摘要：本文根據(jù)氟碳樹(shù)脂的遷移上浮分層原理，用于混法制備了一種新型陜西超耐候粉末涂料，探討了超耐候氟碳“面粉”和環(huán)氧“底粉”的不同比例干混所得涂層的表現(xiàn)情況、機(jī)械性能、人工加速老化等性能。

1、引言

環(huán)氧粉末涂料為上世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的熱固性粉末涂料。其成膜物質(zhì)環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，涂膜對(duì)底材有較好的附著力，電絕緣性好，且耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)良。

現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于化工、電器、儀表、機(jī)械及運(yùn)輸管道的內(nèi)外防腐，在防腐涂料中占據(jù)主導(dǎo)地位。

但是，由于環(huán)氧樹(shù)脂本身的特性，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。

目前在要求耐候的防腐領(lǐng)域，一般采用雙層噴涂的方法，即底層防腐涂層，面層耐候涂層，但是此方法實(shí)際生產(chǎn)工序和過(guò)程控制都較為復(fù)雜，也容易出現(xiàn)層間附著力不好，表面發(fā)花等情況。

氟碳樹(shù)脂中含有較強(qiáng)鍵能的C-F鍵，極化率低，且氟原子半徑小，因此氟碳粉末（FC-C)涂層具有優(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。

但純氟碳粉末涂料成本較高，且涂料機(jī)械性能和附著力稍差，其應(yīng)用受到了很大的限制。

本文將氟碳粉末與環(huán)氧粉末干混，利用氟碳樹(shù)脂的遷移上浮分層原理，制備了既耐候又防腐，且機(jī)械性能和附著力較好的氟碳環(huán)氧粉末涂料。

2、實(shí)驗(yàn)部分

2.1實(shí)驗(yàn)原理

環(huán)氧粉末與氟碳粉末形容性有一定差異，兩者相容性較差時(shí)表面易出現(xiàn)缺陷，相容性太好時(shí)不利于氟碳粉的上浮，目前氟碳粉末品種較單一，而環(huán)氧粉末的可選擇性較大，因而實(shí)驗(yàn)時(shí)宜選擇與氟碳粉相容性稍差的環(huán)氧粉末。

干混體系起始反應(yīng)溫度對(duì)上浮也有較大影響。起始反應(yīng)溫度較高時(shí)，在反應(yīng)開(kāi)始前會(huì)有充分時(shí)間讓FC-C遷移上浮，F(xiàn)C-C起始反應(yīng)溫度較高，為170℃。

因而實(shí)驗(yàn)中選擇起始反應(yīng)溫度較高的EP-C即可。本文選擇的是雙氰胺固化劑，雙氰胺在150℃時(shí)開(kāi)始與環(huán)氧反應(yīng)，且此溫度下反應(yīng)速度很慢，熔融體系有足夠的時(shí)間讓FC-C遷移上浮。

黏度也是一個(gè)重要的影響因素，實(shí)驗(yàn)中宜選擇黏度較低的環(huán)氧粉末。

2.2實(shí)驗(yàn)原料

環(huán)氧樹(shù)脂（E-12)：中國(guó)石化，CYD-014U

氟碳樹(shù)脂：旭哨子LUMIFLON LF-701F（也可選用華通瑞馳的SRF-750P）

鈦白粉：杜邦R960

雙氰胺（固化劑）、超細(xì)硫酸鋇、流平劑（TROY-486)、超耐候炭黑FW-200、結(jié)晶安息香

2.3主要設(shè)備

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。

2.4實(shí)驗(yàn)配方體系設(shè)計(jì)

2.5制粉及涂膜制備

按兩個(gè)配方所列分別稱量原材料，各自預(yù)混合后分別經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出壓制成薄片，設(shè)定I區(qū)溫度為：85-105℃；

II區(qū)為：100-120℃。冷卻后用高速粉碎機(jī)粉碎，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩，分別制得FC-C和EP-C粉末。

所得粉末以不同預(yù)定比例干混均勻后用高壓靜電噴槍噴涂樣板，將樣板放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱200℃/20min固化后取出，冷卻至室溫待測(cè)。

3、結(jié)果與討論

3.1干混體系配比選擇和相應(yīng)涂膜表面照片

3.2涂膜表面和力學(xué)性能

由圖1和表5 可知，F(xiàn)C-C上浮明顯，圖 1（2#）混有10%的白色FC-C的干混面表面大部分是白色；

（4#）30%的FC-C已經(jīng)能夠遷移上浮成連續(xù)粉面，零星的黑點(diǎn)部位用放大鏡也能觀察到表面上罩有一層較薄的白色涂層，只是由于白色涂層稍薄，不足以遮蓋底層的黑色涂層；

（5#）40%的FC-C含量的表面已看不到黑色點(diǎn)，說(shuō)明表層已經(jīng)是連續(xù)的FC-C涂層。本實(shí)驗(yàn)是為凸顯上浮效果而選擇了對(duì)比較明顯的黑白色，實(shí)際生產(chǎn)中可做簡(jiǎn)易調(diào)整而做到表面顏色一致。

表5還能看出干混涂層的附著力和抗沖擊強(qiáng)度相比純氟碳涂層有了極大的提升，且與純環(huán)氧涂層沒(méi)有區(qū)別，說(shuō)明底層是較為連續(xù)的EP-C涂層。

綜上，可以判定FC-C和EP-C干混體系中，F(xiàn)C-C成功遷移上浮，形成連續(xù)的FC-C涂層，而底層則是連續(xù)的EP-C涂層。

3.3涂層的加速老化性能

我們還對(duì)比了涂層5#和6#的人工加速老化性能，由圖2中可以看出5#和6#涂層的QUV-B人工加速老化結(jié)果沒(méi)有明顯區(qū)別，這印證了表5和圖1的結(jié)果，即固化過(guò)程中FC-C遷移上浮并形成了連續(xù)的FC-C圖層。

4、結(jié)論

（1）陜西超耐候粉末干混配方中氟碳成分成功的遷移上浮，且不到40%的氟碳粉干混量就能形成表層連續(xù)的耐候氟碳層，底層防腐環(huán)氧層的分層涂層；

（2）干混體系的附著力和抗沖擊強(qiáng)度提升很大，與純環(huán)氧相當(dāng)；

（3）40%的氟碳粉干混涂層與純氟碳涂層的人工加速老化性能相當(dāng)。