含氟的有机硅 涂料 怎么整的？

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今天有人问我含氟的有机硅 涂料怎么做，一时迷惑了，大家讨论下，怎么样？

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有些简单介绍：含氟硅涂料的制备与性质研究以甲苯为溶剂,以过氧化苯甲酰(BPO)引发由苯乙烯(St)、甲基丙烯酸酯类(包括MMA、BMA、IBMA和IBOMA)、含氟甲基丙烯酸酯类(包括甲基丙烯酸三氟乙酯(3F)、甲基丙烯酸六氟丁酯(6F)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(12F))和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)组成的反应体系,在80～85℃下,分别采用一步加料法和分步加料法工艺,合成了含氟涂料清漆.聚合物的IR图表明,在744～748 cm-1间出现了C-F的特征谱带,在1 000～1 100cm-1间出现了Si-O键吸收峰.讨论了合成工艺、不同的共聚单体对漆膜的水接触角、表面性能和吸水性的影响.结果表明:分步加料法为最佳工艺;IBMA和IBOMA为甲基丙烯酸酯类单体中的优选共聚单体;含氟单体中,随着含氟量的增加,水接触角增大;以粘度为3 000 cs的羟基硅油为改性剂,可以提高漆膜的水接触角和硬度,其耐蚀性(包括耐水性、耐盐水性、耐碱性、耐洗刷性和耐污染性等)良好. 几种低表面能含硅(氟)涂料的性能制备了几种新型的含硅或氟低表面能防污涂料包括溶剂型有机硅渗透反应型涂料、有机硅改性丙烯酸酯共聚物涂料和含氟共聚物低表面能涂料,从低表面能防污涂料的原理出发探讨了建材经含有机硅、氟溶剂型有机涂料的防水抗沾污能力的影响要素,研究了有机硅氟本身结构、含量、催化交联剂等对各种涂料的水接触角、吸水率、耐污染性等表面性能特别是后两者成膜共聚物的影响.结果表明,同时含有硅氟元素的共聚物由于有机硅基团中含可交联反应的基团和有机氟基团的更低的表面能而具有较高力学强度如铅笔硬度、粘接力、耐磨性和耐洗刷性及良好的防水抗污能力.
个别产品简介：
金属防腐氟硅涂料

一、化学组成与特征

金属防腐氟硅涂料是由高性能氟硅树脂、IPN聚合物和优质颜填料及特种助剂等组成，通过聚合物合金技术及专业化的涂料工艺制备而成。

Ø
耐化学品腐蚀和电化学腐蚀，具有抵抗各种强腐蚀介质的能力；

Ø
漆膜层间附着力强、可靠性高，阻止水、氧气及其它腐蚀介质的破坏；

Ø
抗紫外线、耐温变、超耐候性，涂层维护使用期长；

Ø
适用于恶劣气候条件和各种强腐蚀环境。



二、用途

广泛用于石油化工、冶金、电力、交通、船舶、矿山、建筑、水下工程、热力煤气、机械制造、污水处理等各领域。
可作为各型机械设备、桥梁、构架、塔器、槽罐、容器、管道、平台及户外标识等钢铁、铝材、不锈钢等金属构件的防腐蚀涂料。
三、物性参数

颜色及外观：各种颜色参见色卡；涂料为粘稠性液体，漆膜平整光滑
粘度：≥50s固体含量：≥55%细度：≤60μm闪点：25℃以上
表干时间：＜1h/25℃
实干时间：≤24h/25℃（完全固化7天）
适用期：6h/25℃
遮盖力：≤160g/m2标准膜厚：40~60μm（干膜）



四、使用方法

去除被涂装物的锈迹、旧漆膜等，基面要求无锈蚀、油污、氧化皮等不牢固附着物；钢铁表面可采用喷沙或抛丸除锈，最好达到St3级或Sa2.5级；如果现场施工条件有限，以钢丝刷等工具并辅以除油除锈剂处理；旧漆层，可用专用清洗剂清除，确保基面满足施工要求。
涂装环境应无沙尘、雨雪、水雾，保持基面清洁干燥，在室温下晴好天气涂装。涂敷时可采用刷涂、喷涂、滚涂或浸涂等方法，应根据具体情况选用相应的方法。
选均匀刷涂/喷涂底漆，待底漆表干后，再涂装面漆。每一道涂装有间隔要求，最小涂装间隔为4小时；如需调整涂料粘度，可选用配套专用稀释剂。



五、包装、贮存、运输

本品包装于密封的内涂塑的铁桶中，单个包装重量为5kg、10kg和20kg。
本品应存放于清洁、干燥、阴凉、通风处，避免与酸碱接触，防止雨淋和曝晒，产品贮存期为一年。
本品运输时，在铁桶外应加草绳、纸箱或木箱包装，避免强力碰撞，防止渗漏。
本产品属易燃品，严禁烟火。




附：金属防腐氟硅涂料技术性能表

序号	项 目	指 标	试验方法
1	附着力（级）	1	GB/T 1720—89
2	柔韧性（mm）	1	GB/T 1731—93
3	硬度	≥0.4	GB/T 1730—93
4	耐冲击强度（kg.cm）	≥50	GB/T 1732—93
	耐酸性（10%H2SO4）	浸泡720h，无起泡、无脱落	GB/T 1763—89
5	（10%HCI）	浸泡720h，无起泡、无脱落
6	耐碱性（30%NaOH）	浸泡720h，无起泡、无脱落	GB/T 1763—89
7	耐盐水（3%NaCL）	浸泡720h，无起泡、无脱落	GB/T 1763—89
8	耐溶剂油	浸泡720h，无起泡、无脱落	GB/T 1734—93
9	耐水性	浸泡720h，无起泡、无脱落	GB/T 1733—93
10	耐湿热	500h，二级	GB/T 1740—89

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1 自分层涂料的发展历程

自分层理论的创立与应用 , 始于 20 世纪 70 年代 , Funke 提出了涂料中不相容高聚物的机械共混物自动分层 , 以提高涂料性能的观点。尔后有人将自分层涂料首先用于粉末涂料 , 又用于溶剂涂料和水性涂料 , 如环氧—橡胶、 环氧—聚氨酯弹性体。 80 年代末 , 前苏联开始生产溶剂型自 分层涂料 , 用作具有底面 2 层的磁漆。 90 年代 , 欧洲委员会 和欧洲涂料聚合物公司共同建立了名为 BRITE -EU RAM Contract R TIB 0246C (H) 的项目 , 研究自分层涂料 , 共有 7 个实验室参加了此项目 , 对自分层涂料的理论和应用作了大量研究。涉及的领域主要为溶剂型涂料 , 如绝缘漆、重防腐漆、烘烤磁漆、环氧底漆、丙烯酸或聚氨酯漆等。世纪之交 , 我国有的科研院所运用自分层理论开展了氟树脂防粘涂料的研究 , 但主要为溶剂型产品 , 应用于工业部件、模具、炊具、家用厨具、家用电器方面的涂装 ; 也有水性自分层氟树脂方面的产品研究 , 但都是高温固化成膜 , 影响了推广应用。日本成功研发了常温固化的氟树脂外墙涂料 , 但仍是溶剂型的 , 而水性常温固化氟树脂研究方面虽有报道 , 但未见工业化产品。作为建筑涂料 , 必须实现常温成膜 , 才能被广泛应用。

2 自分层涂料配方设计

2. 1 自分层涂料配方设计原理

自分层涂料是由性能不同的多种成膜物组成的涂料体系 , 一次涂覆在基层上 , 在介质的挥发或固化过程中 , 能自发地产生相分离和组份迁移 , 形成涂膜组成逐渐变化的梯度涂层 , 其性能类似多层涂料。其涂膜形成的机理是 , 不同聚合物极性不同 , 分子间作用力不同 , 在介质中的溶解度不同 , 是一个热力学上的不稳定体系 , 随着涂膜干燥和固化的进行 , 介质组成不断变化 , 互不相容的成膜树脂在界面张力梯度的作用下 , 通过液相对底材选择性润湿和对气相界面的趋向差异 , 使得两相相对流动 , 导致树脂间的相分离 , 形成涂膜树脂组份的梯度分层结构。

自分层梯度涂料的设计 , 首先必须至少含有两种或两种以上不相容的树脂 , 并且它们的表面张力差异要足够大 , 才有利于树脂间的分离和迁移 ; 其次 , 涂料各组分必须稳定存在于同一体系内 , 其分离和迁移只能在干燥和固化过程中发生 , 而且是逐渐进行 , 从而形成梯度涂层分布。这是一个亚稳定体系 , 平衡体系的稳定与分离 , 是涂料配方设计的关键。

2. 2 水性氟硅涂料的自分层设计

水性氟硅涂料的梯度自分层是含氟和无氟的不相溶树脂在两个不同界面间呈梯度分布形成的 , 是一种无界面的分层。成膜时随着水分的不断挥发 , 涂膜不断固化 , 助剂平衡多相物质间表面能的作用力逐渐减弱 , 多相体系之间的作用力逐渐失衡 , 伴随着相溶性越来越差 , 产生相分离的趋势就越来越大。具有 C -F 键的高氟聚合物表面能最低 , 相分离产生的自分层热力学行为必然使具有 C -F 结构的聚合物向空气层面 , 即向表层运动 , 在表层具有 C -F 结构的聚合物的密度就越来越大。与此同时具 C -C 结构与 C -Si 结构的聚合物向基层方向密度也就越来越大。这样 , 基层面就表现出良好的附着力 , 表面层就具异乎寻常的极低表面能 , 水泼上去会显现水珠滚动的疏水荷叶效应 , 这种极低的表面能与极强的疏水性 , 使一般污染物难以粘附上去。同样由于表层的不粘水就会使一般藻类、细菌难以建立培养基着床发育繁殖 , 涂层的防菌、防霉、抗藻及耐玷污性就会大大提高 , 这样的涂膜表面特性是一般涂料很难做到的。同时 , 以氟树脂为主的表面 , 赋予了涂层极高的耐候性。

3 涂料制备与工艺控制点

3. 1 涂料的配制

本涂料生产的基本工艺及设备与通常乳胶漆的生产类同 , 主要是高速分散制浆与慢速搅拌调漆 , 其关键在工艺过程控制。

本研究依据长期的技术积累 , 选取常温自交联非氟树脂与水性氟硅树脂进行特殊溶合处理 , 以表面张力尽可能低的水性高氟树脂及纳米溶胶相配合 , 来实现水性氟硅树脂涂料的生产制备与建筑应用。制备中最关键的是获得一个表面张力尽可能低的水性体系 , 以形成一个相对稳定的相溶体。

非氟树脂选择阴离子型 ,MFT < 5 ℃ , 无皂体系 , 用特殊的功能团接枝工艺合成 ; 氟硅树脂为阴离子型 ; 高氟树脂为无离子型。粒径都尽量接近 100 nm 。

体系选用聚氧氟碳醚类含氟特殊助剂与聚醚改性硅氧烷等助剂组合 , 可将水的表面张力由 0. 0722 N/m 降低到0. 019 ～ 0. 022 N/m , 低于目前表面张力最低的合成氟树脂的表面张力 ( 为 0. 02 N/m) , 一般合成树脂的表面张力约0. 03 ～ 0. 04 N/m , 得以形成低表面张力体系。

通过常温固化水性氟硅树脂与非氟自交联树脂配合 , 运用涂料自分层原理 , 引入纳米溶胶应用新技术 , 完成了水性氟硅纳米溶胶自分层超耐候耐污涂料的配制研究。所研制涂料的综合性能除全面达到国标要求外 , 还大幅度提升了水性涂料最受关注的耐水、耐洗刷、耐污、耐候、抗老化等重要性能。

3. 2 关键工艺控制

工艺过程的关键在于体系的水合物蒸汽压大小的控制。

涂料在成膜固化过程中 , 若连续相中水合物介质挥发速度太快 , 体系的粘度会急剧增加 , 不相溶树脂的双向自分层运动趋势会因粘滞阻力增大而降低。根据拉乌尔定律 , 用调整体系的蒸汽压可实现对水合物挥发速度的控制。挥发速度降低 , 体系的粘度增长速度变缓 , 自分层过程就有了较充裕的时间 , 分层效果才能得以显现。相同氟树脂含量、相同 PVC值涂料涂膜的涂料自分层效果以耐磨性作表征 , 其随蒸汽压降低而增强的趋势见图 1 。

图 1 体系蒸汽压对涂料自分层的影响

在环境温度 25 ℃ , 相对湿度 65 % ± 5 % 的一般室内条件下 , 将体系水合物的蒸汽压调至 1199. 90 ～ 1333. 22 Pa 时 ( 25 ℃ 时的饱和水蒸汽压为 3167. 74 Pa) , 涂膜形成的梯度自分层效果极为明显。为恰当降低水合物的蒸汽压 , 选用高沸点亲水有机溶剂时要注意品种与比例组合 , 这样既尽可能实现低 VOC 值 , 又满足涂膜的自分层需要与相关性能要求。

4. 1 涂料基本性能

本涂料的性能全面达到和超过 GB/ T 9755 -1995

《合成树脂乳液外墙涂料》规定要求。其中耐洗刷超过 1 万次 ; 耐人工老化试验超过 1400 h ; 耐玷污试验 : 使用粉煤灰浆、油脂、酱油、咖啡、茶水、墨水等作污染物 , 同时选取了进入国内市场的数个国外知名品牌的水性外墙涂料品种进行对比试验 , 结果均大大优于所有的对比样。

4. 2 涂膜自分层效果

直接反映涂膜自分层效果的方法是涂膜不同层面的氟含量。将涂料涂于玻璃试板上自然干燥成膜 , 揭取涂膜以正面与底面作平行对照 XPS 能谱分析 , 结果见图 2 、图 3 。

图 2 清漆底面与正面 XPS 能谱对照

图 3 色漆底面与正面 XPS 能谱对照 图 2 是清漆的底面与正面的能谱图 , 显示底面膜层的氟含量为 0. 18 % , 正面的氟含量为 7. 06 % 。图 3 是色漆的底面与正面的能谱图 , 显示底面的氟含量为 4. 08 % , 正面的氟含量为 6. 45 % 。涂层氟树脂的梯度自分层趋势明显 , 并且清漆比色漆的自分层趋势更显著。

5 结语

本研究试产品经上海市虹口人民法院等万余平米外墙工程 , 新加坡 I. R. E 建筑装饰工程有限公司在宜昌、河南等地 15 000 余 m 2 具有金属质感的外墙工程施工应用及第二军医大学药学院、苏州大学附属医院、威世药业公司制药车间、苏州太平洋保险公司办公楼等数万平米有高耐污要求的内墙工程应用 , 其装饰效果和使用功能都受到好评。与国内市场上的多个国外知名厂商同类产品进行比较 , 其性能与性能价格比均具有明显优势 ; 符合国家化学建材产业 “ 十五 ” 计划确定的产业方向 , 有良好的产业化市场前景。

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另外论坛已有推荐配方：
http://www.coatu.com/bbs/thread-8633-1-6.html

wyj7506

氟化有机硅树脂涂料开发动向
聚硅氧烷（Silicone）即有机硅聚合物树脂，简称有机硅，产品有硅树脂、硅橡
胶和硅油。有机硅涂料具有优良的耐热性、电绝缘性、耐高低温性、耐电晕，耐潮湿
和耐水性；对臭氧、紫外线和大气的稳定性良好，对一般化学品的耐腐蚀性也较
好。

　　耐热和电绝缘性是有机硅涂料最突出的性能，也是超过许多涂料的优点，其耐候
性仅次于氟树脂涂料。但有机硅树脂涂料有不少缺点：成膜性能较差，包括固化温度
高（150?200℃）牞固化时间长，大面积施工不方便，且涂膜对底层附着力差。其次
是涂膜耐溶剂性差，温度较高时漆膜机械强度不好，一般用有机硅改性树脂。用氟化
改性主要是增加有机硅树脂的耐溶剂性，斥油性（抗粘性）和降低表面能。有机硅树
脂的临界表面张力低于其他树脂，但高于氟树脂，所以其抗粘性比氟树脂差。对氟树
脂而言，引入Si－O键，可提高其耐热性。

氟化改性有机硅的技术途径
　　
硅烷单体与氟烯烃等单体共聚合

　　采用乙烯基硅烷单体、氟烯烃、乙烯基醚共聚，所得产品用二丁基二月桂酸锡催
化固化成膜，涂膜耐候性、耐药品性、耐溶剂性、疏水性、耐热性、低摩擦性、透明
性、附着力等性能优良。

　　宁夏大学报道了用乙烯基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸氟烷基酯、MMA、BA、丙烯
酸等在过硫酸铵引发下乳液聚合制成氟硅聚合物乳液。乳液通过Ca2＋稳定性的测
定，对样品涂膜测定了吸水率、交联度、对水的接触角及IR的分析证实，氟硅改性丙
烯酸乳液既有优异的增水性，又保持很好的附着力。预期可用作防污性好的外墙涂
料。

固化交联改性和共混改性

　　由三氟氯乙烯（CTFE）和烷基乙烯基醚共聚合可制得比较规整的交替结构的聚合
物，因而可得到优异的耐候性，如采用丙烯酸酯与CTFE共聚，得不到规整交替的共聚
物，会明显降低FEVE的耐候性。如果采用硅氧烷交联剂代替聚氨酯交联剂，涂膜中引
入－Si－O－键，使涂膜耐候性优于多异氰酸酯交联的氟树脂涂膜。这是硅氧烷交联
剂弥补了因使用丙烯酸酯带来的负面影响。由于在合成FEVE树脂中使用丙烯酸酯代替
烷基乙烯基醚，不仅降低了成本，而且由于丙烯酸酯单体品种众多，扩大了共单体的
选择空间，易于获得更全面的涂膜性能。

　　有机硅树脂的抗粘性不及氟树脂，将PTFE微粉加入有机硅树脂中，在280～300℃
／15～20min下熔融流平成膜，明显提高防粘性。

氟化聚硅氧烷

　　氟化聚硅氧烷（Fluorosilicone）也可称为氟化有机硅树脂，是指聚合物中含F
－C键、Si－O键和Si－C键，而不含Si－F键。因为Si－F键十分活泼，只存在于一些
中间体。氟化的碳基团不直接连在硅原子上，中间必须有‘烃桥基‘或间隔基团。

　　氟化聚硅氧烷可以单独配制涂料，可以引入羟基，用多异氰酸酯或氨基树脂固化
剂交联固化。为调节性价比，氟化硅氧烷单体可以和其他的硅氧烷单体，如二甲基硅
氧烷（DMS）共聚合，可以达到引入F－C不多而却具有相当好的热稳定性、耐溶剂性
和表面性能。

氟化聚硅氧烷涂料的应用

　　目前，氟化聚硅氧烷涂料的在上世纪五六十年代国外就开始应用推广，目前主要
是在特种涂料领域里得到大量应用。我国氟化聚硅氧烷涂料也开始在重防腐领域里开
始推广应用。

　　虽然氟化聚硅氧的热稳定性不及聚硅氧烷，但表面能明显降低，耐溶剂性显著提
高，在涂料新品种中获得重要应用。用于海洋舰船的防污涂料，性能优于有机硅的自
抛光涂料，为开发无毒剂的船底防污涂料提供了新的途径。在沙漠地带的太阳能装置
的防护涂料，发挥其表面低、有自洁作用的优势。由于低磨擦性，用作磁记录介质的
润滑和防护涂料，及一些光学仪器、设备，如摄像机和照相机的透镜的保护涂层。

　　其主要的涂料应用是氟化硅氧烷和聚二甲基硅氧烷（PDMS）共聚物的防粘涂料
（剥离涂料）。用于PDMS为基础的压敏黏结剂的防粘涂料，低表面能的性质帮助润湿
剥离的衬垫塑料纸表面，达到平滑、均匀的涂层，达到剥离的需要，特别是适用于以
PDMS为基础的硅酮压敏黏结剂的情况。