環(huán)氧粉末涂料是20世紀(jì)60年代開發(fā)的熱固性粉末涂料。其成膜物質(zhì)環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，涂膜對(duì)底材有較強(qiáng)的附著力，電絕緣性好，且耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)良。環(huán)氧粉末涂料已被廣泛應(yīng)用于電器、儀表、化工、機(jī)械及運(yùn)輸管道的內(nèi)外防腐，在防護(hù)涂料中占主導(dǎo)地位。但是，由于環(huán)氧粉末涂料在實(shí)際應(yīng)用中耐候性較差、涂膜易粉化，不宜用作戶外涂裝，限制了環(huán)氧粉末涂料應(yīng)用。

    氟樹脂中含有較強(qiáng)鍵能的C-F鍵，極化率小，且氟原子半徑小，以其為成膜物質(zhì)的粉末涂料具有優(yōu)異的耐候性、耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性、耐玷污性、低表面張力以及疏水、疏油性等特殊表面性能。盡管其具有其他涂料無法比擬的耐候性、耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性及耐玷污性等綜合優(yōu)點(diǎn)，但氟樹脂價(jià)格較高，生產(chǎn)純的氟樹脂粉末涂料成本較高，使其應(yīng)用受到了極大的限制。

    本實(shí)驗(yàn)將氟樹脂與環(huán)氧樹脂機(jī)械共混，制備氟樹脂改性環(huán)氧粉末涂料，研究氟樹脂對(duì)環(huán)氧粉末涂料涂膜機(jī)械性能的影響。

    1.實(shí)驗(yàn)部分

    1.1實(shí)驗(yàn)原料
    環(huán)氧樹脂（E-12）：中國石化，CYD-014U
氟樹脂：華通瑞馳，SRF-750P
鈦白粉：方圓鈦白粉廠，F(xiàn)A-101
取代雙氰胺（固化劑）、沉淀硫酸鋇、輕質(zhì)碳酸鈣、流平劑（L88）、光亮劑（L701）、炭黑、安息香均為武漢市銀彩科技有限公司提供

    1.2主要設(shè)備
    預(yù)混合機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)（SLJ-30A）、高速粉碎機(jī)、高壓靜電噴槍、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

    1.3實(shí)驗(yàn)配方
    在固定環(huán)氧粉末涂料配方的情況下，加入不同量的氟樹脂，含量（占環(huán)氧樹脂的百分?jǐn)?shù)）分別為0、5%、10%、15%、20%、25%、30%，以此制備的粉末涂料依次編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7。

    1.4制粉及涂膜制備
    將設(shè)計(jì)好的配方中的樹脂、固化劑、顏填料及其他助劑計(jì)量稱重加入預(yù)混合器預(yù)混合，待混合均勻后將物料加入雙螺桿熔融擠出機(jī)，設(shè)定加料段溫101攝氏度，擠出段溫度109攝氏度，加熱熔融擠出，進(jìn)而壓制成薄片。冷卻后經(jīng)高速粉碎機(jī)粉碎，最后經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)篩過篩，得7種組成不同的粉末。制得的粉末用高壓靜電噴法涂制備試板，將試板放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱200攝氏度，固化20min后取出，冷卻至室溫，待測。

    2.結(jié)果與討論

    2.1氟樹脂技術(shù)指標(biāo)

    表1 氟樹脂技術(shù)指標(biāo)

    2.2 胺類固化劑的選擇
    胺類固化劑是環(huán)氧粉末涂料固化劑的主要品種之一，其中雙氰胺是使用最廣，也是最早工業(yè)化的固化劑。但其于環(huán)氧樹脂相容性不好，固化溫度高，時(shí)間長。為此需要加入固化劑促進(jìn)劑來增加反應(yīng)速率和降低固化時(shí)間，這個(gè)體系也被稱為促進(jìn)雙氰胺固化體系；或者通過衍生引入取代基團(tuán)，最常用的是取代雙氰胺。

    取代雙氰胺是雙氰胺與氨加成后再用芳香族化合物取代而得到，是雙氰胺的衍生物。這類固化劑熔點(diǎn)低，與環(huán)氧樹脂相容性好，固化溫度低，時(shí)間短。用這類固化劑固化的環(huán)氧粉末涂料外觀，硬度，沖擊強(qiáng)度，柔韌性，附著力及耐化學(xué)藥品性都很好，是很好的環(huán)氧樹脂固化劑。

    2.3 流平劑的選擇
    流平劑是粉末涂料最重要的助劑之一。生產(chǎn)實(shí)踐中，常用流平劑來提高涂層流動(dòng)性，增加對(duì)底材的潤濕性，改善涂膜外觀，消除橘皮和縮孔等缺陷；同時(shí)有助于顏填料分散及空氣的脫除。

    常用的流平劑有丙烯酸酯均聚物和共聚物及改性聚硅氧烷。聚硅氧烷除了具有一般流平劑的性質(zhì)還可以改善涂膜的防滑性，但其使用量超重及受污染的敏感性比聚丙烯酸酯類要嚴(yán)重。聚丙烯酸酯類具有最好的綜合效果，不論是消除橘皮、抗縮孔、增加涂層平整性、提高表面光澤、耐黃變性還是價(jià)格上都具有最大的競爭力，是目前國內(nèi)使用的最主要的流平劑，其用量范圍一般為樹脂用量的0.2%-2%。

    2.4 脫氣劑的選擇
    粉末涂料中存在的微量水分和氣體以及有些粉末涂料在固化時(shí)產(chǎn)生的小分子在成膜過程中脫出會(huì)使涂膜出現(xiàn)針孔、縮孔等，如果這些孔不能及時(shí)彌合則會(huì)對(duì)涂膜外觀造成不良影響。

    脫氣劑可以降低粉末熔融粘度和表面張力，使小分子和氣體逃逸出去，并及時(shí)彌合針孔，改善涂膜外觀。常用的脫氣劑有安息香、合成蠟和聚乙烯蠟，粉末涂料中最常用的則是安息香。安息香在環(huán)氧粉末涂料中可以降低熔融體的黏度和表面張力使涂膜持續(xù)不斷地展開，有足夠長的時(shí)間讓空氣和小分子從涂膜中逃逸出去。粉末涂料中加入安息香在熔融流平時(shí)氣泡收縮非?？焓前蚕⑾阕畲筇攸c(diǎn)。但是在高溫下烘烤時(shí)涂膜易泛黃，所以在添加的時(shí)候一定要控制用量。一般為成膜總量的0.5%左右。

    2.5 其他助劑及填料的選擇
    另外配方中還加入了其他助劑和填料。加入光亮劑L701來提高顏填料在樹脂和固化劑中的潤濕和分散性，同時(shí)還可以起到助流平的作用，改善涂膜外觀，提高涂膜的光澤；加入填料提高物理性能，降低涂料成本。沉淀硫酸鋇能提高涂膜硬度，增強(qiáng)涂層的抗沖擊強(qiáng)度；輕質(zhì)碳酸鈣增加涂膜的豐滿度。

    2.6 涂膜性能
改性后環(huán)氧粉末涂料涂膜的物理機(jī)械性能測試方法及結(jié)果見表2。

    表2 涂膜性能測試結(jié)果

    由表2可知，各組粉末涂膜的外觀和鉛筆硬度都比較好，氟樹脂的加入及加入量對(duì)涂膜外觀以及鉛筆硬度基本沒有影響。涂膜的沖擊強(qiáng)度、柔韌性和附著力則隨著氟樹脂的增多變得越來越差。因?yàn)榉N在氟樹脂共聚物中的比例越大則以氟樹脂為成膜物質(zhì)的氟粉末涂料涂膜的耐沖擊強(qiáng)度和柔韌性就越差，加上氟粉末涂料涂膜對(duì)底材的附著力差，所以環(huán)氧粉末涂料中氟樹脂越多相應(yīng)的涂膜的耐沖擊性、柔韌性及附著力也就越差。

    3.結(jié)論

    1.添加適量的氟樹脂對(duì)環(huán)氧粉末涂料的綜合性能沒有不利影響

    2.氟樹脂的添加量超過環(huán)氧樹脂用量的20%時(shí)，制得的環(huán)氧粉末涂料的綜合機(jī)械性能嚴(yán)重降低，而且使成本升高

    3.氟樹脂改性環(huán)氧粉末涂料的其他性能，如膠化時(shí)間、熔融流動(dòng)性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性等粉末性能及其耐候性，耐酸堿性，耐鹽霧性、耐濕熱性、耐候性和表面性能等涂膜性能還有待進(jìn)一步研究,方能確定氟樹脂的最佳用量以改善環(huán)氧粉末涂料的綜合性能。