聚全氟乙丙烯聚苯硫醚共混改性防腐涂料的研究
发布时间:2017-08-10
聚苯硫醚共混改性防腐涂料。涂料面层为聚全氟乙丙烯(FEP),利用其优异的耐腐蚀耐热性能;

聚苯硫醚共混改性防腐涂料。涂料面层为聚全氟乙丙烯(FEP),利用其优异的耐腐蚀耐热性能;底层的主要成分为聚苯硫醚(PPS),利用其优异的粘结性能,并进行了底层涂料配方的优化设计;中间过渡层利用梯度功能材料的原理,分层过渡将两种树脂共混改性,提篼涂层自身结合强度。涂层结合强度检测方法借鉴了热喷涂层的结合强度检测方法,试验效果良好。

  聚全氟乙丙烯涂料和聚苯硫醚涂料是两种性能优异的防腐涂料。聚全氟乙丙烯涂层具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和高韧性,缺点是与金属基体结合强度差。聚苯硫醚涂料的加工性能好,而且聚苯硫醚涂层具有优良的热稳定性能、阻燃性能、耐化学品性能(氧化性酸除外)和结合强度高、涂层薄且无针孔,主要缺点是脆性大易开裂W.聚全氟乙丙烯和聚苯硫醚在性能上有互补性。将两类树脂经过共混改性,可以克服各自的缺点,发挥长处,形成“高聚物合金”,是一种极有发展前景的改性聚合物粉末涂料制备方法t2.我们利用聚全氟乙丙烯优异的耐腐蚀耐热性能,以其为涂层的面层;利用聚苯硫醚优异的粘结性能,以其为涂层的底层主要。成分;利用梯度功能材料的原理,加人中间过渡层,分层过渡,提高涂层结合强度,研制了一种结合强度和耐热耐腐蚀性能优良的防腐涂料。

  1,底层与金属基体的结合强度随填料含量增加而提高,在填料含量为20%~25%时达到最大值,超过25%开始下降。这一试验现象反映出填料对涂层结合强度有增强和减弱两种相反的作用。增加填料,涂层的弹性模量减小,使涂层变形与金属基体变形差距缩小,涂层与金属基体的附着强度提高;同时,填料增加使涂层中的气体易于排除,减少涂层的内部缺陷,提高涂层的内聚强度,从而提高涂层的结合强度。由于填料本身没有结合能力,增加填料使涂层与基体的附着点减少,降低涂层附着强度;另外,填料增加,涂料的熔融粘度增加,涂料熔融流动性能降低,涂层内部容易产生缺陷,降低了涂层内聚强度,从而降低涂层结合强度。

  2.2.2聚全氟乙丙烯对底层性能的影响~30%,改变FEP和PPS的含量,在固化温度320 ~370弋、固化时间15~30min、涂层厚度0.3mm的条件下,测定涂层与金属基体的结合强度,试验结果见。

  FEP对底层与金属基体结合强度的影响不加FEP时,由PPS和填料组成的涂层脆性很大,表面有裂纹。这是因为PPS是一种线型结晶性高聚物,结晶度高达75%,在空气中热氧化交联的速度很慢,空气中360下处理1h,结晶度仍可达49%.所以用纯PPS作底层时,涂层很容易产生脆性开裂,加入FEP,可以提高涂层的性,同时也有利于底层与中间层的结合。

  强度变化很小。但当FEP含量超过10%后,涂层与金属基体间的结合强度随FEP含量增加而降低,这时FEP的不粘性占主导地位。随着FEP含量进一步增加,涂层结合强度明显下降。因此底层的FEP含量应控制在10%以内。

  2.3中间过渡层的设计利用梯度功能材料的原理,采用分层过渡的方法,将涂层从以PPS为主的底层过渡到纯FEP面层。通过逐层降低PPS含量和提高FEP含量,同时逐层减少填料含量,可以将面层和底层有机地结合为一体,获得结合强度优良的涂层。底层、5个中间过渡层和面层的配方见表2,中间过渡层对涂层结合强度的影响见表3.表2底层、5个中间过渡层及面层配方涂层配方底层中间层1面层表3中间过渡层对涂层结合强度的影响涂层组成结合强度/(mm21底层面层面层+底层面层+中间层(24)+底层面层+中间层(1~5)+底层注:①固化条件:底层320350如表3所示,底层的加入可以有效提高涂层的结合强度;随着中间过渡层数增加,涂层结合强度进一步提高。这是因为涂层的层与层的组分接近,有利于纵向交联,从而提高涂层结合强度。过渡层数增加,可以明显提高涂层结合强度,但是过渡层数的增加同时会增加加工成本,不利于工业化生产,因此过渡层数不宜过多。在此试验中,底层对金属基体的结合强度有所降低,达不到单独底层对金属基体的结合强度。我们认为这可能是由于在涂装过程中,涂层层数增加,需多次涂装,样件多次冷却加热,涂层与金属基体多次形变,产生了内应力。这一问题,还有待于以后更深入地研究。

  对不同面层的涂层,分别进行浸泡试验,试验结果见表4.表4涂层的耐腐蚀性能涂层组成底层+纯PPS面层底层+中间1~2层底层+中间1~4层底层+中间1-5层底层+中间1~5层+纯FEP面层完全脱落部分剥离表面粉化基本无变化无变化完全脱落涂层粉化表面粉化基本无变化无变化有裂纹有裂纹基本无变化无变化注:涂料各层配方、固化条件、涂层厚度同表3.从表4可以看出,用纯PPS作面层,不耐强氧化性酸的腐蚀,涂层完全剥落。涂层剥落不是结合强度低所致,而是涂层本身的耐腐蚀性能差,发生粉化造成的。随着面层中FEP含量的增加,涂层的耐氧化性酸腐蚀性能提高,面层为纯FEP耐腐蚀性能最理想。

  3结论用PPS作底层涂料的主要成分,保持了PPS的篼结合强度,解决了FEP低结合强度问题。

  与腐蚀介质接触,提高了涂层的防腐蚀性能。(3)采用中间过渡层,逐步减少PPS的含量和增加FEP的含量,同时逐步减少填料含量,在保证涂层与金属基体结合强度和涂层的防腐蚀性能前提下,提高了涂层的结合强度。(来源:中国防腐涂料网