摘要：以三氟氯乙烯－乙烯基醚共聚物（ FEVE ）为成膜物质，选用不同类型的固化剂交联固化。探讨了固化剂类型对涂膜耐候性、耐介质性、机械性能等的影响，并对涂料的xxx进行了比较。

关键词：氟碳涂料； 异氰酸酯； 固化剂

前言

随着现代工业的快速发展，大型钢结构、海上设施、海洋船舶以及高层建筑对涂料的防腐蚀性、耐候性和耐久性提出了更高的要求。由 FEVE 树脂制得的常温固化型氟碳树脂涂料，具有超常的耐候性、耐腐蚀性、优异的耐化学药品性和良好的耐冲洗性、耐沾污性及施工方便的特点，因而在重防腐领域的应用日益广泛。然而，氟树脂涂料的应用开发，一直是高性能涂料研究的热点，低温固化或溶剂可溶氟树脂涂料也代表了氟树脂涂料的发展方向。

本文研究的目的是通过采用不同的异氰酸酯固化剂，与氟树脂进行交联固化，制备xxx高、防腐性能好、耐久性更佳的常温固化氟树脂涂料，以进一步扩大氟树脂涂料在防腐领域中的应用。

2 实验部分

2.1 原料

氟树脂：采用大连振邦氟涂料股份有限公司的 F100 氟树脂，具体性能指标见表 1 。

表 1 F 100 氟树脂技术指标

异氰酸酯固化剂：分别选用了 Bayer 公司的缩二脲多异氰酸酯 N75 、 Rhodia 公司 HDT-90 三聚体、国产硅改性脂肪族聚氨酯固化剂 3 ＃ 。固化剂的具体性能指标见表 2 。

2.2 配方

白色氟碳漆，色漆配方见表 3 。

3 结果与讨论

3.1 氟树脂特性

氟树脂涂料的优异性能源于分子结构中的 F 原子， F 原子电负性高（ 4.0 ），原子半径小（ 0.135nm ）

表 2 异氰酸酯固化剂

表 3 白色氟碳漆色漆配方（ A 组分）

3.2 固化剂的选择

含羟基的 FEVE 树脂可以与聚氨酯固化剂中的— NCO 基反应，制成常温固化的氟碳树脂涂料。常用的甲苯二异氰酸酯三聚体 TDI ，价格较低，但只能用于防腐蚀树脂涂料和内用的氟碳树脂涂料。因 TDI 三聚体易泛黄与粉化，不易户外使用。 FEVE 氟树脂涂料主要用于户外耐久性要求高，防腐性能寿命长，减少维护费用的地方。一般多用六亚甲基二异氰酸酯缩二脲作固化剂。

3.3 固化剂性能比较

常温固化型氟碳树脂涂料选用 N75 作为固化剂较多。近年来不断发展应用的 HDI 三聚体与缩二脲相比有以下优点：

（ 1 ） HDI 三聚体由于分子间不能形成氢键，因此粘度比 N75 低，有利于施工少用溶剂，易于制得高固体分涂料 ;

（ 2 ） HDI 三聚体的保光性优于缩二脲 ;

（ 3 ）三聚体涂料的硬度略高。

对三种固化剂与氟碳树脂的相容性加以比较：

HDT-90 > 固化剂 3 ＃ > N75 。

3.4 固化剂类型对涂膜性能的影响（见表 4 ）

表 4 固化剂类型对涂膜机械性能的影响

从表 4 可以看出， HDT-90 固化的氟树脂涂料的机械性能{zh0}， N75 固化的氟树脂涂料的机械性能次之。 HDT-90 固化的氟树脂涂料干燥速度最快，硬度较高，外观较好；固化剂 3 ＃固化的氟树脂涂料光泽较高，外观、丰满度好，但冲击性能有所下降。固化剂类型对耐介质性能的影响应见表 5 。

从表 5 表明，采用 HDT-90 固化剂，对涂层的耐碱性、配套涂层的耐蒸馏水性能有很大的提高。 3 种固化剂的配套耐盐雾和航空介质浸泡性能差别不大。

究其原因，除了固化剂本身的特点外，氟碳树脂和固化剂的相容性对涂膜性质也有一定影响。另外，合适的 NCO/OH 的比值对机械性能、耐介质性能也有很大的影响。可见氟碳涂料本身具有极其优异的防腐性能，而采用 HDT-90 固化剂后，又极大地提高了氟碳涂料耐腐蚀性能。

3.5 固化剂类型对涂膜加速老化性能的影响

表 5 固化剂类型对耐介质性能的影响

人工加速老化试验： 根据 GB/T 16585 ， 采用紫外线 / 冷凝循环试验方法，检测涂膜耐人工加速老化性能见图 1 、图 2 。
从图 1 、图 2 表明，保光率随着老化时间的进行都有所下降。其中， HDT-90 固化的氟树脂涂料在 QUV3000h 试验后，保光率在 80 ％以上，明显优于其它两种固化剂。

表 6 显示出， HDT-90 固化的氟树脂涂料和固化剂 3 ＃ 固化的氟树脂涂料，在耐 QUV3000h 后，Δ E 值均在 3 以下，变色 1 级。

综上 HDT-90 固化的氟树脂涂料的人工老化性能{zh0}， N75 固化的氟树脂涂料的人工老化性能与固化剂 3 ＃固化的氟树脂涂料的人工老化性能相比有明显差距。由此可见固化剂对氟碳涂料的耐候性能有很大的影响。

4 固化剂类型对涂料xxx的影响

固化剂类型对涂料xxx影响见表 7 。

从表 7 说明，采用 HDT-90 固化的氟碳涂料机械性能、耐化学介质性能、耐人工加速老化性能{zh0}。在综合成本测算中，价位仅比采用 N75 固化的氟碳涂料略高，xxx优异。固化剂 3 ＃ 的装饰性能{zj0}，其它性能尚可，耐人工老化性能优于 N75 ，但固化剂 3 ＃单价成本过高，提高了产品的综合成本，影响其推广和使用。

5 结语

(1 ） 常温固化氟树脂涂料具有超耐候性、耐化学品性、高防腐性、高装饰性，具有其它涂料无法比拟的综合优势。

(2 ） 采用 HDI 三聚体交联固化的氟碳树脂涂料，相对于采用 N75 固化的氟碳涂料，极大提高了氟碳涂料的耐候性、耐介质性能，涂料的外观和装饰性也有所改善，同时采用 HDI 三聚体交联固化的氟树脂涂料也具有优异的xxx。

(3 ） 通过采用 HDI 三聚体固化的氟树脂涂料已经成功应用于飞机蒙皮漆的涂装，相信三聚体固化氟碳树脂涂料可以满足航空、汽车、化工防腐等行业对氟碳涂料的需求，也将促进氟碳树脂涂料在重防腐领域的进一步应用。

图 1 不同固化剂的漆膜老化时间与保光率的关系

图 2 不同固化剂的漆膜老化时间与色差的关系

表 6 不同固化剂的漆膜色差及等级

表 7 固化剂类型对涂料xxx的影响

C — F 键极短，键能高达 485kJ/mol ，因此分子结构稳定。在其分子中，每一个 C — C 键都被螺旋式三维列的氟原子紧紧包围，因此能保护其免受紫外线、热或其它介质侵害。由于其透氧性极小，所以能很好防止底材腐蚀。
FEVE 树脂是以三氟氯乙烯等单体为主，通过与含功能性基团有机物，如乙烯基醚或乙烯基酯进行共聚反应制得。在 FEVE 树脂中，三氟氯乙烯的结构单元、乙烯基醚和氟烯烃单元的交替连接，决定了涂层优异的耐候性和耐化学品性。侧链上的羟基能与异氰酸酯的－ NCO 官能团反应，逐渐形成网状高分子化合物，侧链上的羧基有助于颜料的湿润分散。

资料来源"中国艺术涂料网"