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细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究,中国化工网,okmart.com
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细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究
2019年09月09日    阅读量:413    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿


0 引言

目前研究人员对FEVE 氟碳涂料的研究主要集中在配方的选择和设计方面,而对其细度值对涂层性能影响的研究相对较少。然而事实是涂料细度值对其涂层性能同样有至关重要的影响,在配方不变的条件下,涂层性能会随涂料细度值的不同而相应变化。


本研究在固定配方的条件下,通过分析涂料细度值对FEVE 氟碳涂料涂层光泽度、硬度、附着力、耐溶剂擦拭、耐酸碱、耐湿热老化等性能的影响,确定了FEVE 氟碳涂料涂层综合性能最优条件下合理的细度值范围中国化工网okmart.com

 

1 试验部分

1.1 主要原材料及试剂

FEVE 氟碳树脂,长兴化学;钛白粉R-706,杜邦公司;各种助剂,毕克化学;PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)、BAC(醋酸丁酯),市售。

1.2 仪器与设备

实验室卧式砂磨机,实验室用高速搅拌机,刮板细度计,线棒涂布器,漆膜划格器,台式鼓风干燥箱,双85 试验箱,镜向光泽度仪、耐摩擦仪、漆膜硬度测定仪等。

1.3 试验配方

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

涂料基础配方见表1。

涂料基础配方

1.4 涂料及涂膜制备

按照配方要求比例在1 000 mL 烧杯中依次加入丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、FEVE 氟碳树脂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂等,搅拌均匀后加入钛白粉,继续搅拌,分散均匀后,加入到实验室用卧式砂磨机中,分别制备出5 组不同细度值的FEVE 氟碳涂料并进行编号:1# 样品(20 μm)、2# 样品(15 μm)、3# 样品(10 μm)、4# 样品(8 μm)、5# 样品(5 μm)。用线棒在PET 基材上分别刮涂5 组涂料,将刮涂后的样板水平放入烘箱中烘干,制得5 组不同细度值涂料的涂膜样板。

1.5 性能测试

涂料细度值:参照GB/T 1724—1979《涂料细度测定法》进行测试。

涂层光泽度:参照GB/T 9754—2007《色漆和清漆 漆膜的20°、60° 和85° 镜面光泽的测定》进行测试,光线入射角60°。

涂层铅笔硬度:参照GB/T 6739—2006《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》进行测试。

涂层附着力:参照GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》进行测试。

涂层耐溶剂擦拭性:参照HG/T 3792—2005 中

附录C 的方法进行测试。

涂层耐酸碱性:取4 块10 cm×10 cm 样板,将2块完全浸泡在pH=3 的醋酸溶液中,其余2 块完全浸泡在pH=11 的氢氧化钠溶液中,浸泡72 h 后,分别取样和未处理样品进行对比,观察表观有无明显变

化、涂层有无脱层以及脱层程度,以涂层表观无明显变化判定为合格,否则判定为不合格。涂层耐湿热老化性能(PCT):参照GB/T 1740—2007《漆膜耐湿热测定法》进行测试。

 

2 结果与讨论

2.1 涂料细度值对涂层光泽度的影响

涂料细度值对涂层光泽度的影响见表2。

不同细度值对应的涂层光泽度

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

由表2 可见:随着涂料细度值的下降,涂层光泽度逐渐升高,当涂料细度值≤ 10 μm 时,涂层光泽度升高明显。究其原因,涂层光泽度之所以随着涂料细度值下降而逐渐升高,是因为当涂料中颜料粒径变小后,其在树脂中分散更均匀,使颜料遮盖力提升,所得涂层致密性更高,表面状态更平滑,反射光线数量相对增加,所以光泽度相对升高,不同细度值下涂层的表观扫描电镜照片亦印证了上述分析。


2.2 涂料细度值对涂层硬度的影响

涂料细度值对涂层铅笔硬度的影响见表3。

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

不同细度值对应的涂层硬度

由表3 可见:随着涂料细度值逐渐下降,涂层硬度上升。其主要原因是当颜料颗粒粒径变小后,颜料颗粒的比表面积增大,表面能增加,表面吸附能力增强,吸附氟树脂和固化剂有机链的作用增强,从而使得涂层的交联固化反应相对更充分,涂层致密性提高,硬度升高。此外,颜料粒径变小的过程中,低机械强度的颜料聚集体、附聚体逐渐被解聚,使得涂层中颜料颗粒内部裂隙空间减少,裂隙的减少也在一定程度上起到了增加涂层硬度的作用。

2.3 涂料细度值对涂层附着力的影响

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

涂料细度值对涂层附着力的影响见表4。

不同细度值对应的涂层附着力

由表4 可见:涂层附着力随着涂料细度值的下降而升高。其中1#、2# 涂料涂层附着力均为1 级,测试中存在轻微的脱落现象,而3#~5# 涂料涂层附着力均为0 级,无脱落现象。分析认为,涂层在一定厚度(约21~25 μm)的情况下,涂料细度值越大,颜料粒径越接近涂层厚度,越难被树脂完全包覆,更容易在涂层表面及其与基材的粘结界面处曝露,从而导致涂膜凹凸不平,并在与基材粘结界面处出现附着力薄弱点,这是导致涂层附着力降低的主要原因。当涂料细度值≤10 μm时,氟树脂对颜料颗粒的包覆更充分、均匀,漆膜很少存在缺陷部位,所以涂层附着力表现良好。

2.4 涂料细度值对涂层耐溶剂擦拭性的影响

涂料细度值对涂层耐溶剂擦拭性的影响见表5。

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

不同细度值下涂层的耐溶剂擦拭性

由表5 可见:随着涂料细度值的下降,涂层耐溶剂擦拭性提升。当涂料细度值较大时,涂层耐甲乙酮擦拭性较差,易出现涂层表观破损问题;而当涂料细度值较小时,涂层耐甲乙酮擦拭性良好,涂层表观几乎无变化。分析认为,当涂料细度值较大且和涂层厚度(约21~25 μm)接近的情况下,颜料颗粒难以被树脂很好地包覆,使得涂膜表面相对凹凸不平,存在颜料颗粒曝露,成为缺陷部位,易导致擦拭过程中涂层破损,这也正是1#、2# 样板涂层耐溶剂擦拭性差的主要原因。

2.5 涂料细度值对涂层耐酸碱性的影响

涂料细度值对涂层耐酸碱性的影响见表6。

不同细度值下涂层的耐酸碱性

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

不同细度值下涂层被NaOH 溶液浸泡后的光泽度变化见图1。

不同细度值下涂层被NaOH 溶液浸泡后的光泽度变化

由表6、图1 可见:随着涂料细度值的下降,涂层耐酸碱性提高。当涂料细度值较大时,其耐酸碱性较差,出现涂层表观光泽降低问题;而当涂料细度值较小时,涂层耐酸碱性良好,表观基本无变化。1#、2# 样板光泽度降低的主要原因是涂层表面存在较多缺陷部位,更易受到侵蚀,从而改变了其涂层表面状态,使得涂层在NaOH 溶液中浸泡72 h 后出现一定程度的失光。

2.6 涂料细度值对涂层耐湿热老化性的影响

涂料细度值对涂层耐湿热老化性(PCT)的影响见表7。

不同细度值下涂层的耐湿热老化性

细度值对FEVE 氟碳涂料涂层性能的影响,在同一配方条件下 对FEVE 氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究 中国化工网,okmart.com

由表7 可见:随着涂料细度值降低,其涂层耐湿热老化性得到提升。1#、2# 样品经湿热老化试验后,附着力由老化前的1 级降为3 级,光泽保持率均低于90%,黄变指数也较4#、5# 样品高,且表观均出现较大面积的起泡现象,而3# 样品表现次之,4#、5# 样品表现最佳。由前述分析可知,1#、2# 样板湿热老化后出现起泡的根本原因是1#、2# 样板涂层存在较多的缺陷部位,涂层的致密性、附着力等相对其他三组样板差,所以在湿热老化过程中更容易被水蒸气侵蚀、破坏,从而导致出现表观起泡的问题。

 

3 结语

综上所述,涂层的各项性能均随涂料细度值的减小而有不同程度的提升,当涂料细度值≤ 8 μm(4#、5# 样板)时,涂层光泽度、附着力、硬度、耐溶剂擦拭性、耐酸碱性、耐湿热老化性等表现优异,而当涂料细度值>8 μm(3#、4#、5# 样板)时,涂层的综合性能下降。


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