摘要：比較了不同類(lèi)型FEVE氟碳涂料的耐酸堿性能和耐溶劑性能，并簡(jiǎn)要分析了原因。
關(guān)鍵詞：FEVE氟碳涂料；耐酸堿性能；耐溶劑性能
0.引言
常溫固化FEVE氟碳樹(shù)脂是由氟單體和乙烯基醚或乙烯基酯單體形成的交替共聚物。C—F鍵的高鍵能和結(jié)構(gòu)單元的交替共聚序列結(jié)構(gòu)賦予FEVE氟碳涂料優(yōu)異的耐候性。一般消費(fèi)者經(jīng)常將FEVE氟碳樹(shù)脂與純氟單體共聚的氟碳樹(shù)脂性能等同起來(lái)，市場(chǎng)上也存在著根據(jù)C—F鍵高鍵能而片面夸大FEVE氟碳涂料性能的現(xiàn)象，從而造成對(duì)FEVE氟碳涂料性能的模糊認(rèn)識(shí)，影響FEVE氟碳涂料的推廣應(yīng)用。高聚物的性能由其結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、共聚單元的序列結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等因素所決定。FEVE氟碳樹(shù)脂的性能不僅取決于氟單體，也受共聚單體顯著影響。FEVE氟碳樹(shù)脂所采用的共聚單體包括三氟氯乙烯、四氟乙烯、環(huán)己基乙烯基醚、醋酸乙烯酯以及高分子量乙烯基酯或醚大單體等。本文對(duì)市場(chǎng)化的FEVE氟碳涂料的耐酸堿性能、耐溶劑性能進(jìn)行比較研究。
1.試驗(yàn)部分
1.1主要原料
FEVE氟碳樹(shù)脂：1#，CC-03，常熟三愛(ài)富中昊化工；2＃，GK-570，大金氟涂料(上海)；3＃，GK-510，大金株式會(huì)社；4＃，ZH-04，常熟三愛(ài)富中昊化工；5#，LF-200，旭硝子株式會(huì)社；6＃，JF-2X，常熟三愛(ài)富中昊化工。固化劑75B，旭化成株式會(huì)社；鈦白粉R960，美國(guó)杜邦；助劑，BYK。
1.2涂料制備
研磨PVC值相近的白色涂料作為涂料耐酸堿性能和耐溶劑性能的比較基礎(chǔ)。鈦白粉均選用R960，助劑為與不同F(xiàn)EVE氟碳涂料相適應(yīng)的助劑，PVC值為15％。
1.3涂膜制備
按照n(—NCO)∶n(—OH)＝1.1∶1的比例將基料和固化劑混合攪拌均勻，熟化0.5h后用刷涂法制備涂膜。耐酸堿性能涂膜制備：環(huán)氧富鋅涂料(80μm)＋環(huán)氧云鐵中間漆(120μm)＋氟碳涂料(60μm)。25℃下，養(yǎng)護(hù)15d后測(cè)試耐酸堿性能。耐溶劑性能涂膜制備：在表面含脫膜劑的聚酯膜上刷涂?jī)傻劳苛�，間隔時(shí)間為1h，涂膜總厚度為250～300μm，25℃下養(yǎng)護(hù)21d后測(cè)試耐溶劑性能。
1.4性能測(cè)試
耐酸堿性能按照GB/T9274進(jìn)行。選用介質(zhì)為10％H2SO4、10％NaOH。浸泡前后的光澤值采用XZT臺(tái)式鏡向光澤度計(jì)測(cè)試，色差值ΔE采用SC－80全自動(dòng)測(cè)色色差儀測(cè)試。耐溶劑性能：將涂膜浸入所要測(cè)試的溶劑中，浸泡15d。用電子天平稱(chēng)量浸泡前后樣品的質(zhì)量，計(jì)算溶脹率：
FEVE氟碳涂料耐酸堿性和耐溶劑性研究
2.結(jié)果與討論
2.1涂膜耐酸、堿性能
6種FEVE氟碳涂膜經(jīng)過(guò)60d的耐10％H2SO4試驗(yàn)后，除了3＃發(fā)生2級(jí)失光和1級(jí)變色外，其他品種光澤和顏色幾乎沒(méi)有變化。FEVE氟碳涂膜耐堿性試驗(yàn)，光澤度隨浸泡時(shí)間的變化如圖1所示，顏色隨浸泡時(shí)間的變化如圖2所示。從圖1可以看出，1＃、2＃、5＃的耐堿試驗(yàn)后光澤度保持不變，4＃、6＃光澤度變化明顯，而3＃光澤度變化也較大。從圖2可以看出，2＃、5＃顏色幾乎無(wú)變化，1＃、3＃輕微變色，4＃、6＃明顯變色。耐化學(xué)品性能的差異主要由共聚單體的類(lèi)型決定，另外由共聚單體不同導(dǎo)致Tg不同也會(huì)對(duì)耐化學(xué)品性能產(chǎn)生影響。6種FEVE氟碳樹(shù)脂的大致單體構(gòu)成為：1＃，三氟氯乙烯－乙烯基酯大單體；2＃，四氟乙烯－乙烯基醚；3＃，四氟乙烯－醋酸乙烯酯；4＃，三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯；5＃，三氟氯乙烯－乙烯基醚；6＃，三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯。醚類(lèi)共聚單體的2＃、4＃體現(xiàn)了最佳的耐化學(xué)品性能，采用大單體的1＃，由于大單體對(duì)酯鍵的充分保護(hù)，也具有很優(yōu)異的耐酸堿性能，而采用醋酸乙烯酯的4＃和6＃由于酯類(lèi)單體在堿性條件下發(fā)生皂化作用，雖然由于共聚氟單體的保護(hù)作用，短時(shí)間內(nèi)(15d)光澤、顏色變化不大，但隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，涂膜發(fā)生急劇失光和變色。
圖1 FEVE氟碳涂膜耐堿試驗(yàn)光澤度隨時(shí)間變化關(guān)系
圖2 FEVE氟碳涂膜耐堿試驗(yàn)色差值隨時(shí)間變化關(guān)系
2.2涂膜耐溶劑性能
氟單體均聚物，如PTFE、PVDF等在常溫下很難溶于一般溶劑中。但FEVE是氟單體與其他單體的共聚物，共聚單體打破了分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)無(wú)定型態(tài)，其溶解性符合高分子在溶劑中溶解的一般規(guī)則，如極性相似相容規(guī)則、內(nèi)聚能密度或溶度參數(shù)相近規(guī)則以及溶劑化規(guī)則等。6種FEVE氟碳涂料在6種不同極性溶劑中的溶解性如表1所示。從表1可以看出，F(xiàn)EVE氟碳涂料在溶劑中的溶脹程度大體上符合極性相似相容規(guī)則，F(xiàn)EVE氟碳樹(shù)脂屬于弱極性，在汽油、噴氣燃料油等非極性溶劑中溶脹度很低，在低極性溶劑如醋酸丁酯、二甲苯、丁酮中溶脹度很高，在高極性無(wú)水乙醇中溶脹度較低。同樣在非極性溶劑中，酯類(lèi)共聚的1＃、4＃、6＃幾乎不溶脹，醚類(lèi)共聚的2＃、5＃出現(xiàn)溶脹現(xiàn)象，四氟乙烯－醋酸乙烯酯共聚的3＃也出現(xiàn)少許溶脹現(xiàn)象，這是由于醚類(lèi)單體極性低于酯類(lèi)單體、四氟乙烯單體極性低于三氟氯乙烯所致。而在極性溶劑中，各類(lèi)不同F(xiàn)EVE氟碳涂料呈現(xiàn)出不同的溶脹度，這除了和它們的極性相關(guān)外，還與樹(shù)脂與溶劑間的相互作用有關(guān)。
表1FEVE氟碳涂膜耐溶劑性能比較%
3.結(jié)論
(1)各種類(lèi)型FEVE氟碳涂料的耐10％H2SO4性能優(yōu)異(四氟乙烯－醋酸乙烯酯類(lèi)型稍差)；乙烯基醚或大單體共聚類(lèi)型的FEVE氟碳涂料具有優(yōu)異的耐10％NaOH性能，而醋酸乙烯酯共聚型FEVE氟碳涂料經(jīng)過(guò)60d浸泡試驗(yàn)后出現(xiàn)嚴(yán)重失光和變色。(2)FEVE氟碳涂料的耐溶劑性能與純氟單體均聚物的耐溶劑性能無(wú)法相提并論。各種類(lèi)型FEVE氟碳涂料在非極性溶劑120＃溶劑汽油、3＃噴氣燃料油中溶脹度很低，在弱極性溶劑醋酸丁酯、二甲苯、丁酮中溶脹度很高，而在高極性溶劑無(wú)水乙醇中溶脹度稍低，三氟氯乙烯－乙烯基酯共聚型FEVE氟碳涂料幾乎不溶于非極性溶劑。 |
