1%、2%、4%、6%、8%,涂料編號 分別為F0、F1、F2' F3、F4、F5。
1.2測試方法
1.2.1 3丨02溶膠粒徑的測定
將3102溶膠搖勻,超聲分散;然后加人到樣品池 中,裝人馬爾文儀器公司的Zetasizer Nano-ZS型 激光粒度儀的樣品架上,待溫度穩定后(約5m I n)幵始測 量。儀器光源為He-Ne激光,分散介質是水,測定溫 度為25°C。
1.2漆膜表征
1.2.1漆膜的結構表征——能譜分析(EDS)
采用掃描電鏡對膜的斷面縱向取不同的5個點(任 意)進行能譜分析。掃描電鏡儀器型號:S-360型,能 譜儀器型號:Link Pentafet OXFORD。樣品測定 前,先對其進行物理噴金。
1.2.2漆膜常規機械性能測試
(1)用漆膜測厚儀測漆嗅厚度,選擇漆嗅厚度 (50 士 3) ^ m的鋁板待測常規機械性能。
⑵漆瞑硬度、附著力、耐沖擊性分別按照GB/T 6739—2006、GB/T 9286-1998, GB/T 1732-1993 0
2結果與討論
2.1納米Si02溶膠粒度及粒度分布的測試結果
通過納米粒度分析儀表征s i 02溶膠觔粒尺寸的大 小以及分布,圖1是用烏爾文光子相關遘粒度儀測定的 Si07溶膠顆粒度分布曲線,是以微球的數目統計的。 圖中Si02溶膠顆粒最高蜂頂橫坐標表示峰位置,團 3丨02溶膠顆粒的平均粒徑;最S蜂頂縱坐標代表該粒 徑蜂面積占總面積的百分數,即®粒徑3丨02溶膠顆粒 所有粒徑的88球中占有的數目百分比.從® 1中可以看 出SiO,溶膠的粒徑比較小,貝粒g范圍大約茌1.73~ 3.12nm。2.2納米復合漆膜中的分敢均勻性
復合漆膜中無機物質的8以及無機物分布的均勻 性將直接影_到復合漆嗅的物理和化學性質。
圖2是含6%的SiO!(平均粒徑為2nm)改性丙烯酸樹 S旨與PVDF樹暗制備的氟肢粉末涂料的復合漆膜斷面掃元素的含8.從圖2中可以看出2nnn的Si02沒有發生團 聚并生成在此放大倍數下可以吾出的Si02顆粒;從表1 可以看出在g合漆嗅的斷面縱向5個任意不同的點S i的 元素含置相差不是很大,由此可以說明Si0$復合漆 膜中分布是均勻的分散.從而復合漆膜中各部分的化
3.3納米3丨02對嫠合漆膜硬度的影響
漆膜硬度反映了涂層的抗刻劃性、_磨性、抗 壓的性能,通常漆膜都要求具有一定的硬度。涂膜硬度一般有擺桿硬度和鉛筆硬度兩種指標。其中,鉛筆 硬度是采用相應的硬度的鉛筆,以45度角茌漆膜上推由測得的硬度值可知,隨著納米Si02加人量的增 多,復合漆瞑的硬度逐漸變大,這是由于納米3102表 面的大量羥基產生了較強的分子間作用力,使得納米 Si〇2改性熱固型丙烯酸與PVDF相容性很好的樹脂,且 隨著納米Si〇2量的增多,使得漆膜變得更為致密;硬 度逐漸增加。另外,漆膜在高溫烘烤的過程中,納米 Si02表面部分羥基可與丙烯酸樹脂中的羧基發生交聯 反應,提高了丙烯酸樹脂與PVDF的交聯度,從而提高 了漆膜的硬度。
2.4納米Si02對復合漆膜附著力的影響
附著力是漆膜與底材質檢的結合牢度的量度, 它受底材的粗糙度、底材材質、底材的化學性質等影 響,是漆膜與底材之間表面物質的分子間作用力的大 /J 的體現。表3是鋁板上納米S102的用量對漆膜附著力 的影響。
3結語
采用自制納米Si〇2改性熱固型丙烯酸,當納米 S102改性熱固型丙烯酸樹脂中S i 02含量為6%時,通過 能譜分析&的含量,得出Si02能夠在復合漆膜中分布均 勻;且Si〇2改性熱固型丙烯酸與PVDF相容性很好的樹 脂,其粉末涂料復合漆膜漆膜的硬度、附著力和耐沖 擊性得到提高。
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