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水性不粘涂料简单介绍及性能测试
2007/4/19/08:13  来源:涂料涂装资讯网
 

    2 自分层现象及助剂对其的影响

     理想的氟树脂与粘结剂组成的高分子合金不粘涂层,表层应尽可能多的含有氟树脂,底层尽可能多 的含有粘结剂,而且从表层至底层存在浓度梯度,也即存在所谓的自分层现象。这样做的目的可使底层 与基材具有良好附着力,表层具有良好不粘性,且涂 层中间不存在剥落现象。如何制得稳定的氟树脂水分散体及粘结剂水溶液或水分散体,如何使它们相互配伍,且在涂层形成过程中出现分层现象, 是水性不粘涂料制备与施工的关键技术之一。影 响涂层自分层性的因素很多,例如涂料的组成配比、树脂的相容性、涂料粒子的密度和大小、助剂 对粒子表面的改性作用,涂层的塑化工艺以及涂 料的制备过程等。

    助剂的作用就是改善涂料各组分的表面性质, 促进涂料的研磨、稳定和施工等性能。除主要考虑 涂料各组分的润湿分散稳定作用外,还要考虑如何 改善和调节树脂间的相容性和促进涂层的自分层 性,以获得良好的附着力和不粘性。就润湿分散而 言,主要考虑原料粒子表面与分散介质水的作用,由 于涂料成分包括从非极性的氟树脂和粘结树脂到高 极性的某些颜填料,各成分的表面极性相差甚远,对润湿剂和分散、稳定剂的要求也极不相同,必须综合考虑,相互兼顾。就改善树脂相容性与自分层而言,主要考虑树脂与树脂间的作用力大小。树脂间结合 牢固,不易相互分离,氟树脂不能迁移至表面,涂层的自分层性无法实现,涂层不粘性差;树脂相容性不好,树脂间极易相互分离,涂料的研磨分散和施工性能差,树脂间出现明显的相分离,涂层表现为明显的 粘结树脂和氟树脂两部分,性能为各自的单独性,无 互补性,涂层强度低,综合性能差。助剂的作用就是使树脂间的相容性与涂层的自分层性和谐统一,使涂料综合性能达到最好。

    3 涂层不粘性能测试

    不粘涂料的不粘性主要是通过测量涂层上液滴 ( 水或油 ) 的接触角来判断。固体表面张力愈小则另 一 种液体在其表面上展开的能力愈差,即浸润性愈差,不粘性就愈好。通常,液体在固体表面上的展开 能力用展开系数 S 来衡量。

公式

    式中: γ s—— 固体表面张力; γ sL—— 固液界面的表面张力; γ L ——液体表面张力

S 值越小,液体在固体表面展开的能力越弱,固 体表面的不粘性越好。

公式

    若选定一种物质作为标准液体,那么 是一定的。通过测量该标准液体在不同固体表面的接触角 θ 1 θ 2 ∧ θ 可求得铺展系数 S1S2 ∧ Sn 。

    θ越大, S 越小,液体倾向于减少与固体接触的面积,该固体表面的不粘性就越好。也就是说,可以 用接触角 0 来定量评价涂层的不粘性能。

    4 工艺的影响

    水性不粘涂料喷涂成型包括基材表面预处理、喷涂和烧结 3 个步骤。烧结温度一般为 360 ~ 380 ℃, 烧结时间为 15 ~ 30 min 。烧结温度愈高,涂层的附着力愈强,但是烧结温度过高,涂层将褪色、结疤和鼓泡,甚至烧焦,另外烧结温度过高,氟树脂分解产生剧毒氟化物。烧结温度过低时,涂层不能充分熔化 和流平,涂层容易形成针孔,达不到设计的技术要 求。当涂膜仍然是熔融状态时,在冷水中淬冷的涂 膜,结晶度较低,涂层致密性好。对于PTFE/ PFA 混 合物而言,淬冷的涂膜很快就失去其结晶结构。大约 40%的共聚物含量就会对室温冷却的涂膜有明显的影响,但是如果涂膜快速淬冷,仅 20 %的 PFA( 甚至 不添加任何 PFA) 就很有效。

    5 结语

    水性不粘涂料作为一种实用性强、技术含量高的环保型特种涂料,越来越引起涂料研发工作者的广泛关注。目前,国外已研制出多种水性防粘耐磨涂料,尤以美国杜邦公司的特富龙 Teflon 最具代表 性,国内还处于开发研制阶段。由于水性不粘涂料技术复杂,针对如何分散氟树脂微粉,如何选取粘结 树脂,如何使各树脂相互配伍等仍是目前研制开发 水性防粘涂料的重要课题。

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