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行業(yè)知識

氟碳涂料氟含量與性能的關(guān)系分析

發(fā)布時間:2019-04-25 08:04   幫助了3190人

氟原子與碳原子形成共價鍵時,鍵長(0.1317nm)、鍵能(485.7kJ/mol)和電負性(4.0)較大。由于氟原子核對其核外電子和鍵合電子云具有較強的結(jié)合作用,結(jié)構(gòu)相對對稱,分子為非極性,氟的極化率很小。同時,聚合物中氟原子的高屏蔽效應(yīng)和空間位阻使聚合物的化學(xué)惰性高于普通的非氟共聚物。因此,含氟聚合物具有優(yōu)良的光電性能(低折射率、高絕緣、低介電常數(shù))、化學(xué)穩(wěn)定性、特殊的表面性能(耐水、耐油、耐污染)。目前國內(nèi)市場氟含量分析,溶劑型氟碳樹脂主要是CTFE(三氟氯乙烯)產(chǎn)品,氟含量為19%[28%],變化范圍廣泛。氟樹脂是一種共聚物,其組成比較復(fù)雜,不同含氟單體的氟含量不同,引入的無氟共聚物不同,對聚合物的氟含量也有一定的影響。由于氟樹脂涂料的長期光澤和保色性不能通過短期人工試驗方法(如QUV)和實際環(huán)境中長時間的曝光來準確判斷,有必要規(guī)定氟含量,但氟含量的規(guī)定應(yīng)與組成及相關(guān)性能相聯(lián)系。氟樹脂涂料的ES應(yīng)進行綜合研究。氟單體的氟含量和氟含量單體名稱均聚物氟含量(質(zhì)量分數(shù))/%CH2=CF2(氟乙烯基)59.20CH2=CHF(氟乙烯基)59.20CH2=CHF(氟乙烯基)41.18CF2=CFCL(三氟氯乙烯基)41.75CF2=CFCLCLCLCL(三氟乙烯基)48.75CF2Oroethylene)75.60cfh=cfh=cf2(三氟乙烯基)69.403-cf2(六氟丙烯基)75.60cf2(六氟丙烯基)75 cf 81-60.58*丙烯酸氟酯,其中m代表含fn和cm的烷基,n=3-17,m=1-10。由于氟單體均聚物在室溫下很難用作氟涂料,需要與非氟單體共聚制備含氟共聚物,使氟含量不同程度地降低。引入的非氟單體越多,氟含量越低。或采用混合的方法也會導(dǎo)致氟含量的降低。但應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用情況綜合考慮。從表中可以看出,在均聚物中,氟化乙烯的氟含量最低,但其聚合物也具有優(yōu)異的氟材料的光學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性。對于全氟丙烯酸酯共聚物,由于價格和共聚條件的原因,氟單體的引入量很低。

如果含氟單體的氟含量為50.55%,則氟單體的引入量為8%,F(xiàn)%(理論)為4.044%,而實際測得的共聚物氟含量較低,為2.667%。結(jié)果表明,盡管氟含量很低,但共聚反應(yīng)是成功的。該聚合物充分利用全氟烷基側(cè)鏈1(CF2)NCF3(n=2 11)的取向,占據(jù)了涂層與空氣的界面,具有良好的拒水、拒油等表面性能,這與氟烷基在表面的分布程度有關(guān)。據(jù)報道,日本道路協(xié)會涂料標準規(guī)定氟含量在15%以上,各分公司氟含量在20%以上,日本工業(yè)標準規(guī)定溶劑可溶性物質(zhì)的氟含量在15%以上。參照上述標準,我國規(guī)定溶劑型雙組分交聯(lián)固化樹脂A組分的氟含量大于20%,而單組分烘烤交聯(lián)樹脂的氟含量大于14%。與聚偏氟乙烯樹脂相比,F(xiàn)EVE樹脂在使用時通常與丙烯酸樹脂混合。使用率70%以上,丙烯酸樹脂30%。其商品名為Kynar 500,氟含量超過41.38%。它的耐久性長達20年。但是,F(xiàn)EVE樹脂的氟含量很低。與Kynar 500相比,其耐久性一般為10-15年。這種現(xiàn)象是由于長時間暴露在室外后,F(xiàn)EVE樹脂的非氟單體鏈發(fā)生降解。由此可見,氟含量是影響FEVE樹脂性能的重要因素,但聚合物中氟單體的鏈段不能提供足夠的防護。研究了溶劑型氟樹脂涂料與性能的關(guān)系,選擇國產(chǎn)溶劑型氟樹脂制備不同氟含量的白色和銀色涂料。在標準條件下,用石棉水泥板測試了不同氟含量與薄膜性能f/%quv1000h、耐光性/%e、耐化學(xué)腐蝕性(室溫7d)、耐溶劑性5%H2SO4、5%Naohmek擦白641.1++光的關(guān)系。亮度略有下降23白551.4+,光澤度下降23白631.1+,光澤度略有下降19白691.0+,光澤度下降27銀740.5+,光澤度下降23銀577.0+,無異常22銀374.4+,僅摩擦痕跡19銀324.0+,光澤度下降19茶296.7+,有少量溶解性。27只綠145.8+,只摩擦痕跡23只淺灰色151.8+,光澤度下降。光澤度降低20灰色660.4++光澤度降低說明:+無異常,-表示漆膜表面發(fā)生變化(光澤度降低、變色或起泡)。所有樣品對5%硫酸有良好的抗性,大多數(shù)樣品對5%氫氧化鈉有良好的抗性,其中少數(shù)樣品對5%氫氧化鈉的抗性較差。在MEK擦拭試驗中,大多數(shù)產(chǎn)品的光澤度降低,經(jīng)過1000小時的老化試驗,樣品之間的光澤度保持率差異很大。從表中的數(shù)據(jù)可以看出,涂料的性能并不完全取決于氟含量,而是取決于含氟共聚物的分子結(jié)構(gòu)、涂料配方和具體工藝。程等因素直接相關(guān)。氟含量對氟涂料其它性能的影響主要表現(xiàn)在極性低、表面光滑、無粘性和光滑性。保持含氟聚合物中的氟含量可以使氟涂料具有優(yōu)異的抗污染和自清潔性能。由于氟原子的特殊物理常數(shù)和氟原子三維排列的螺旋結(jié)構(gòu),含氟聚合物具有耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和耐光性。化學(xué)降解等性能也很突出。然而,氟含量過高(如TFE共聚物)也會產(chǎn)生諸如低粘附性、低反射率(低光澤)、低極性(溶解性差、低粘附性、顏料相容性差)等負面影響。氟含量是氟聚合物的一個重要指標。對于不同類型的聚合物,有著不同的可比性,氟含量對性能的影響也不相同,應(yīng)區(qū)別對待。根據(jù)使用環(huán)境和性能要求,氟含量與性能達到最佳平衡。


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