耐高溫憎油疏水涂層材料的研制.pdf

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1、耐高溫憎油疏水涂層材料的研制關(guān)迎東孫春龍李海燕張世珍海洋化工研究院，山東青島266071摘要：本文通過對不同有機硅耐高溫樹脂的分析以及對表面抗污劑的篩選，研制了一種單組分抗沾污涂層材料，該涂料不僅能夠在300℃的高溫環(huán)境下使用，而且具有疏油疏水的“雙疏性”效果，該產(chǎn)品已經(jīng)在民用和軍用上得到了廣泛的應(yīng)用，如家用抽油煙機，客機、軍機發(fā)動機等部件。關(guān)鍵詞：耐高溫涂層;憎油性;疏水性環(huán)境友好功能性涂料1．2主要儀器設(shè)備SFJ一400型高速攪拌機；SG一65型三輥研磨機：QHQ—A鉛筆硬度計；DHG一9147型電熱恒溫鼓風干燥箱；QCJ型漆膜沖擊器；SL200B型接觸角測試儀

2、。1．3涂料及樣板的制備(1)清漆的制備將樹脂與助劑混合，用高速攪拌機混合均勻，并加入稀釋劑調(diào)整到合適的黏度?！?2)色漆(黑色)的制備將樹脂與助劑混合，用高速攪拌機混合均勻，之后加入炭黑，利用三輥研磨機將漆漿細度研磨至30p以下，加入稀釋劑調(diào)整到合適的黏度。(3)樣板的制備試驗室采用空氣壓縮機噴涂，噴涂后將濕膜樣板靜置5一lOmin，放入設(shè)定溫度的-T．燥箱，加熱固化特定的時間后恒溫恒濕待用。1．4涂層性能檢測方法疏水效果采用SL200B接觸角測試儀測定接觸角。疏油效果測試用派通N50油性筆在涂層樣板上涂鴉，即時肉眼觀察油性筆涂污的收縮性，并問隔特定的時問，用百潔

3、御擦拭考察油污的可擦除性仃1。2結(jié)果與討論2．1樹脂的選擇一本文篩選三種不同的有機硅樹脂，分別考察他們的疏水、疏油效果。環(huán)境友好功能性涂料表2不同樹脂涂層雙疏性能的比較疏水角／。疏油性76×86×90×由表2刈‘以看出，B型改性機硅樹脂的疏水角為86。，明顯高于普通A型有機硅樹脂的疏水角，而C型氟改性有機硅樹脂的疏水角達90。，在三種樹脂中疏水效果最好。這主要是因為氟硅樹脂中引入了C—F鍵，氟是電負性最大的元素，C—F鍵鍵能大(447kJ／m01)，氟原子核對核外電子的束縛作用強，F(xiàn)—C鍵的可極化性低，使得含F(xiàn)—C鍵的聚合物分子間作用力較低，因而氟改性有機硅樹脂具有

4、特殊的低表面性能。2．2表面抗污劑的選擇2．2．1表面抗污劑種類的選擇表面抗污劑是端羥烷基改性的有機硅化合物，由于其獨特的化學結(jié)構(gòu)，他可以在漆膜表面形成硅氧烷密度極高的單分子層，從而大大提高漆膜表面的耐水性，滑爽性，耐沾污，防涂鴉等性能，不同的抗污助劑對涂層的性能影響也不同。表3表面抗污劑I卜1、’卜2、卅3對涂層疏油、疏水性能的影晌OWlW2W39085100106×××0×0t--。50由表3可以看出，抗污劑w，的的加入，使得涂層具有較好的疏油性，但涂層的疏水角由90。降為85。，疏水性有所下降；加入抗污劑W。后，涂層的疏油、疏水性都有一定程度的提高，表現(xiàn)出較好

5、的雙疏效果；加入抗污劑w。后，涂膜的疏水角增至106。，同時又表現(xiàn)出優(yōu)異的疏油性。這主要是由于不同的表面抗污劑分子結(jié)構(gòu)含有不同的化學基團，這些化學基團與涂層基料樹脂的相容性有較大的差異，導致抗污效果產(chǎn)生差異，甚至降低涂層的性能。由表2可知抗污劑W。的綜合環(huán)境友好功能性涂料性能最優(yōu)。2．2．2表面抗污劑w-3用量對涂層疏油、疏水性能的影響表面抗污劑的單價比較高，添加量對配方成本的影響較大，因此，在滿足性能的前提下應(yīng)盡可能少的用表面抗污劑，下文即選用不回用量的表面抗污劑眠，考察其用量和雙疏性能的關(guān)系。越＼援繁餾o．Oo．51．O'．52．o2．53．O助劑用量，％圖11

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7、卜3用量對涂層疏水角的影響90。97。102”106。107?；?逡層硫水角照片從圖l可以看出，隨著涂料中助劑的用量不斷增加，涂層的疏水角越來越大，用量在1．5％～3．096范圍內(nèi)，疏水角僅有小幅度的增加，由106。增至107。，基本趨于平穩(wěn)。這說明疏水劑的添加量越大，涂層的表面能越低，疏水效果越明顯。但是當其添加量超過1．5％后，接觸角增加幅度不明顯，而且當添加量超過一定程度后，會影響到涂層的力學性能。另外，由試驗發(fā)現(xiàn)：助劑的用量超過1．096時，疏油效果變化不大，都表現(xiàn)出非常優(yōu)異的疏油性。故綜合考慮，表面抗污劑的最佳添加量為1．5％。IO-o～環(huán)境友好功能性涂

8、料2．3固化溫度對涂層硬度的影響耐高溫憎油疏水涂層的硬度是衡量涂層性能的一個重要指標，硬度越大，涂層抗劃傷性能越好，而固化溫度對有機硅樹脂涂層的硬度起到至關(guān)重要的作用。在現(xiàn)代化產(chǎn)品流水線的生產(chǎn)過程中，為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，生產(chǎn)廠‘家希望固化時間越短、溫度越低越好，安際生產(chǎn)中，溫度是尤為重要的因素。因此，本試驗設(shè)定固化時間為20min不變，考察固化溫度對涂層性能(硬度)的影響。圖3固化溫度與涂層硬度的關(guān)系由圖3可知，涂層的硬度隨固化溫度的升高呈現(xiàn)遞增的趨勢，涂層硬度在210～230℃間增大明顯，當溫度高于230℃時，涂層硬度基本保持不變，鉛筆硬度硬度可達6H