由于氟树脂分子链中高键能C—F键(460KJ/mo])的存在,使得以氟树脂为基料配制成的氟碳涂料具有许多独特的性质, 如超强的耐候性、耐化学腐蚀性、不粘性、低摩擦性等。目前,氟碳涂料已被成功地应用在建筑、石化、铁路、道桥及军工等诸多领域。传统的涂料多是溶剂型的,但随着各国环保法规的确立和人们环保意识的增强,挥发性有机化合物(V0C)的排放愈来愈受到限制,促使涂料工业向环保型涂料方向发展,如水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料、光固化涂料等。
水性氟碳涂料除了具有超强的耐候性、耐化学腐蚀性、耐沾污性、耐洗刷性等特点外,尤为突出的优点是对环境无污染,对人身无伤害, 因而正日益引起世人的极大关注。我公司成功开发出了以一氯三氟乙烯为含氟单体的氟树脂乳液,并用其制造了水性氟碳涂料。它们是我公司独立自主开发出的新品种合成树脂乳液及新品种涂料。目前氟树脂乳液及涂料均实现了工业化生产,并开发出氟树脂乳液内、外墙涂料,氟树脂乳液厚质涂料等多个系列多个品种的水性氟碳涂料,在市场上取得了较好的应用。
1.实验部分
1.1原材料
氟树脂乳液, 自制;金红石型钛白粉、硅灰石粉、重质碳酸钙、滑石粉,均为市售;各种涂料专用助剂,均为市售。
1.2设备
常用制备乳胶漆的设备, 如分散机、研磨机、过滤机等。
1.3氟树脂乳液涂料性能检测
氟树脂乳液涂料的性能按中华人民共和国国家标准GB/T97 55—2001《合成树脂乳液外墙涂料》中规定的技术要求及方法进行检测。
1.4氟树脂乳液涂料配制
1.4.1氟树脂乳液涂料参考配方
表1为氟树脂乳液外墙涂料参考配方
注:颜基比:1.97/1
PVC=36.4%
NVV=36.93%
细度≤40 m
PH=8.5
粘度(23oc±2cI=):85KU
贮存稳定性(50oc/30天粘度): 90KU
1.4.2氟树脂乳液涂料制造工艺
氟树脂乳液涂料制造工艺与传统的乳胶漆的制造工艺相同,具体如下:
(1)在洁净的调漆罐中加入配方量的去离子水。
(2)搅拌状态下(4O0转/分)按配方量加入分散剂、润湿剂、消泡剂、丙二醇, 搅拌均匀。
(3)按配方顺序加入颜料、体质颜料(钛白粉、重钙粉、滑石粉、硅灰石粉等), 中速搅拌均匀。
(4)然后进行高速分散20分钟以上,砂磨机研磨,直至达到细度。
(5)把研磨好的白浆过滤后直接倒入到基料缸中,边搅拌边加入。
(6)然后缓慢加入配方量的成膜助剂、消泡剂、防腐防霉剂、流变剂、增稠剂、中和剂。
(7)检验有关指标, 合格后, 过滤、包装。
2结果与讨论
2.1氟树脂乳液外墙涂料性能
经国家涂料质量监督检验中心和国家化学建筑材料测试中心检验,氟树脂乳液外墙涂料达到中华人民共和国国家标准GB/T9755—2001《合成树脂乳液外墙涂料》中规定的优等品的技术指标要求。从氟树脂乳液外墙涂料性能检测结果(表2)可以看出,它的耐沾污性、耐氟树脂乳液外墙涂料的制造、性能评价及其应用洗刷性、耐人工老化性十分突出。另外,通过自检发现,该涂料的耐水、耐碱性,保色性十分优异(表3)。所有这些都是由于氟的电负性高,原子半径小, 极化率小, 形成的C—F键键长短,键能高,使得氟树脂中的氟原子不但与碳原子结合牢固,而且在碳链骨架外层排列十分紧密, 有效的防止了碳原子和碳链的暴露,从而赋予该涂料上述优异的性能。
a在去离子水中浸泡240小时后测定; 在碱水中浸~240小时后测定; 工加速老化150O小时后测定。
2.2氟树脂乳液外墙涂料的应用
氟树脂乳液外墙涂料的施工配套通常为:基材一平底腻子一光面腻子一水性氟碳底漆(一道)一氟树脂乳液外墙涂料(二道)。为取得更佳效果也可在基材和腻子之间增加一道封闭底漆。氟树脂乳液外墙涂料自2003年开始, 已在东北、华北、华南等全国范围内进行了广泛应用(见表4), 涂装面积达到两百万平方米以上, 工程总体效果良好, 受到用户的好评, 正逐渐被市场认同,预计今后会有更大的突破。
3结语
以氟树脂乳液为基料配制而成的水性氟涂料具有优异的耐候、耐沾污、耐洗刷等性能,远远超过了现行国家标准中规定的技术指标,尤其具有安全、环保等性能,属于环境友好型产品,符合世界涂料工业发展趋势。国家经贸委在《新型建筑材料行业“十五”规划》中提出: “十五” 期间,新型建筑材料发展的重点是新型墙体材料和新型建筑装饰装修材料。建筑涂料的发展重点是质感丰富、保色性好、耐候、耐污染的中高档外墙涂料,环保型的内墙乳胶漆,发展粉末涂料以及辐射固化涂料, 逐步形成产业化、规模化生产。 “十五”规划为水性氟涂料的推广应用展现了美好的前景。当前,我国经济高速增长,建筑工程逐渐增多,对质量要求也越来越高, 同时我国也更加重视了保护环境和节约资源,使得对高档水性涂料的需求逐步扩大,为水性氟涂料的推广应用提供了良好的机遇和条件。