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氟碳粉末涂料的研究近况与成长趋势

人气: 发表时间:2015-11-13 15:05【

  ②ETFE粉末树脂的出产商主要有美国杜邦、Dyneon、日本大金、日本旭硝子,世界年产量超万吨。海内中科院上海有机所从20世纪60、70年月开始研究开拓该产物,80年月乐成开拓出ETFE粉末涂料,但在海内没有实现财富化。该低分子量品种出格合用于粉末涂料,其加工温度约为280~300℃,成膜机能精采,且不需要底漆,一次喷涂可得到必然厚度的涂层,纵然其熔体指数增大了10倍,其力学机能仍远在环氧或环氧聚酯粉末涂料之上。并且漆膜具有精采的力学机能、电绝缘机能和耐化学品腐化机能。合用于ETFE粉末涂料的粒径在40~100μm之间。粉末粒子太大则不易带电,太小容易失电,两种倾向均倒霉于ETFE粉末涂料的静电喷涂涂装。在粉末涂料配方中添加金属氧化物和不变剂等,有利于办理涂膜露底及低落本钱。插手炭黑、高抗粉化型金红石型钛白粉及耐高温的彩色颜料,可以得到差异色彩的涂膜。可以回收静电粉末喷涂的要领将ETFE粉末涂料涂装于颠末外貌处理惩罚的金属外貌。涂膜在280~320℃熔融烧结约15~30min便可得到平滑平整的涂膜。凡是厚度在30~100μm之间,假如要求得到更厚的涂膜,可以通过多次喷涂和烧结的方法实现。

  热塑性氟碳粉末涂料成长到此刻主要有三大类产物:PVDF、ETFE、ECTFE。

  热固性氟碳粉末涂料和其它普通粉末涂料(如环氧、聚酯等)对比,熔融温度、烘烤温度沟通,涂装工艺相似,可是机能(如耐化学、耐候性)却是普通环氧、聚酯树脂粉末涂料的数倍。据资料先容,其加快耐候性(日晒气候色牢度仪)试验5000h,光芒保持率为92%~98%。险些没有产生老化,盐雾试验4000h稳定,增稠剂,经久性可望达30年以上。

  首先是氟树脂的差距,现今最大的氟树脂出产商美国阿托菲纳公司已研究出产氟树脂近50年,从事了大量的基本研究事情,并有30多年的美国佛罗里达室外曝晒数据,氟树脂的出产工艺成熟先进,由于质量卓越,涂料尝试数据富厚,能向涂料厂商提供涂料出产根基配方和成熟出产技能,并有二十年以上的质量理睬;而海内氟树脂厂只有少数几家并且出产小批量树脂,未能对氟树脂的应用举办全面深入的应用研究,对涂料厂商难以举办强有力的技能支持。由于室外曝晒时间长,用度高,这几家树脂出产厂均未举办氟涂料室外曝晒尝试,无室外曝晒尝试数据,无法向涂料厂、喷涂厂和最终用户提供与海外临近似的尝试数据,更无法给于二十年或十年以上的质量理睬,这些基本研究的单薄严重制约了国产氟碳树脂在粉末涂料的应用前景。

  ①PVDF氟碳粉末涂料在应用时需要和罗门哈斯公司出产的专用丙烯酸树脂以7∶3殽杂复配。PVDF树脂活着界上共有3家主要出产商:比利时的Solvay公司、美国奥斯蒙公司及ATOFINA公司,世界年产量高出2万t。海内上海三爱富公司出产PVDF粉末树脂,但产物质量和品质与海外对比尚有较大差距。

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  热固性氟碳粉末涂料不单具有与PVDF同等的优异的耐化学性、耐候性,并且其烘烤温度低、涂膜有较高装饰性,可更好满意对掩护家产装置和其他设施布局专用粉末涂料日益增长的需要,遍及地应用于桥梁、门窗、围墙、家用标色质料等修建质料、汽车车体、家电产物。

  氟碳粉末涂料主要有两大类,一类是以PVDF(偏氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)等树脂为基料的热塑性氟碳粉末涂料;另一类是连年来成长十分迅速的以三氟氯乙烯/四氟乙烯和乙烯基醚或乙烯基酯类单体共聚的热固性氟碳粉末涂料。

  与PVDF氟碳粉末涂料对比,热固性氟碳粉末涂料可作透明涂层,涂料的贮存不变性好,涂膜的物理力学机能好,可通过体系内各组分的公道匹配很好地均衡涂膜的柔韧性、硬度、附出力等机能,涂膜的耐酸雨、臭氧、紫外线、化学药品机能特优,是粉末涂料中耐候性最佳的品种。热固性氟碳粉末涂料具备了PVDF涂料的恒久耐候性,又融合了粉末涂料无有机溶剂、高利用效率及单层涂装应用等利益,可替代部门PVDF氟碳粉末涂料,别的,热固性氟碳粉末涂料的另一个研究偏向就是可以改造聚酯粉末涂料的机能。

  另外,由于氟涂料厂商均没有很强的涂装应用技能支持,纵然氟碳粉末涂料机能(或配方)与海外相似,但由于涂装应用技能的差距亦难以办理氟碳喷涂中的浩瀚质量问题,严重影响海内氟涂料厂商的推广应用,而且使浩瀚海内喷涂厂不敢等闲利用海内氟涂料,乃至今朝很多工程项目一说到氟碳喷涂铝幕墙板,利用者言必称PPG、LILLY等海外知名大公司品牌涂料才安心。因此,海内氟碳树脂厂商只有尽快完善耐候尝试数据并与涂料制造商相助,把技能处事质量提高,才气不绝提高国产氟碳粉末涂料在行业里的承认度。

  3.2节能保温型氟碳粉末涂料

  3氟碳粉末涂料新希望

  2.2热固性氟碳粉末涂料

  ETFE粉末涂料的涂膜具有优异的不粘性、耐化学腐化性、电绝缘性和耐老化性,从而被遍及应用于差异规模。

  尽量如此,热塑性氟碳粉末涂料有其应用范围性,PVDF和ETFE、ECTFE等氟碳粉末涂料固然各项机能优异,但因其施工坚苦,烘烤温度高,一般在(250~300)℃,静电喷涂较坚苦(一般需要热喷涂),并且其树脂颜料分手性差,光芒低,外貌铅笔硬度低,粉饰力差,外貌质感、光洁度与普通环氧、聚酯粉末涂料对比有较大差距,用途较窄。涂料装饰机能较差,只能作某些非凡用途,成为了涂料中的贵族,如前文所述,在粉末涂料中所占的比重很是小。

  3.1自洁净氟碳粉末涂料

  据美国ATOFINA公司要求,氟碳粉末涂料回收不少于70%PVDF树脂,配以与液体涂料同样的无机陶瓷颜料和添加剂。这样的涂层产物机能到达或高出美国修建协会对金属修建物的最高尺度AAMA2605(98)。

  就当前而言,PVDF范例氟碳粉末涂料是市场上的主流,而且已有成熟的应用。个中辉旭公司操作超细粉体流化技能制备的超细粉末氟碳涂料产物,乐成的实现超细粉末涂装,使得涂层表观质量大大提高的同时,由于涂层变薄,涂装本钱也大大低落,这对涂装家产具有革命性的意义。氟碳粉末涂料的超细粉产物,可以获得很是匀称平整的薄涂层,使得原本大大高于液体涂装的本钱反而低于液体氟碳涂料。

  自1963年聚偏氟乙烯(PVDF)涂料乐成地应用在修建业,涂覆于装饰板材上以来,氟碳涂料已经走过了50年的成长过程,氟碳涂料以其奇特的机能担当住了汗青的检验。上世纪80年月,日本旭硝子公司推出了以三氟氯乙烯(CTFE)为主要单体与成果单体的四元共聚物,使氟树脂及其涂料由热塑性进入了热固性阶段,并慢慢开拓出水溶性氟碳涂料及可常温固化氟碳涂料。今朝,该公司为常温固化氟碳涂料的主要出产者之一。90年月初,PPG公司率先在我国天津合伙出产氟碳涂料。几年后,日本关西涂料在中国无锡建厂出产氟碳涂料。到上个世纪末,海内氟碳涂料厂成长到了70多家,但局限都不大,并且大部门都会合在东南沿海地域。今朝在海内处于领先职位的主要有广东珠海特氟涂料公司、大连振邦氟涂料公司、浙江化工研究院。别的,美国阿托化学公司、Lilly公司、阿克苏公司、立邦涂料公司等涂料厂商均已将其氟碳涂料产物打入了中国市场。连年来,如阿托化学、三爱富等公司开始研发不含溶剂的PVDF粉末涂料,个中海内辉旭微粉公司占据了必然的市场份额;以旭硝子、大连振邦、北京华通瑞驰等公司开始提供FEVE型的粉末涂料用氟碳树脂,则使海内市场上开始呈现热固性的氟碳粉末涂料。

  当前,当局和社会对付情况掩护越来越重视,无VOC排放、环保的氟碳粉末涂料一定逐渐在一些特定规模上逐渐替代氟碳漆。另一方面,从氟碳粉末涂料卓越的机能和应用规模等方面较量可以预见,跟着我国百姓经济稳步增长和人民糊口程度的不绝提高,作为中高等粉末涂料代表之一,氟碳粉末涂料的需求会不绝增大,而具有较佳装饰性的热固性粉末涂料有着极大的市场成长潜力。关于氟碳粉末涂料的研究开拓将成为此后粉末涂料开拓的又一热点。因此,必需认识到今朝氟碳粉末涂料还存在的问题。

  AKBARI·P等通过插手热反射颜填料对太阳光具有很高的反射率,能阻缓热能向物体内部传导,并将接收的热能辐射出去。这种涂料在高温的夏季低落了修建外貌温度,进而影响了周围情况温度,使得空调等制冷设备能耗低落。

  高彤等回收稀土二氧化铈对氟碳涂料举办改性。功效表白,插手纳米二氧化铈可提高水性氟碳涂料的耐老化性,当用量为1%时,可以耽误涂料耐人工老化时间500h以上,并纳米二氧化铈可以提高涂料的防霉抗菌性,当用量为1%时,涂料具有优异的防霉性,对大肠埃希氏菌的抗菌率到达99.99%以上。

  氟碳粉末涂料的研究近况与成长趋势

  粉末涂料对情况污染小,成长很快,我国已成为全球粉末涂料出产第一大国。个中环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料的应用已经很是普遍。家用电器产物、修建金属型材、汽车零配件、五金东西、设备仪表等,很多规模都应用了粉末涂料。粉末涂料的基料主要为热固性树脂(如环氧和聚酯)和热塑性树脂(如PVC、尼龙等)。我国粉末涂料以热固性为主,热塑性粉末涂料的产量很少,以PVC为主。全国涂料涂装专业委员会的行业数据统计:2002年我国热固性粉末涂料产量到达27万t,首次高出美国而位居世界第一;2012年我国粉末涂料总产量到达了104万t,约占世界总产量的45%以上。但值得留意的是,个中氟碳粉末涂料的产量占其总量不敷0.1%。

  1.2氟碳涂料的成长

  3.3稀土二氧化铈改性

  北京化工大学李运德等研究了回收氟化硅氧烷亲水化剂、改性有机硅防涂鸦助剂、TiO2光催化剂等提高FEVE氟碳涂层耐粘污性的结果。功效表白:亲水化剂显著低落了涂膜外貌与水的打仗角,加强了漆膜外貌的自洁性,而且加强了FEVE氟碳涂料的耐候性;防涂鸦助剂短期内改进了漆膜的耐粘污性,但跟着曝晒时间的耽误耐粘污性下降;光催化剂明明提高了涂膜的耐粘污性和自洁性,但漆膜的耐候性大大下降;回收符合的亲水化剂提高氟碳涂膜的自洁性和耐粘污性是最有效的要领。

  4存在问题与展望

  氟碳粉末涂料的研究近况与成长趋势

  氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料的统称,它是在氟树脂基本上颠末改性、加工而成的一种新型涂层质料,其主要特点是树脂中含有大量的F-C键,其键能为485kJmol-1,在所有化学键中堪称第一。在受热、光(包罗紫外线)的浸染下,F-C键难以断裂。因此显示出超长的耐候性及耐化学介质腐化,故其不变性是所有树脂涂料中最好的。这就根基抉择了它具有比一般其它范例涂层质料更为优异的利用机能,因此在行业内有“涂料王”之称。一般应用于修建、桥梁、飞机和船舶等对耐候性要求极高的场所。

  1.1粉末涂料先容

  今朝,超耐候粉末涂料一般为聚酯/TGIC体系或丙烯酸体系,利用寿命可到达5~8年。可是,与动辄20~50年有效利用寿命的氟碳涂料比拟,现有的超耐候型粉末涂料仍有明明的差距。因此,氟碳粉末涂料成为海表里研究的热点。

  氟碳粉末涂料的研究近况与成长趋势

  热塑性氟碳粉末涂料具有优异的综公道化机能,可抵挡盐酸、氟硼酸、硫酸以及氢氧化钠等介质腐化;涂层粘着安稳、坚实、无针孔,外貌光洁不粘垢等利益。更可贵的是,PVDF系列氟碳粉末涂料已经有了十分遍及的应用,因此拥有多个应用实例及具有说服力的耐候数据。

  2海表里氟碳粉末涂料成长近况

  氟碳粉末涂料的研究近况与成长趋势

  1轮廓

  本文概述了氟碳粉末涂料的成长进程,并对差异成长阶段的氟碳粉末涂料作了简朴先容。重点叙述和较量热塑性氟碳粉末涂料及热固性粉末氟碳粉末涂料的机能及应用规模,并接头了海表里科研机构的研究希望,指出氟碳粉末涂料的成长偏向。

  20世纪末,日本大金和旭硝子公司相继开拓出氟烯烃-乙烯基醚为基体的热固性粉末氟涂料,并建成了家产化妆置。1991年,新西兰ORICA粉末涂料公司首次开拓出PVF3氟烯烃-乙烯基醚为基体的热固性氟树脂粉末涂料,其颜料分手性优,且100℃阁下熔融,可用一般粉末涂装要领施工,是第二代氟碳粉末涂料。今朝,海内已有北京瑞驰、大连振邦等开始推广应用。

  2.1热塑性氟碳粉末涂料

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  ③美国奥斯蒙公司是世界上独一出产ECTFE的公司,年产量3000多吨,主要用于化工重防腐、半导体家产、食品及医药家产的出产设备。海内仅有大连振邦氟涂料股份有限公司和中科院上海有机所对该产物举办了深入研究。

  2008年,PPG家产公司涂料业务部推出了合用于修建铝合金的Duranar牌粉末涂料。该涂料是Duranar牌液体涂料现有出产线的扩大延伸,是专为修建板材、玻璃幕墙和店面等庞大修建场合而设计的。利用70%的kynar聚偏氟乙烯(PVDF)树脂技能建造的Duranar粉末涂料,是一种具有零VOC环保效益的粉末涂料。这些产物还具有与Duranar液体涂料同样的经久性、颜色与保光性以及粉化性、耐腐化和耐沾污性,利用同类树脂出产出粉末涂料具有优秀的竞争力。