热固性氟粉末涂料的制备及其应用探究

王宇(威士伯涂料(上海)有限公司，上海 201818)

热固性氟粉末涂料的制备及其应用探究

王宇(威士伯涂料(上海)有限公司，上海 201818)

热固性氟粉末涂料是一种重要的粉末涂料，因其优良的性能而受到广泛的应用。本文首先对粉末涂料成分及制备方法进行简单介绍，在此基础上对热固性氟粉末涂料的制备过程进行详细探讨，最后对热固性氟粉末涂料在应用过程中应当注意的问题进行分析。

热固性氟粉末涂料；制备；应用

粉末涂料中，热固性粉末涂料使用热固性树脂与固化剂反应制作完成的大分子涂层，这种涂料的性能比较好，因此具有比较广泛的研究和使用。目前热固性粉末涂料的研究中，研究比较多的是环氧树脂粉末涂料、聚酯粉末涂料、氟粉末涂料等。

热固性氟粉末涂料具有与其他粉末涂料类似的涂装工艺，但是具备比其他普通涂料更优异的使用性能。颜料的分散性较好，耐化学性、耐候性以及装饰性都比较优异。因此，在目前的涂料市场中，热固性氟粉末涂料具有较强市场竞争力和广阔的发展前景。

1 粉末涂料成分及制备方法研究

粉末涂料一般是由树脂、固化剂、颜填料和助剂等组成。树脂中有热塑性和热固性树脂，热塑性粉末涂料不需要用固化剂。助剂包括流平剂、边角覆盖力改进剂、花纹助剂、消光剂、防针孔剂和粉末松散剂等。树脂是粉末涂料的主要成膜物质，是决定涂料性质和涂膜性能的主要成分。树脂的好坏决定粉末涂料产品质量。热固性粉末涂料中的树脂，必须同固化剂进行交联反应才能成膜。

涂料的制备可分为两类。一类是干法，包括干混法、熔融挤出法、超临界流体法等。干混法是直接将预混合的原料粉碎过筛得到产品的方法。熔融挤出法是将预混合的原料在挤出机中熔融混合，冷却后粉碎过筛得到产品的方法。超临界流体法是将原料加人到加工釜中，使各组分变成流体，再经过喷雾和分级釜得到产品。另一类是湿法，包括蒸发法、喷雾干燥法等。蒸发法是将原料配成溶剂型涂料进行混合，然后通过蒸发的方式去除溶剂，最后，经冷却、粉碎、过筛得到产品。喷雾干燥法是将原料配成溶剂型涂料进行混合，溶解溶胀后研磨，再喷雾干燥得到产品。

2 热固性氟粉末涂料制备及应用

2.1 原料

本次用于热固性氟粉末涂料制备的溶剂选用含氟卤代烷烃和去离子水；聚合反应的单体选用链烷酸乙烯；三氟氯乙烯、功能性改性单体A、烷基烯酸；聚合过程的引发剂选用过氧化二异丁烯胺。

2.2 聚合工艺分析

通常情况下，在自由基引发剂色作用下，控制温度在70-100摄氏度，通过共聚反应能够制得热固性氟粉末树脂，在该种工艺中，使用沉淀剂保持溶液中试剂的沉淀，最后通过分离和干燥得到最终产物。大量研究发现，采用溶液沉淀聚合的方法，能够降低聚合工艺的操作难度、反应转化率和相对分子质量等关键参数调控相对简单。

本次实验使用带有搅拌功能的高压反应釜（2L），反应釜内配备有加热装置和冷却装置，在反应釜外侧装有电加热装置。实验流程如下：首先对反应釜进行真空脱氧处理，要求氧气浓度＜45*10-6，然后将反映单体和混合溶剂加入反应釜内，一边搅拌一边缓慢加热，在温度达到35℃的情况下没加入引发剂，同时维持反应釜内维度在33℃～37℃，反应进行4h，在此之后停止反映并冷却反应釜，将未反应的单体排除反应釜。

聚合反应的第二阶段：连接减压蒸馏装置在高压反应釜上，分两次加入去离子水在反应釜内，一边搅拌一边加热，注意控制加热的速度，温度控制在30℃左右，真空度保持在-0.1MPa左右，在回收溶剂结束之后，冷却反应釜，过滤并干燥，最终得到成颗粒状的聚合物。

2.3 引发剂和聚合反应溶剂的选择

聚合反应中一般采用油溶性引发剂。实践证明，使用有机过氧化物引发剂能够获得热稳定性比较好的氟粉末树脂。

在合成氟粉末树脂的过程中，选择的溶剂应当具备沸点低和挥发性强的特点，例如氟氯烷请、水、甲醇、乙醇等氟树脂的劣溶剂，以减少在固体树脂中的残余，影响其使用，且能够使聚合过程更加顺利地进行。

2.4 热固性氟粉末涂料制备

计算得到使用的封闭异氰酸酯固化剂、钛白粉和流平剂、安息香，本次反应首先在预混罐中进行混合，然后使用双螺杆挤出机挤出，温度控制在110℃～120℃之间，然后粉碎过筛，就可以得到氟粉末涂料。使用合成的热固性含氟粉末涂料进行喷涂施工，并按照国家有关标准进行检测，主要测试该种涂料的物理化学性能。

2.5 应用过程中的相关问题

经过相关的实验论证之后发现，热固性氟粉末树脂具有很好的热存储稳定性，并且它的综合性能相对较高。使用这种树脂纸杯而成的涂料在烘烤温度、生产及施工工艺方面与其他粉末涂料基本类似。但是这种粉末具有其他粉末所没有的特性，它的物理机械性能、耐酸碱性能、耐盐雾性能以及耐人工加速老化性能都比较强。在实际的使用过程中，不能将其与全氟聚合物相混淆以产生不必要的麻烦。在热固性氟粉末涂料使用之前，需要对金属基材进行一定的处理，例如进行除油、除锈、磷化、铬化等处理，提高涂料的附着力和涂层的使用寿命，充分发挥出热固性氟粉末涂料优良性能。

3 结语

热固性氟粉末涂料是热固性粉末涂料的一种，因其具有较好的物理机械性能、耐酸碱性能、耐盐雾性能以及耐人工加速老化性能而受到广泛的研究和应用，因此对热固性氟粉末涂料的生产制备变得十分重要。在制备过程中，要对原材料的用量进行计算，采用合适的聚合工艺对其进行生产。另外，在热固性氟粉末涂料的使用之前需要注意一些问题，如金属预处理等，这样才能更好地发挥出热固性氟粉末涂料的优良性能。

[1]石塚孝宏.热固性粉末涂料和涂覆制品[P].日本：CN105985687A,2016-10-05.

[2]何明俊,胡孝勇,柯勇.热固性粉末涂料的研究进展[J].合成树脂及塑料,2016,(04):93-97.

姓名：王宇（1976-）；性别：男，籍贯：黑龙江省宝清县，学历：本科，毕业于辽宁工程技术大学；现有职称：中级工程师；

研究方向：涂料生产和质量控制；