耐高温憎油疏水涂层材料的研制.pdf

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1、耐高温憎油疏水涂层材料的研制关迎东孙春龙李海燕张世珍海洋化工研究院，山东青岛266071摘要：本文通过对不同有机硅耐高温树脂的分析以及对表面抗污剂的筛选，研制了一种单组分抗沾污涂层材料，该涂料不仅能够在300℃的高温环境下使用，而且具有疏油疏水的“双疏性”效果，该产品已经在民用和军用上得到了广泛的应用，如家用抽油烟机，客机、军机发动机等部件。关键词：耐高温涂层;憎油性;疏水性环境友好功能性涂料1．2主要仪器设备SFJ一400型高速搅拌机；SG一65型三辊研磨机：QHQ—A铅笔硬度计；DHG一9147型电热恒温鼓风干燥箱；QCJ型漆膜冲击器；SL200B型接触角测试仪

2、。1．3涂料及样板的制备(1)清漆的制备将树脂与助剂混合，用高速搅拌机混合均匀，并加入稀释剂调整到合适的黏度。’(2)色漆(黑色)的制备将树脂与助剂混合，用高速搅拌机混合均匀，之后加入炭黑，利用三辊研磨机将漆浆细度研磨至30p以下，加入稀释剂调整到合适的黏度。(3)样板的制备试验室采用空气压缩机喷涂，喷涂后将湿膜样板静置5一lOmin，放入设定温度的-T．燥箱，加热固化特定的时间后恒温恒湿待用。1．4涂层性能检测方法疏水效果采用SL200B接触角测试仪测定接触角。疏油效果测试用派通N50油性笔在涂层样板上涂鸦，即时肉眼观察油性笔涂污的收缩性，并问隔特定的时问，用百洁

3、御擦拭考察油污的可擦除性仃1。2结果与讨论2．1树脂的选择一本文筛选三种不同的有机硅树脂，分别考察他们的疏水、疏油效果。环境友好功能性涂料表2不同树脂涂层双疏性能的比较疏水角／。疏油性76×86×90×由表2刈‘以看出，B型改性机硅树脂的疏水角为86。，明显高于普通A型有机硅树脂的疏水角，而C型氟改性有机硅树脂的疏水角达90。，在三种树脂中疏水效果最好。这主要是因为氟硅树脂中引入了C—F键，氟是电负性最大的元素，C—F键键能大(447kJ／m01)，氟原子核对核外电子的束缚作用强，F—C键的可极化性低，使得含F—C键的聚合物分子间作用力较低，因而氟改性有机硅树脂具有

4、特殊的低表面性能。2．2表面抗污剂的选择2．2．1表面抗污剂种类的选择表面抗污剂是端羟烷基改性的有机硅化合物，由于其独特的化学结构，他可以在漆膜表面形成硅氧烷密度极高的单分子层，从而大大提高漆膜表面的耐水性，滑爽性，耐沾污，防涂鸦等性能，不同的抗污助剂对涂层的性能影响也不同。表3表面抗污剂I卜1、’卜2、卅3对涂层疏油、疏水性能的影晌OWlW2W39085100106×××0×0t--。50由表3可以看出，抗污剂w，的的加入，使得涂层具有较好的疏油性，但涂层的疏水角由90。降为85。，疏水性有所下降；加入抗污剂W。后，涂层的疏油、疏水性都有一定程度的提高，表现出较好

5、的双疏效果；加入抗污剂w。后，涂膜的疏水角增至106。，同时又表现出优异的疏油性。这主要是由于不同的表面抗污剂分子结构含有不同的化学基团，这些化学基团与涂层基料树脂的相容性有较大的差异，导致抗污效果产生差异，甚至降低涂层的性能。由表2可知抗污剂W。的综合环境友好功能性涂料性能最优。2．2．2表面抗污剂w-3用量对涂层疏油、疏水性能的影响表面抗污剂的单价比较高，添加量对配方成本的影响较大，因此，在满足性能的前提下应尽可能少的用表面抗污剂，下文即选用不回用量的表面抗污剂眠，考察其用量和双疏性能的关系。越＼援繁馏o．Oo．51．O'．52．o2．53．O助剂用量，％图11

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7、卜3用量对涂层疏水角的影响90。97。102”106。107。凰2逡层硫水角照片从图l可以看出，随着涂料中助剂的用量不断增加，涂层的疏水角越来越大，用量在1．5％～3．096范围内，疏水角仅有小幅度的增加，由106。增至107。，基本趋于平稳。这说明疏水剂的添加量越大，涂层的表面能越低，疏水效果越明显。但是当其添加量超过1．5％后，接触角增加幅度不明显，而且当添加量超过一定程度后，会影响到涂层的力学性能。另外，由试验发现：助剂的用量超过1．096时，疏油效果变化不大，都表现出非常优异的疏油性。故综合考虑，表面抗污剂的最佳添加量为1．5％。IO-o～环境友好功能性涂

8、料2．3固化温度对涂层硬度的影响耐高温憎油疏水涂层的硬度是衡量涂层性能的一个重要指标，硬度越大，涂层抗划伤性能越好，而固化温度对有机硅树脂涂层的硬度起到至关重要的作用。在现代化产品流水线的生产过程中，为了提高生产效率，节约能源，生产厂‘家希望固化时间越短、温度越低越好，安际生产中，温度是尤为重要的因素。因此，本试验设定固化时间为20min不变，考察固化温度对涂层性能(硬度)的影响。图3固化温度与涂层硬度的关系由图3可知，涂层的硬度随固化温度的升高呈现递增的趋势，涂层硬度在210～230℃间增大明显，当温度高于230℃时，涂层硬度基本保持不变，铅笔硬度硬度可达6H