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二级结构工程师考试:自分层氟碳涂料

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  自分层 (self -stratification) 氟碳涂料

    自分层涂料的理论始创于 20 世纪 70 年代,首先有人将该理论用于粉末涂料,而后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,主要为溶剂型产品,应用于工业部件、模具、炊具家电等领域。近年又有人研制了水性自分层氟树脂涂料,应用于建筑内外墙等。自分层涂料拓宽了涂料树脂的应用范围,在不久的将来会获得广泛的应用。

  自分层涂料由两个或多个不相容的树脂组成,可为粉末、水性或溶剂型涂料。将其施工在底材上,成膜过程中发生相分离或组分迁移,成为涂膜组成逐渐变化的梯度涂层。这样一次施工,如与氟碳树脂复配的涂料体系,固化分层后,既能获得氟碳树脂优异的表面性能,又能获得复配树脂对底材的优良的附着力和强度,同时过渡区域将层与层扣在一起,不存在层间附着力问题,且施工简便。

  自分层涂料体系的分层理论极为复杂,受诸多因素影响。在涂料的贮存和施工中,两种成膜树脂必须相对稳定地分散或溶解在同一介质中,随着干 燥和固化的进行,体系内的平衡关系被打破,两种树脂借助于相互间的作用力发生相对分离和迁移,形成涂膜树脂组分间的梯度分层结构。这种使得相分离的作用力可能有:①重力:由于两种树脂相的密度不同,使重力沉降速率不同,导致分层;②选择性润湿和对气相界面的趋向性:构成自分层涂料的两种树脂对基材的润湿性和对气相界面的趋向性差异较大,其中一相趋于润湿底材,另一相趋向于气相界面;③不同的絮凝和渗透速率:由于两相对底材的电沉积或电化学沉积过程凝聚速率的差异,及两相对多孔底材的渗透速率的差异而引起分相或分层;④颜料选择性润湿:当颜料粒子凝聚时导致收缩,而颜料粒子对其中一种聚合物相选择性润湿,形成三明治状的夹层结构;⑤界面张力梯度:两相聚合物表面张力差别较大,在界面张力梯度的作用下,一相对底材选择性润湿,使得两相相对流动,形成分层结构;⑥相收缩:当溶剂挥发时,两树脂相的收缩率不同,从而提供了相分离的推动力。