摘要：比較了不同類型FEVE氟碳涂料的耐酸堿性能和耐溶劑性能，并簡要分析了原因。
關鍵詞：FEVE氟碳涂料；耐酸堿性能；耐溶劑性能
0.引言
常溫固化FEVE氟碳樹脂是由氟單體和乙烯基醚或乙烯基酯單體形成的交替共聚物。C—F鍵的高鍵能和結構單元的交替共聚序列結構賦予FEVE氟碳涂料優異的耐候性。一般消費者經常將FEVE氟碳樹脂與純氟單體共聚的氟碳樹脂性能等同起來，市場上也存在著根據C—F鍵高鍵能而片面夸大FEVE氟碳涂料性能的現象，從而造成對FEVE氟碳涂料性能的模糊認識，影響FEVE氟碳涂料的推廣應用。高聚物的性能由其結構單元的化學組成、共聚單元的序列結構、分子量及其分布、聚集態結構等因素所決定。FEVE氟碳樹脂的性能不僅取決于氟單體，也受共聚單體顯著影響。FEVE氟碳樹脂所采用的共聚單體包括三氟氯乙烯、四氟乙烯、環己基乙烯基醚、醋酸乙烯酯以及高分子量乙烯基酯或醚大單體等。本文對市場化的FEVE氟碳涂料的耐酸堿性能、耐溶劑性能進行比較研究。
1.試驗部分
1.1主要原料
FEVE氟碳樹脂：1#，CC-03，常熟三愛富中昊化工；2＃，GK-570，大金氟涂料(上海)；3＃，GK-510，大金株式會社；4＃，ZH-04，常熟三愛富中昊化工；5#，LF-200，旭硝子株式會社；6＃，JF-2X，常熟三愛富中昊化工。固化劑75B，旭化成株式會社；鈦白粉R960，美國杜邦；助劑，BYK。
1.2涂料制備
研磨PVC值相近的白色涂料作為涂料耐酸堿性能和耐溶劑性能的比較基礎。鈦白粉均選用R960，助劑為與不同FEVE氟碳涂料相適應的助劑，PVC值為15％。
1.3涂膜制備
按照n(—NCO)∶n(—OH)＝1.1∶1的比例將基料和固化劑混合攪拌均勻，熟化0.5h后用刷涂法制備涂膜。耐酸堿性能涂膜制備：環氧富鋅涂料(80μm)＋環氧云鐵中間漆(120μm)＋氟碳涂料(60μm)。25℃下，養護15d后測試耐酸堿性能。耐溶劑性能涂膜制備：在表面含脫膜劑的聚酯膜上刷涂兩道涂料，間隔時間為1h，涂膜總厚度為250～300μm，25℃下養護21d后測試耐溶劑性能。
1.4性能測試
耐酸堿性能按照GB/T9274進行。選用介質為10％H2SO4、10％NaOH。浸泡前后的光澤值采用XZT臺式鏡向光澤度計測試，色差值ΔE采用SC－80全自動測色色差儀測試。耐溶劑性能：將涂膜浸入所要測試的溶劑中，浸泡15d。用電子天平稱量浸泡前后樣品的質量，計算溶脹率：
FEVE氟碳涂料耐酸堿性和耐溶劑性研究
2.結果與討論
2.1涂膜耐酸、堿性能
6種FEVE氟碳涂膜經過60d的耐10％H2SO4試驗后，除了3＃發生2級失光和1級變色外，其他品種光澤和顏色幾乎沒有變化。FEVE氟碳涂膜耐堿性試驗，光澤度隨浸泡時間的變化如圖1所示，顏色隨浸泡時間的變化如圖2所示。從圖1可以看出，1＃、2＃、5＃的耐堿試驗后光澤度保持不變，4＃、6＃光澤度變化明顯，而3＃光澤度變化也較大。從圖2可以看出，2＃、5＃顏色幾乎無變化，1＃、3＃輕微變色，4＃、6＃明顯變色。耐化學品性能的差異主要由共聚單體的類型決定，另外由共聚單體不同導致Tg不同也會對耐化學品性能產生影響。6種FEVE氟碳樹脂的大致單體構成為：1＃，三氟氯乙烯－乙烯基酯大單體；2＃，四氟乙烯－乙烯基醚；3＃，四氟乙烯－醋酸乙烯酯；4＃，三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯；5＃，三氟氯乙烯－乙烯基醚；6＃，三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯。醚類共聚單體的2＃、4＃體現了最佳的耐化學品性能，采用大單體的1＃，由于大單體對酯鍵的充分保護，也具有很優異的耐酸堿性能，而采用醋酸乙烯酯的4＃和6＃由于酯類單體在堿性條件下發生皂化作用，雖然由于共聚氟單體的保護作用，短時間內(15d)光澤、顏色變化不大，但隨浸泡時間的延長，涂膜發生急劇失光和變色。
圖1 FEVE氟碳涂膜耐堿試驗光澤度隨時間變化關系
圖2 FEVE氟碳涂膜耐堿試驗色差值隨時間變化關系
2.2涂膜耐溶劑性能
氟單體均聚物，如PTFE、PVDF等在常溫下很難溶于一般溶劑中。但FEVE是氟單體與其他單體的共聚物，共聚單體打破了分子結構的規整性，聚集態結構呈現無定型態，其溶解性符合高分子在溶劑中溶解的一般規則，如極性相似相容規則、內聚能密度或溶度參數相近規則以及溶劑化規則等。6種FEVE氟碳涂料在6種不同極性溶劑中的溶解性如表1所示。從表1可以看出，FEVE氟碳涂料在溶劑中的溶脹程度大體上符合極性相似相容規則，FEVE氟碳樹脂屬于弱極性，在汽油、噴氣燃料油等非極性溶劑中溶脹度很低，在低極性溶劑如醋酸丁酯、二甲苯、丁酮中溶脹度很高，在高極性無水乙醇中溶脹度較低。同樣在非極性溶劑中，酯類共聚的1＃、4＃、6＃幾乎不溶脹，醚類共聚的2＃、5＃出現溶脹現象，四氟乙烯－醋酸乙烯酯共聚的3＃也出現少許溶脹現象，這是由于醚類單體極性低于酯類單體、四氟乙烯單體極性低于三氟氯乙烯所致。而在極性溶劑中，各類不同FEVE氟碳涂料呈現出不同的溶脹度，這除了和它們的極性相關外，還與樹脂與溶劑間的相互作用有關。
表1FEVE氟碳涂膜耐溶劑性能比較%
3.結論
(1)各種類型FEVE氟碳涂料的耐10％H2SO4性能優異(四氟乙烯－醋酸乙烯酯類型稍差)；乙烯基醚或大單體共聚類型的FEVE氟碳涂料具有優異的耐10％NaOH性能，而醋酸乙烯酯共聚型FEVE氟碳涂料經過60d浸泡試驗后出現嚴重失光和變色。(2)FEVE氟碳涂料的耐溶劑性能與純氟單體均聚物的耐溶劑性能無法相提并論。各種類型FEVE氟碳涂料在非極性溶劑120＃溶劑汽油、3＃噴氣燃料油中溶脹度很低，在弱極性溶劑醋酸丁酯、二甲苯、丁酮中溶脹度很高，而在高極性溶劑無水乙醇中溶脹度稍低，三氟氯乙烯－乙烯基酯共聚型FEVE氟碳涂料幾乎不溶于非極性溶劑。 |
