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氟树脂耐加速老化性能的研究,选取了几种有代表性的FEVE 氟树脂,进行适当的改性后制成白色漆膜,中国化工网,okmart.com
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氟树脂耐加速老化性能的研究,选取了几种有代表性的FEVE 氟树脂,进行适当的改性后制成白色漆膜
2019年09月15日    阅读量:626    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

1 前 言

随着现代建筑的高层和超高层化、钢结构的大型化、跨海大桥、海上设施及海洋船舶的建设,对涂料的防腐蚀性、耐候性和耐久性提出了越来越高的要求。含氟涂料以其超耐候性、耐腐蚀性和优越的自清洁性能[1],被用作长效免维护外用涂料而日益受到重视,成为当前高性能涂料研究的热点和发展方向之一。


氟碳涂料尽管已能实现常温固化,但其性能却不及熔融型氟碳涂料,因此性能更好的常温固化氟碳涂料还有待进一步研究;同时,氟树脂成本较高,采用价格相对较低的单体或树脂对其进行改性也是氟树脂涂料的研究热点之一,在保持氟树脂涂料优异性能的前提下,降低涂料成本[2] 中国化工网okmart.com


本文研究的目的是通过对常温固化氟树脂进行改性,制备一种性价比高、防腐蚀及耐候性好的氟树脂涂料。


2 实验部分

2.1 原材料

原材料有FEVE 树脂(工业品),羟基丙烯酸树脂(自制)。

2.2 涂料和待测漆膜的制备

选取五种有代表性的氟树脂(见表1)与自制含羟基丙烯酸树脂采用不同的方式进行共混,混合方式分别为:氟树脂∶丙烯酸树脂=1∶0、3∶1、1∶1、0∶1(质量比),制成复合树脂,利用复合树脂制备成白色涂料。涂料配方见表2。

五种氟树脂的基本特性及涂料配方

氟树脂耐加速老化性能的研究,选取了几种有代表性的FEVE 氟树脂,进行适当的改性后制成白色漆膜 中国化工网,okmart.com

将树脂200 份、钛白粉300 份、溶剂100 份以及润湿分散剂等混合均匀,投入砂磨机研磨,制得色浆,加入剩余氟树脂、溶剂、固化剂等物料,调整涂料粘度在(涂-4杯,25℃)左右60 s,熟化0.5h后使用[3]。漆膜的制备方法:两道环氧云铁中间漆,总厚度为70mm 左右,再喷涂两道待测试样的面漆,厚度为(50~60)mm,最后一道漆膜待全部干燥后,用氟树脂面漆进行封边,封边宽度大约为5mm。

2.3 性能检测

漆膜完全固化后,用60°光泽计测定漆膜的光泽,然后用漆膜加速老化试验机进行加速老化试验,每隔一段时间进行光泽测定,并且在2 000h 和4 000h 时进行色差测定。


3 结果与讨论

3.1 加速老化试验保光率随时间的变化以及色差值

漆膜进行了4 000h的老化试验,并每隔一定时间进行光泽度的测定。2 000h QUV 老化后漆膜的保光率与加速老化时间的关系。图1 为五种100%氟树脂制备的漆膜耐2 000h QUV 老化实验的结果。

氟树脂耐加速老化性能的研究,选取了几种有代表性的FEVE 氟树脂,进行适当的改性后制成白色漆膜 中国化工网,okmart.com

从图1中可看出不同厂家生产的氟树脂QUV性能差别很大,E树脂漆膜的耐候性能优异,保光率在95%以上。而D 树脂漆膜则在老化800h 后保光率迅速下降,到2 000h 时已经不能达到50%,仅仅为47.1%,耐老化性能很差。

图2 为D 树脂用自制丙烯酸树脂F 进行改性后做成漆膜在紫外加速老化2 000h时的数据图。02为D∶F = 1∶1,03 为D∶F = 3∶1 改性,而D 则为100%氟树脂。从图2中可以明显地看到经过相同的老化时间氟树脂含量越高,保光率越好,而在2 000h 后D02和D03 已经降到20%~40%,而即使是没有改性的氟树脂保光率也仅仅为47.1%。从数据上可以初步确定,树脂D制成的漆膜耐紫外老化性能不好,没有进一步研究的必要。

3.2 色差值及等级评价

(1)100%氟树脂漆膜老化过程的色差值以及等级评价

以纯氟树脂制备的漆膜经紫外老化后测定色差值,并根据标准GB/T11186.2~11186.3进行等级评价,结果见表3。

五种纯氟树脂漆膜老化过程的色差值以及等级评价

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由表3 可以看出,经过2 000h 的老化实验,D树脂制成的漆膜变化较大,达到3 级。因此树脂D 与其它氟树脂比较起来,不适合用在户外做耐候性涂料的树脂。



(2)4 000h QUV老化后漆膜的保光率与老化时间的关系

图3、图4、图5为氟树脂和丙烯酸树脂比例为1∶1、3∶1和100%氟树脂时保光率随紫外加速老化时间的变化关系。图中保光率随着老化的进行都有所降低,而到了4 000h 只有E 树脂保光率保持在80%以上,C 树脂也能保持在60%以上,其他的都下降的很多(由图5 可知)。

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不同纯氟树脂的老化时间与保光率的关系

比较图3、图4、图5 可知:丙烯酸改性的也只有E 树脂有实用价值,1∶1 的(E02)要好于100%氟树脂A、B。而3∶1 的(E03)要好于100%氟树脂C、A 、B 。

(3)4 000h后色差的分析

表4、表5、表6分别为氟树脂和丙烯酸树脂比例为1∶1、3∶1和100%氟树脂时色差值以及等级的划分。

氟树脂和丙烯酸树脂比例为1∶1的色差值及等级

氟树脂和丙烯酸树脂比例为3∶1 的色差值及等级

氟树脂和丙烯酸树脂比例为100%氟树脂色差值及等级

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由以上数据可知:当紫外加速老化试验达到4 000h 后E 氟树脂在含量≥ 50%时能保持3 级以上;100%氟树脂可以达到2 级;而A、B 树脂只能在3~4 级,因此用50%以上的E氟树脂和丙烯酸树脂的混合物可以代替A、B 100%氟树脂。而C 树脂含量在50%以上时也可以用,但是效果没有E 树脂好。


4 结 论

综合以上数据和分析结果,不同厂家生产的氟树脂的耐紫外老化性能差别很大,有的耐QUV 4 000h后保光率仍达到 80% 以上,色差等级为2;有的耐QUV2 000h时保光率降到50%以下,色差等级为3级。其中E树脂用自制丙烯酸树脂进行改性后,耐老化性能仍然非常好,具有良好的性价比,可以代替某些不做任何改性的氟树脂用于长效防腐耐候涂料体系中。


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