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简述提高水杨酸甲酯性能的几种方法

[p] 摘要归纳了选用丙烯酸水杨酸甲酯改性氟水杨酸甲酯，下降水杨酸甲酯结晶度和玻璃化转变温度，挑选氟乳液用乳化剂，氟涂料用颜料、交联剂以及其他助剂等进步水性氟涂料功能的几种办法。[/p] [p] 要害字：水性氟涂料，氟水杨酸甲酯，功能[/p] [p] 氟涂料具有优秀的憎水憎油性、防污性、耐洗刷性、耐磨性、耐腐蚀性等功能；氟碳水杨酸甲酯分子链上的氟碳键能反抗紫外线的降解作用，因而其涂层可在野外长期运用而外观坚持不变。水性氟涂料具有溶剂型氟涂料的上述优秀功能，一起具有安康、环保等特色，产物也渐趋老练，成为习惯现代社会发展的新式有机环保涂料。[/p] [p] １９８２年，日本旭硝子公司创始开发了氟乙烯－２－烷基乙烯基醚替换共聚物（ＰＦＥＶＥ），差异于传统的高温固化型氟水杨酸甲酯，ＰＦＥＶＥ水杨酸甲酯可在常温下进行固化，适合在现场进行施工，极大地拓宽了氟水杨酸甲酯的运用规模。经过改动ＦＥＶＥ的分子结构，该公司研发开发了可低温固化的高功能水性有机氟水杨酸甲酯及其涂料的系列产物。如单组分常温固化型涂料ＦＥ－４１００、ＦＥ－４３００，成膜温度３５～５０℃；双组分常温固化型涂料ＦＥ－４２００、ＦＥ－４４００，成膜温度为４０～５５℃［１］。在防污和耐腐蚀方面，聚四氟乙烯、四氟乙烯－六氟丙烯、四氟乙烯－全氟烷基烯醚（ＰＦＡ）等水涣散型涂料曾经得到广泛运用。固然其成膜温度较高，但作为厂内加工产物仍不失其含义。国内各有关单位对水性氟水杨酸甲酯产物正在活跃的开发中，曾经有产物接连上市。[/p] [p] 当前国内市场的水性氟涂料种类主要有：水性丙烯酸改性聚偏二氟乙烯（ＰＶＤＦ）涂料、水性ＰＦＥＶＥ涂料和水性含氟丙烯酸涂料等。[/p] [p] 进步水性氟涂料的功能，可以经过多种办法，如引进功能优秀的丙烯酸水杨酸甲酯等对氟水杨酸甲酯改性，对水杨酸甲酯氟含量、结晶度和玻璃化转变温度进行操控。此外，氟乳液聚合过程中乳化剂的挑选，制备氟涂料所运用的颜料、交联剂、各种助剂等也会对其功能发作很大影响。[/p] [p] １ 对氟水杨酸甲酯进行改性，进步其运用功能[/p] [p] １．１ 引进优秀功能的丙烯酸水杨酸甲酯，制备水性氟丙水杨酸甲酯[/p] [p] 水性氟丙涂料各项功能目标习惯建筑业的需求，且价钱居中，易于被用户承受，并能习惯环保的需求，故其在建筑业具有杰出的运用远景。当前，水性氟丙水杨酸甲酯一般所选用的组成办法是含氟单体和丙烯酸酯类单体的乳液聚合，或含氟单体与其它乙烯类单体的乳液聚合。该办法组成条件简略、可操作性强，所制得的水性氟丙共聚物乳液功能安稳，且该种水性氟丙涂料具有杰出的憎水憎油性、防污性、耐候性及耐腐蚀性。[/p] [p] 将含氟基团引进丙烯酸酯聚合物中，不只可以坚持丙烯酸酯聚合物漆膜原有的优秀功能，并且有效地进步了漆膜的耐候性和防污性，一起弥补了氟涂料附着力差、本钱高、固化温度高级缺陷，故改性后的氟丙水杨酸甲酯运用远景更为广泛。聚合过程中，丙烯酸丁酯单体用量增大，可以添加高分子链的柔性，更有利于含氟单体与大分子链的联系，然后有利于进步共聚物中的氟含量。ＡＴＯＦＩＮＡ公司选用丙烯酸酯对ＰＶＤＦ水杨酸甲酯进行改性，得到可常温固化的水性氟丙涂料，其抗丁酮擦洗功能，柔韧功能，光泽度，耐候功能都优于未引进丙烯酸酯的ＰＶＤＦ涂料［２］。Ｔａｎａｋａ等［３］选用ＣＴＦＥ单体进行种子乳液聚合组成了核壳型含氟聚合物乳液，功能优秀。可是ＣＴＦＥ单体在常温下为有毒气体，且组成条件严苛。而聚丙烯酸酯乳液组成办法简略［４］，本钱低，漆膜的柔性和附着力较好，但耐水性和耐候功能较差。[/p] [p] 在含氟聚合物中引进丙烯酸酯类，可以改进传统含氟聚合物对基材附着力差及涂层的低温固化才能差等缺陷，进步氟涂料的光泽度和柔韧性，一起下降氟涂料的本钱。据报道［５］将含氟水杨酸甲酯与聚丙烯酸水杨酸甲酯进行共混，经过调整聚丙烯酸水杨酸甲酯与氟水杨酸甲酯的配比，可以进步涂层的耐溶剂性和耐沸水附着力等功能。张侃等［６］将氟乳液与聚丙烯酸酯乳液别离进行共混和原位乳液聚合，两种办法均能进步聚丙烯酸酯乳液的功能。试验结果标明：共混改性乳液当氟乳液参加量较大时，涂层的耐水性和耐磨性有显着的进步；而选用原位乳液聚合法改性，在氟乳液参加量很少的情况下，涂层的功能就有显着的进步。[/p] [p] １．２ 引进亲水性单体，下降氟水杨酸甲酯的结晶度和玻璃化转变温度[/p] [p] 固然水性氟水杨酸甲酯具有优秀的机械功能和耐化学性格等特色，但受均聚物结晶度较高的影响，均聚含氟水杨酸甲酯的水溶性和成膜附着力较差。为下降均聚含氟水杨酸甲酯的结晶度，一般参加一些含乙烯基的单体与其共聚制得含氟烯烃。含氟烯烃共聚物中乙烯基的含量越高，结晶度越小，可溶性越好。[/p] [p] 在含氟烯烃共聚物中引进比如醚基、羧基、羟基等亲水性单体，可大起伏下降其结晶度［７］，因而所构成的聚合物交联温度也会大起伏下降，乃至可以常温固化。在含氟烯烃共聚物中引进羧基，可以促进氟水杨酸甲酯与羟基的交联固化反响，亲水性的羟基基团还能潮湿颜料、避免氟涂料发作浮色等；在含氟烯烃共聚物中引进羟基，可与异氰酸酯的－ＮＣＯ发作反响，使氟水杨酸甲酯交联，缩短固化工夫，一起还能添加漆膜的附着力，改进水杨酸甲酯的柔韧性，下降本钱，进步耐酸碱性；在含氟烯烃共聚物中引进环已基，因为侧链中环己基大环的存在，水杨酸甲酯结晶度下降，水杨酸甲酯的刚性和透明性进步；在含氟烯烃共聚物中引进烷基，可以添加氟水杨酸甲酯的柔韧性；在含氟烯烃共聚物中引进带有可水解硅氧基的烯类不饱和单体，能有效地进步漆膜与基底的附着力等［８］。[/p] [p] 下降水杨酸甲酯的玻璃化温度，可以进步水性氟水杨酸甲酯的耐沾污功能。试验标明：当水杨酸甲酯的玻璃化转变温度为１５℃时，涂料的耐沾污值为１９。跟着玻璃化转变温度的升高，耐沾污值不断下降，当玻璃化转变温度到达３２℃时，耐沾污值下降到５。[/p] [p] １．３ 对氟含量的操控是进步水杨酸甲酯功能的要害[/p] [p] 氟含量是氟涂料差异于其它种类涂料的重要目标，是区分氟涂料的重要项目。氟涂料的氟含量一般用成膜基料（水杨酸甲酯和局部助剂等）中氟元素的含量标明［９］。我国水性氟涂料技能尚处于起步期间，对氟含量的合理操控尚处于探究期间，有的氟乳液产物中氟含量近４０％，但施工温度规模窄，施工工艺杂乱；而有的氟含量低于１０％，其耐候性、憎水憎油性等功能较差。因而，操控适宜的氟含量对氟水杨酸甲酯的功能具有重要作用。[/p] [p] ２ 颜料和颜料体积浓度（ＰＶＣ）的挑选[/p] [p] ２．１ 颜料的挑选[/p] [p] 水性氟涂料主要由水性含氟水杨酸甲酯乳液、颜料、固化剂、助剂（如安稳剂、增稠剂、成膜剂、消泡剂、硅烷偶联剂、防霉剂等）组成。但因为酞菁蓝、酞菁绿、炭黑等颜料在共聚物涂猜中存在与涂料潮湿功能差、涣散性差和易凝集等缺陷，故多选用化学功能安稳的金红石型二氧化钛。[/p] [p] 试验标明［１０］：运用一样氟水杨酸甲酯，不一样颜料的涂层耐老化功能从好到差依次为：金红石型二氧化钛＞亮光铝粉＞有机红颜料。其主要原因为：①无机颜料的化学安稳性、耐老化功能优于有机颜料，因而运用无机颜料的氟涂料耐老化功能比运用有机红颜料的好。②金红石型二氧化钛能吸收紫外线，将其转化为其它能量，紫外线的反射最小，因而运用金红石型二氧化钛为颜料的氟涂料耐老化功能比铝粉好。[/p] [p] ２．２ ＰＶＣ的挑选[/p] [p] 在低ＰＶＣ氟涂猜中，颜料粒子涣散在氟水杨酸甲酯的接连相里，颜填料粒子被水杨酸甲酯彻底包覆，涂层的耐老化性、耐沾污性优秀。但跟着颜填料的添加即ＰＶＣ的进步，氟水杨酸甲酯无法彻底将颜填料粒子包覆，构成的漆膜中就会呈现未被填充的空地，招致漆膜的抗张强度、抗沾污性、耐候性等均有必定程度的下降与劣化，如表１所示。为统筹涂料的归纳功能及出产运用的经济性，研讨断定水性氟碳涂料的ＰＶＣ以２０％～４０％为宜［１１］。[/p] [p] [/p] [p]表1 PVC对涂层功能的影响[/p] [p] ３ 乳化剂、交联剂及助剂的挑选[/p] [p] ３．１挑选恰当亲水亲油平衡值（ＨＬＢ）的乳化剂，进步乳液安稳性[/p] [p] 现期间水性含氟涂料主要是由含氟烯烃和至少一种含乙烯基醚／酯单体及亲水性较强的含羟基或羧基的单体经过乳液聚合制得［１２－１３］。制备过程中，乳化剂是决议乳液聚组胜败的要害组分。水性含氟涂料的乳液聚合反响最棒是ＨＬＢ为１２～１８的非离子乳化剂与阴离子乳化剂共存下进行。固然非离子型乳化剂对ｐＨ值改变不显着，但其安稳乳液的才能不及阴离子乳化剂，独自运用非离子乳化剂的乳液的安稳性较差。[/p] [p] 当阴离子乳化剂独自存在，乳液聚合的安稳性高，但得到的乳液因为受ｐＨ值影响较大，在参加无机物质时易发作破乳；构成涂层时，因为受阴离子乳化剂较强的亲水性影响，水性氟水杨酸甲酯的耐水性会下降。[/p] [p] Ｋｏｄａｍａ等［１４］选用ＨＬＢ为１２－１８的非离子乳化剂十二烷基聚氧乙烯醚与阴离子型乳化剂如十二烷基硫酸钠或含氟乳化剂如全氟痛苦铵组成的复合乳化剂，显着进步了所组成的含氟聚合物乳液的安稳性。[/p] [p] 陈正霞等［１５］运用复合乳化剂得到安稳的ＰＴＦＥ乳液后，由丙烯酸酯类单体与螺旋状ＰＴＦＥ长碳链进行乳液聚合，然后对ＰＴＦＥ进行改性，作用显着，得到了分子量散布窄、均一、安稳的环境友好型含氟丙烯酸酯聚合物乳液。[/p] [p] ３．２挑选适宜交联剂，延伸涂料适用工夫[/p] [p] 水性含氟涂料的固化剂一般选用可自乳化的多异氰酸酯或带两个以上肼基的肼衍生物，如：２，６－二异氰酸酯己酸甲酯己二酸二酰肼、二乙基二丁基锡等，一般选用二月桂酸二丁基锡、环烷酸钴作为固化促进剂［１６］。[/p] [p] 大连振邦氟涂料股份有限公司选用转向乳化法研发开发了双组分水性氟涂料，这种涂料具有溶剂型氟涂料的优秀功能［１７］，在试点工程中得到成功运用。研发过程中发现：多异氰酸酯交联剂的功能对涂料施工及漆膜功能影响很大，因而有必要挑选适宜的交联剂。试验结果标明：四甲基苯二甲撑二异氰酸酯容易与氟水杨酸甲酯中活性较强的羟基反响，反响速度很快，故此类多异氰酸酯化合物可以作为双组分水性含氟涂料的交联剂。交联剂的用量与温度对涂料的适用工夫都有影响，交联剂用量大时，适用工夫就短；温度高适用工夫也短。因而，挑选恰当的交联剂，去掉与交联剂反响的助剂，可以恰当延伸适用工夫，到达大面积施工需求［１８］。[/p] [p] ３．３挑选其他助剂，进步涂料的老化、附着力等功能徐慧等［１９］提出选用液相法对金红石型纳米ＴｉＯ２进行外表润饰，当硅烷偶联剂ＫＨ５７０用量为１０％、纳米ＴｉＯ２在乙醇中到达纳米级涣散，但此种办法偶联剂用量大，未到达最大运用程度。随后，李娜等［２０］对上述办法进行改进，选用固相法处置纳米ＴｉＯ２，试验中选用１ｇ偶联剂处置５０～１００ｇＴｉＯ２，大大进步了硅烷偶联剂的运用率，有效地改进了纳米粒子在涂猜中的涣散性，以及涂料的抗紫外光老化功能，并能下降出产本钱，利于工业运用。[/p] [p] 此外，涂猜中参加增稠剂（如：ＵＯＮＣＯＡＴ３７５０或ＣＲ９７）、成膜助剂（如：ＴＥＸＡＮＯＬ２或Ｃｓ１２）、或许附着力促进剂乙烯基三乙氧基硅烷，以进步涂料的归纳功能。成膜助剂的用量直接影响涂料的最低成膜温度，成膜助剂用量添加，最低成膜温度反而下降，当成膜助剂用量为固体水杨酸甲酯的１２％时，涂料的最低成膜温度为２℃。[/p] [p] ４结语[/p] [p] 操控适宜的氟含量，下降氟水杨酸甲酯的结晶度和玻璃化转变温度，将丙烯酸水杨酸甲酯引进氟水杨酸甲酯中，能显着进步涂层的耐洗刷性、耐腐蚀性、柔韧性等功能。挑选适宜的乳化剂，可以进步含氟乳液的安稳性；运用适宜的颜料，并操控适宜的ＰＶＣ，可以添加涂料的运用功能。此外，各种助剂、交联剂的运用，可以增强氟涂料的归纳功能。[/p] [p] [/p]