热固性氟碳粉末涂料黄变和水纹原因与机理研究

本文介绍热固性氟碳粉末涂料发展现状；分析讨论氟碳粉末树脂、固化剂、除气剂等主要配方组分及其在涂层烘烤固化过程中对涂膜黄变和水纹影响；探讨了高温高湿生产环境、生产工艺、烘烤固化工艺条件对涂膜黄变和水纹影响；提出了改善和有效解决热固性氟碳粉末涂膜黄变和水纹的技术方法。 

近年来，以中高端建筑铝型材为代表的粉末涂料应用市场对超耐候粉末涂料需求迅速增加。热固性氟碳粉末涂料作为超耐候粉末涂料典型代表，其用量逐年快速上升，市场发展潜力巨大。目前市场上常见的热固性氟碳粉末涂料主要有2类。

一类是热固性氟碳粉末树脂改性超耐候聚酯粉末涂料(以下简称“氟碳改性聚酯粉末涂料”)。

另一类是纯热固性氟碳粉末涂料(以下简称“热固性氟碳粉末涂料” )。氟碳改性聚酯粉末涂料配方设计中，热固性氟碳粉末树脂以助剂形式添加至超耐候聚酯粉末涂料中，添加量一般占总配方量的5%～20%，如果添加量较高，需要在配方中匹配一定比例热固性 氟碳粉末树脂固化剂。氟碳改性聚酯粉末涂料配方开发相对容易，涂层结合了聚酯粉末涂料对基材良好的附着力和物理机械性能，又具备氟碳粉末涂料一定程度的耐候性和耐化学介质性能，是目前热固性氟碳粉末涂料用量最大的一类。热固性氟碳粉末涂料具有优异耐候性和耐化学品腐蚀等综合性能。其配方设计原理、生产应用工艺和普通聚氨酯粉末涂料相似。由于热固性氟碳粉末树脂本身的结构特征，在设计涂料配方时对各种助剂、颜填料选择性很高，如果选择不当，会出现涂层表面发花、甚至涂层耐候性等性能严重失效等后果。除上述涂层弊病外，涂层在高温烘烤条件下也会出现黄变、水纹等异常现象。本研究以自制的SRF－750P 热固性氟碳粉末树脂为基料，从涂料配方设计、涂料生产工艺、气候环境条件等因素，分析探讨引起这些弊病的原因及解决办法。

1 实验部分

1.1 实验原材料

。表1是热固性氟碳粉末树脂SRF－750P的主要技术指标。 

表1SRF－750P热固性氟碳粉末树脂主要技术指标 

1.2 实验设备

1.3 测试与表征

制备热固性氟碳粉末涂料喷涂样板，涂膜黄变按照GB/T1766—2008中目视比色法判定。涂膜黄变程度参照GB 250—1995用灰色样卡进行评级。涂膜黄变级别规定：无色透明(0级)、微黄(1级)、淡黄(2级)、中黄(3级)、深黄(4级以上)。喷涂样板涂膜水纹通过目测判定。

 1.4 热固性氟碳粉末涂料生产工艺 

热固性氟碳粉末涂料的生产工艺和环氧、聚酯等普通粉末涂料类似，可以采用行业通用设备进行生产。首先将氟碳粉末树脂、聚多异氰酸酯固化剂、催化剂、颜填料、助剂等按配方量预混合，预混合物料经双螺杆挤出机充分熔融混炼挤出，冷却压片、粗破碎，粗破碎后物料经ACM空气分级磨研磨过筛至要求粒径，制得热固性氟碳粉末涂料成品。通过大量试验优选，热固性氟碳粉末涂料较佳生 产工艺条件：挤出机双区温度设定在100～130 ℃;螺杆转速电压频率设定在35～50Hz。制备氟碳粉末涂料使用粉末静电喷枪喷涂制板，干膜厚度控制在50～70μm；烘烤固化条件：200 ℃，20～30min。

2 结果与讨论

热固性氟碳粉末树脂一般用游离基聚合工艺制备，树脂相对分子质量为正态曲线，这些特点导致设计开发热固性氟碳粉末涂料配方时不能完全套用聚氨酯粉末涂料模式。热固性氟碳粉末涂层烘烤后出现黄变的主要因素有两方面：热固性氟碳粉末涂料配方中的某些组分可能会导致涂层黄变；生产施工过程中某个环节或环境因素也会导致涂层黄变。试验过程中发现，生产环境的温度和湿度并不是导致热固性氟碳粉末涂料涂层烘烤后出现水纹的主要因素，涂料配方中除气剂....