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

    氟樹脂中含有較強鍵能的C-F鍵，極化率小，且氟原子半徑小，以其為成膜物質的粉末涂料具有優(yōu)異的耐候性、耐腐蝕性、耐化學藥品性、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、耐化學藥品性及耐玷污性等綜合優(yōu)點，但氟樹脂價格較高，生產(chǎn)純的氟樹脂粉末涂料成本較高，使其應用受到了極大的限制。

    本實驗將氟樹脂與環(huán)氧樹脂機械共混，制備氟樹脂改性環(huán)氧粉末涂料，研究氟樹脂對環(huán)氧粉末涂料涂膜機械性能的影響。

    1.實驗部分

    1.1實驗原料
    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主要設備
    預混合機、雙螺桿擠出機（SLJ-30A）、高速粉碎機、高壓靜電噴槍、電熱恒溫鼓風干燥箱。

    1.3實驗配方
    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)氧樹脂的百分數(shù)）分別為0、5%、10%、15%、20%、25%、30%，以此制備的粉末涂料依次編號為1、2、3、4、5、6、7。

    1.4制粉及涂膜制備
    將設計好的配方中的樹脂、固化劑、顏填料及其他助劑計量稱重加入預混合器預混合，待混合均勻后將物料加入雙螺桿熔融擠出機，設定加料段溫101攝氏度，擠出段溫度109攝氏度，加熱熔融擠出，進而壓制成薄片。冷卻后經(jīng)高速粉碎機粉碎，最后經(jīng)標準篩過篩，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干燥箱200攝氏度，固化20min后取出，冷卻至室溫，待測。

    2.結果與討論

    2.1氟樹脂技術指標

    表1 氟樹脂技術指標

    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，時間長。為此需要加入固化劑促進劑來增加反應速率和降低固化時間，這個體系也被稱為促進雙氰胺固化體系；或者通過衍生引入取代基團，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。這類固化劑熔點低，與環(huán)氧樹脂相容性好，固化溫度低，時間短。用這類固化劑固化的環(huán)氧粉末涂料外觀，硬度，沖擊強度，柔韌性，附著力及耐化學藥品性都很好，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)實踐中，常用流平劑來提高涂層流動性，增加對底材的潤濕性，改善涂膜外觀，消除橘皮和縮孔等缺陷；同時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產(chǎn)生的小分子在成膜過程中脫出會使涂膜出現(xiàn)針孔、縮孔等，如果這些孔不能及時彌合則會對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氣泡收縮非?？焓前蚕⑾阕畲筇攸c。但是在高溫下烘烤時涂膜易泛黃，所以在添加的時候一定要控制用量。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，增強涂層的抗沖擊強度；輕質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械性能測試方法及結果見表2。

    表2 涂膜性能測試結果

    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涂膜外觀以及鉛筆硬度基本沒有影響。涂膜的沖擊強度、柔韌性和附著力則隨著氟樹脂的增多變得越來越差。因為氟烯烴在氟樹脂共聚物中的比例越大則以氟樹脂為成膜物質的氟粉末涂料涂膜的耐沖擊強度和柔韌性就越差，加上氟粉末涂料涂膜對底材的附著力差，所以環(huán)氧粉末涂料中氟樹脂越多相應的涂膜的耐沖擊性、柔韌性及附著力也就越差。

    3.結論

    1.添加適量的氟樹脂對環(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，制得的環(huán)氧粉末涂料的綜合機械性能嚴重降低，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，如膠化時間、熔融流動性和儲存穩(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。