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水性氟碳外墙涂料的性能研究

来源:佐敦涂料(张家港)有限公司 作者:季兴宏 时间:2020-01-08 点击:
导读:选取不同种类的水性氟碳乳液作为研究对象,将其作为普通外墙涂料的主要成膜物质,分别制备相应的水性氟碳涂料,并对漆膜性能进行考察。研究结果表明,相比普通外墙乳胶漆,氟碳涂料具有优异的耐沾污性,且具有更加突出的耐候性及保光保色性。
0 引言
近年来,随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的提高, 对涂料行业的发展也提出了更高的要求。低碳环保、节能减排以及可持续发展也日渐成为整个行业的主流发展趋势。在2016 年底正式生效的《巴黎协定》中就明确了减少温室气体排放的指标,我国政府也高度重视并坚决贯彻实施。对涂料产业来说, 即是要求减少甚至禁止油性涂料的生产和销售,这也将推动涂料企业朝着水性化、高固体份涂料或者其他低VOC 产品的方向发展。据统计资料显示,2016年全国新建、拟建、在建或投产的总产能超过了1 200万t,其中水性涂料项目投资占约500 万t。随着环保法规的日趋严格以及涂料下游产业的迅速壮大,建筑涂料得到了长足的发展。据国家统计局公布的数据,每年建筑涂料均有20%以上的增长速度。加上城市化率的进一步提高,建筑涂料市场必将迎来持续的迅猛发展。在日趋激烈的行业竞争之下,集聚高性能、环保型以及装饰性的建筑涂料将会受到人们的青睐。普通的外墙建筑涂料往往存在着耐沾污性差、耐老化性能不足等缺陷,已渐渐不能满足现代社会的需求。

氟碳涂料是一种以氟树脂作为主要成膜物质的涂料,最早诞生于1938 年,并应用于不粘锅、医疗和航空领域。1965 年, 美国Pennwalt 公司成功开发出Kynar500 的PVDF 型树脂并应用于建筑领域,但极高的固化温度限制了其进一步发展。直到1982 年,日本旭硝子公司成功开发出了常温固化的FEVE 型氟树脂,大大拓展了氟碳涂料的应用领域。氟碳树脂中的C-F 键键能较高,大约在451~485 KJ/mol,太阳光几乎对氟碳树脂没有任何影响,这也是其具有高耐候性的基础。并且,氟原子的电负性最高,以及较小的原子半径赋予其优异的屏蔽效应,因此氟碳树脂的化学稳定性极好。溶剂型氟碳涂料虽然已趋于成熟并且在各行业得到广泛应用, 但较高的VOC 排放并不符合可持续发展的理念。因此,氟碳涂料也越来越多的向水性化、多功能化以及高性能化的方向发展。

本研究选取了几种典型的水性氟碳乳液作为研究对象,并以普通型纯丙乳液作为参照对象,分别考察它们的耐沾污性能以及耐老化性能,并且结合户外暴晒一年的实验结果,考察不同氟碳乳液的性能。

1 实验部分
1.1 水性氟碳乳液
本次实验针对5 种水性氟碳乳液进行系统化研究,分别标号为FC-1#~FC-5#。并以普通纯丙烯酸乳液AA 作为参照。表1 列举了实验中所涉及的乳液的基本物理指标。
水性氟碳乳液的基本物理指标
1.2 实验参考配方
实验配方如表2 所示,所有助剂以及钛白粉均选自进口产品。乳液添加量以干重等量替换。
水性氟碳涂料参考配方
1.3 涂料制备工艺
按表2 所示的配方, 将序号1~4 的原料按顺序先加入容器中,并开动搅拌器低速搅拌5 min,然后分别加入5 和6,高速搅拌10~15 min 后,检验细度<30 μm。然后,低速搅拌下加入7~12 号的原料,并持续搅拌10 min即可。

1.4 试板制备
测试板选用无石棉水泥板,漆膜制备参照国家行业标准HG/T 4104—2009《建筑用水性氟涂料》进行,主要性能测试项目及制板要求如表3 所示。
主要测试项目及试板要求
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