1、氟樹脂涂料生產技術前言當前，因氟樹脂涂料具有良好的耐熱性、耐候性、耐油性、耐溶劑性和非黏著性，而被廣泛應用于紡織、纖維、金屬、 塑料、橡膠等材料的涂布或浸漬。 同時氟樹脂涂料也應用于辦公自動化設 備（如復印機、 打印機等）上的耐熱輻、 耐熱帶或耐熱膜的表面涂 層，但在使用過程中存在著由于磨耗導致涂層的非黏著性下降等 問題。為長期保持涂層的非黏著性，科研人員曾在耐熱性樹脂或橡膠 材料上，進行了涂布水性涂料的試驗，可是由于形成的氟樹脂涂膜 太厚，缺少與基材的隨動性，出現由于基材的熱膨脹導致涂膜裂化 等問題。針對上述問題，本文介紹一種具有良好的耐磨耗性、非黏著性持久、形成平滑涂膜的氟樹脂涂料。本樹脂

2、涂料主要聚合物是平均 粒徑在0. 35wm、能夠熔融、 粉碎的氟樹脂粒子。再將氟樹脂 粒子在水、表面活性劑和醇類溶劑中進行分散得到氟樹脂涂料。 和乳化聚合后進行分散得到的涂料相比，本涂料具有良好的耐磨耗性、非黏著持久性、 形成的涂膜平滑等特性。1氟樹脂聚合物粒子1. 1聚合方法氟樹脂的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、 溶液聚合、 乳液聚合等。經過溫度、壓力、聚合引發劑和其它添加劑等工藝條件的控制，得到所需要的氟樹脂。為得到良好的涂膜物性，用懸浮聚合法得到的氟樹脂較好。經過 懸浮聚合得到氟樹脂后，再進行凝聚、干燥，得到平均粒徑為25- 1000 pm的氟樹脂粒子。1. 2聚合單體為得到在320c以

3、下能夠熔融加工的氟樹脂聚合物 ，使用的聚合 單體能夠是四氟乙烯（TFE）/六氟丙烯（HFP）的共聚物（FEP）、TFE/ 氟烷基乙烯基醍的共聚物（PFA）、TFE/HFP/氟烷基乙烯基醍的共聚 物（EPA）、TFE/三氟氯乙烯（CTFE）的共聚物、 TFE/乙烯的共聚物 （ETFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、分子量在30萬以下的聚四氟乙烯 （LMW PTFE）等。氟烷基乙烯基醍分子式如下所示：CF2 =CrO(CF2)nCFn = l -9)(1)CF,=CFO(CFiCE CEO)CF, GF. CF(2)(N 二 CFO FCF (CFj.CR CF； CE (3)CF2 =CFO 怩CF

4、 (CF,桁-5 CR CFJCF. MFOCROCHr (CFj ,Xa一二i j 12.x = ii氟烷基乙烯基醍分子式從非黏著性、 表面平滑性上考慮，使用FEP、PFA和EPA氟樹 脂共聚物較好，從耐熱性上考慮，使用PFA共聚物較好。1. 3粉碎方法氟樹脂的粉碎經過兩個階段，首先在常壓下進行干式破碎，破碎 后的氟樹脂在水性介質中分散，再在51000MPa壓力下進行高壓 粉碎，得到所需氟樹脂粒子。干式破碎是在常壓下，氟樹脂與設備內高速旋轉的活動器件進 行不斷的碰撞、摩擦和剪切，產生的沖擊力和摩擦力使物料不斷地 被粉碎直至達到一定的細度。 該方法中不使用液體介質。 使用的粉 碎設備如齒式粉碎

5、機、氣流粉碎機、渦輪式粉碎機、刀式粉碎機和錘式粉碎機等。為得到所需的物料粒度，用篩子和風力進行篩分和分級。干式粉 碎的平均粒徑在 251000”間較好。在高壓粉碎中，分散在水性介質的氟樹脂粒子在高壓下，經過狹小排料口時產生的沖擊力和真空作用，使其粉碎、分散和乳化。在粉碎過程中，能夠采用兩種方式：1）在高壓下，氟樹脂粒子在水性介 質中分散，分流，再合流，發生沖擊、 摩擦、碰撞，達到粉碎、 分 散、乳化；2）在高壓下，氟樹脂的水性溶液從噴管噴出，從高壓到常 壓，隨著壓力下降，達到粉碎、 分散、乳化等。排料口口徑，隨壓 力和要求的氟樹脂粒度不同而不同，也可經過重復操作達到粉碎效果。2助劑2. 1溶劑

6、在常壓粉碎后需添加水、 水溶性溶劑、乙醇等有機溶劑和表面 活性劑等水性介質。從粉碎效率上考慮，與氟樹脂不溶的水性介質 較好，也能夠在高壓粉碎中添加水溶性介質、 表面活性劑及各種助 劑等。水溶性介質使氟樹脂潤濕和具有流動性，高沸點溶劑則起干燥 延遲劑的作用，涂裝后干燥燒結時,可防止涂膜發生龜裂。即使高 沸點溶劑在氟樹脂成型溫度下蒸發，對涂膜也不產生影響。使用的 水溶性介質，如沸點低于100c的甲醇、乙醇、特丁醇、丙酮、丁 酮等有機溶劑；沸點在100150c的有機溶劑甲基溶纖素（甲氧基 乙醇）、乙基溶纖素等；沸點在150c以上的N, N二甲基乙酰胺、 N, N二甲基甲酰胺、 乙二醇、丙二醇、丙三醇

7、、丁基溶纖素、 1,4丁二醇、 二乙二醇、 三乙二醇、 四乙二醇等高沸點有機溶 劑。如果兩種以上溶劑混合使用更好，從氟樹脂涂料的分散穩定性、 安全性這點考慮，選擇沸點高的二醇類溶劑更好。溶劑的添加量占涂料總量的 1%30%較好。若使用低沸點有機 溶劑，添加量少，內部容易產生氣泡等，添加量多時,形成的水性分 散物容易燃燒；使用中沸點有機溶劑時,添加量少時,涂布干燥后， 氟樹脂恢復為粉末不能燒結，添加量多，燒結后易在涂膜中殘留， 對環境產生影響；高沸點有機溶劑，配合量多時,燒結后在涂膜中有 殘留，對環境產生影響。2. 2表面活性劑表面活性劑是使占涂料 15%80%的氟樹脂粒子均勻分散。 能夠 使用

8、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑和兩性表面活性劑。例如，硫酸烷基鈉、 烷基醍硫酸鈉、 三乙醇 胺硫酸烷基、 三乙醇胺硫酸烷基醍、硫酸烷基鏤、 硫酸烷基醍鏤、烷基醍磷酸鈉、氟烷基竣酸鈉等陰離子表面活性劑 ；烷基鏤鹽、 烷基節基鏤鹽等陽離子表面活性劑；聚羥基乙烯烷基酯、丙二醇- 環氧丙烷共聚物、全氟烷基環氧乙烷副產物、2-乙基己醇環氧乙烷附加物等非離子性表面活性劑；烷基氨基乙酸甜菜堿、烷基酰胺乙酸甜菜堿、 咪噪甜菜堿等兩性表面活性劑等。其中陰離子性 和非離子性表面活性劑較好，熱分解后殘余少的有羥基乙烯鏈的 非離子表面活性劑為最好。也可單獨或組合使用炫類、氟類、硅類、乙快類表面活

9、性劑。它們在涂裝加熱干燥后，涂膜中不殘留這 類表面活性劑，從對環境影響少的觀點看，乙快類表面活性劑較好。表面活性劑的添加量，一般占氟樹脂用量的 0. 2%20%,添加 量少，氟樹脂分散不均，部分漂浮著。添加量多，燒結時,表面活性 劑分解殘渣多，易著色，涂膜的耐熱性、 非黏著性下降。2. 3其它助劑在氟樹脂涂料中，一般還添加其它助劑，如顏料、穩定劑、增黏劑、分解促進劑、 防銹劑、 防腐劑、消泡劑等。顏料能夠是無機顏料、 復合氧化物顏料等，如炭黑、 白炭黑、 碳酸鈣、 硫酸 鋼、滑石（粉卜 硅酸鈣等。可根據需要添加所需顏色顏料3基材的選擇涂裝基材能夠是鐵、 不銹鋼、 銅、鋁、黃銅等金屬類，玻璃 板

10、，玻璃纖維的紡織布和無紡布等玻璃制品。聚丙烯、聚酰亞胺、聚碉類等通用材料制品；耐熱性樹脂及涂覆制品；SBR、BR、NBR、 EPDM、硅酮橡膠、 氟橡膠等橡膠制品及涂覆制品；天然纖維和合 成纖維的紡織布和無紡布等。在涂裝基材上有耐熱橡膠層也能夠，即能挺住氟樹脂燒結溫度 （一般在250400C）的橡膠,如氟橡膠和硅酮橡膠。氟橡膠具有耐 熱性和與氟涂料形成的涂膜黏附性好的優點，提高了涂層和耐熱 性橡膠層的黏附性。硅酮橡膠是由烷氧基硅烷或烷氧基硅烷和有機 鈦酸酯組成的聚合物。4涂裝方法涂料的涂裝方法有很多，如噴涂、輯涂、刮涂、浸漬-離心涂 裝、浸涂、 旋壓涂裝、 淋涂法等。涂裝以后，經過干燥、 燒結

11、 得到涂裝物品。干燥是為了去除水性介質，如在室溫120C,加熱 530min。燒結是在氟樹脂的熔融溫度以上 ，即在200400C,焙 燒時間以1060min較好。涂裝物品的貼合順序一般是：基材、耐熱性橡膠層、氟樹脂涂層, 或基材、 底漆、氟樹脂涂層。在氟樹脂涂料中，氟樹脂的量以占全部重量的 20%50%較好。 當氟樹脂的配合量低于下限時,黏度低，在基材表面涂裝時,容易 流下，不能涂厚；配合量過多時,涂料流動性不好，不易涂裝。具體 的配合量，根據涂裝方法和涂膜厚度，可在上述范圍內進行調整。5制備實驗5. 1實驗15. 1. 1 PFA氟樹脂涂料的配制1）粉碎單體四氟乙烯（TFE）和全氟乙烯基醍（PFVE）用懸浮聚合法聚合后 得到干燥的共聚物PFA（熔點300C, MFR25g/10min）,再用氣流粉 碎機進行粉碎，得到平均粒徑10”的PFA微粉。2）預混將上述得到的PFA微粉100重量份，和乙快乙二醇分散劑10份、 非離子表面活性劑10份和離子交換水280份混合，充分攪拌，得到 PFA分散液。3）粉碎、乳化將PFA分散液用100目濾網過濾后，再用高壓乳化機乳化，得到 平均粒徑0. 6wm