张占强，董 雷 （乐凯胶片股份有限公司，河北保定 071054）

工艺·设备

细度值对FEVE氟碳涂料涂层性能的影响

张占强，董 雷 （乐凯胶片股份有限公司，河北保定 071054）

在同一配方条件下，对FEVE氟碳涂料细度值变化对其涂层相关性能的影响进行了研究。试验结果表明：当FEVE氟碳涂料细度值≤8 μm时，其涂层综合性能表现优异；而当其细度值>8 μm时，其涂层综合性能下降。

FEVE氟碳涂料；细度值；性能

0 引言

目前研究人员对FEVE氟碳涂料的研究主要集中在配方的选择和设计方面，而对其细度值对涂层性能影响的研究相对较少［1-3］。然而事实是涂料细度值对其涂层性能同样有至关重要的影响，在配方不变的条件下，涂层性能会随涂料细度值的不同而相应变化。

本研究在固定配方的条件下，通过分析涂料细度值对FEVE氟碳涂料涂层光泽度、硬度、附着力、耐溶剂擦拭、耐酸碱、耐湿热老化等性能的影响，确定了FEVE氟碳涂料涂层综合性能最优条件下合理的细度值范围。

1 试验部分

1.1 主要原材料及试剂

FEVE氟碳树脂，长兴化学；钛白粉R-706，杜邦公司；各种助剂，毕克化学；PMA（丙二醇甲醚醋酸酯）、BAC（醋酸丁酯），市售。

1.2 仪器与设备

实验室卧式砂磨机，实验室用高速搅拌机，刮板细度计，线棒涂布器，漆膜划格器，台式鼓风干燥箱，双85试验箱，镜向光泽度仪、耐摩擦仪、漆膜硬度测定仪等。

1.3 试验配方

涂料基础配方见表1。

表1 涂料基础配方Table 1 The basic formulation of coatings

1.4 涂料及涂膜制备

按照配方要求比例在1 000 mL烧杯中依次加入丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、FEVE氟碳树脂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂等，搅拌均匀后加入钛白粉，继续搅拌，分散均匀后，加入到实验室用卧式砂磨机中，分别制备出5组不同细度值的FEVE氟碳涂料并进行编号 ：1#样品（20 μm）、2#样品（15 μm）、3#样品（10 μm）、4#样品（8 μm）、5#样品（5 μm）。用线棒在PET基材上分别刮涂5组涂料，将刮涂后的样板水平放入烘箱中烘干，制得5组不同细度值涂料的涂膜样板。

1.5 性能测试

涂料细度值：参照GB/T 1724—1979《涂料细度测定法》进行测试。

涂层光泽度：参照GB/T 9754—2007《色漆和清漆 漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定》进行测试，光线入射角60°。

涂层铅笔硬度：参照GB/T 6739—2006《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》进行测试。

涂层附着力：参照GB/T 9286—1998《色漆和清漆 漆膜的划格试验》进行测试。

涂层耐溶剂擦拭性：参照HG/T 3792—2005中附录C的方法进行测试。

涂层耐酸碱性：取4块10 cm×10 cm样板，将2块完全浸泡在pH=3的醋酸溶液中，其余2块完全浸泡在pH=11的氢氧化钠溶液中，浸泡72 h后，分别取样和未处理样品进行对比，观察表观有无明显变化、涂层有无脱层以及脱层程度，以涂层表观无明显变化判定为合格，否则判定为不合格。

涂层耐湿热老化性能（PCT）：参照GB/T 1740—2007《漆膜耐湿热测定法》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 涂料细度值对涂层光泽度的影响

涂料细度值对涂层光泽度的影响见表2。

表2 不同细度值对应的涂层光泽度Table 2 The corresponding coating gloss under different fineness

由表2可见：随着涂料细度值的下降，涂层光泽度逐渐升高，当涂料细度值≤10 μm时，涂层光泽度升高明显。究其原因，涂层光泽度之所以随着涂料细度值下降而逐渐升高，是因为当涂料中颜料粒径变小后，其在树脂中分散更均匀，使颜料遮盖力提升，所得涂层致密性更高，表面状态更平滑，反射光线数量相对增加，所以光泽度相对升高，不同细度值下涂层的表观扫描电镜照片亦印证了上述分析。

2.2 涂料细度值对涂层硬度的影响

涂料细度值对涂层铅笔硬度的影响见表3。

表3 不同细度值对应的涂层硬度Table 3 The corresponding coating hardness under different fineness

由表3可见：随着涂料细度值逐渐下降，涂层硬度上升。其主要原因是当颜料颗粒粒径变小后，颜料颗粒的比表面积增大，表面能增加，表面吸附能力增强，吸附氟树脂和固化剂有机链的作用增强，从而使得涂层的交联固化反应相对更充分，涂层致密性提高，硬度升高。此外，颜料粒径变小的过程中，低机械强度的颜料聚集体、附聚体逐渐被解聚，使得涂层中颜料颗粒内部裂隙空间减少，裂隙的减少也在一定程度上起到了增加涂层硬度的作用。

2.3 涂料细度值对涂层附着力的影响

涂料细度值对涂层附着力的影响见表4。

表4 不同细度值对应的涂层附着力Table 4 The corresponding coating adhesion under different fineness

由表4可见：涂层附着力随着涂料细度值的下降而升高。其中1#、2#涂料涂层附着力均为1级，测试中存在轻微的脱落现象，而3#～5#涂料涂层附着力均为0级，无脱落现象。分析认为，涂层在一定厚度（约21～25 μm）的情况下，涂料细度值越大，颜料粒径越接近涂层厚度，越难被树脂完全包覆，更容易在涂层表面及其与基材的粘结界面处曝露，从而导致涂膜凹凸不平，并在与基材粘结界面处出现附着力薄弱点，这是导致涂层附着力降低的主要原因。当涂料细度值≤10 μm时，氟树脂对颜料颗粒的包覆更充分、均匀，漆膜很少存在缺陷部位，所以涂层附着力表现良好。

2.4 涂料细度值对涂层耐溶剂擦拭性的影响

涂料细度值对涂层耐溶剂擦拭性的影响见表5。

表5 不同细度值下涂层的耐溶剂擦拭性Table 5 The resistance to scrubbing by solvent of coating under different fineness

由表5可见：随着涂料细度值的下降，涂层耐溶剂擦拭性提升。当涂料细度值较大时，涂层耐甲乙酮擦拭性较差，易出现涂层表观破损问题；而当涂料细度值较小时，涂层耐甲乙酮擦拭性良好，涂层表观几乎无变化。分析认为，当涂料细度值较大且和涂层厚度（约21～25 μm）接近的情况下，颜料颗粒难以被树脂很好地包覆，使得涂膜表面相对凹凸不平，存在颜料颗粒曝露，成为缺陷部位，易导致擦拭过程中涂层破损，这也正是1#、2#样板涂层耐溶剂擦拭性差的主要原因。

2.5 涂料细度值对涂层耐酸碱性的影响

涂料细度值对涂层耐酸碱性的影响见表6。

表6 不同细度值下涂层的耐酸碱性Table 6 Acid and alkali resistance of coating under different fineness

不同细度值下涂层被NaOH溶液浸泡后的光泽度变化见图1。

图1 不同细度值下涂层被NaOH溶液浸泡后的光泽度变化Figure 1 The gloss change of the coating under different fineness after being soaked by NaOH solution

由表6、图1可见：随着涂料细度值的下降，涂层耐酸碱性提高。当涂料细度值较大时，其耐酸碱性较差，出现涂层表观光泽降低问题；而当涂料细度值较小时，涂层耐酸碱性良好，表观基本无变化。1#、2#样板光泽度降低的主要原因是涂层表面存在较多缺陷部位，更易受到侵蚀，从而改变了其涂层表面状态，使得涂层在NaOH溶液中浸泡72 h后出现一定程度的失光。

2.6 涂料细度值对涂层耐湿热老化性的影响

涂料细度值对涂层耐湿热老化性（PCT）的影响见表7。

表7 不同细度值下涂层的耐湿热老化性Table7 Hydrothermal aging resistance of coating under different fineness

由表7可见：随着涂料细度值降低，其涂层耐湿热老化性得到提升。1#、2#样品经湿热老化试验后，附着力由老化前的1级降为3级，光泽保持率均低于90%，黄变指数也较4#、5#样品高，且表观均出现较大面积的起泡现象，而3#样品表现次之，4#、5#样品表现最佳。由前述分析可知，1#、2#样板湿热老化后出现起泡的根本原因是1#、2#样板涂层存在较多的缺陷部位，涂层的致密性、附着力等相对其他三组样板差，所以在湿热老化过程中更容易被水蒸气侵蚀、破坏，从而导致出现表观起泡的问题。

3 结语

综上所述，涂层的各项性能均随涂料细度值的减小而有不同程度的提升，当涂料细度值≤8 μm（4#、5#样板）时，涂层光泽度、附着力、硬度、耐溶剂擦拭性、耐酸碱性、耐湿热老化性等表现优异，而当涂料细度值>8 μm（3#、4#、5#样板）时，涂层的综合性能下降。

1 王国建，呼翔.防火助剂和填料细度对防火涂料性能的影响［J］.上海涂料，2010，48（11）：17-21.

2 王婷．环氧树脂耐磨涂料中填料粒径对耐磨性的影响［J］.涂料工业，2000（6）：5-6.

3 王晓莉，范雯静，杨胜.反射隔热涂料细度与性能的关系研究［J］.化工新型材料，2010，38（9）：85-88.

Abstract：The influences of the fineness of FEVE fluorocarbon coatings on the coating performances was investigated under the same formula. The test results showed that when the fineness of FEVE fluorocarbon coatings was no more than 8 μm，its coating had excellent comprehensive performance，and when the fineness of coatings was more than 8 μm，the comprehensive performance of coating would decreased.

Key Words：FEVE fluorocarbon coatings；fineness value；performance

The Effect of Fineness of FEVE Fluorocarbon Coatings on the Coating Properties

Zhang Zhanqiang，Dong Lei （Lucky Film Co.，Ltd.，Baoding Hebei，071054，China）

TQ 630.7

A

1009-1696（2017）04-0012-04

2017-06-16

张占强（1982—），男，毕业于北京化工大学材料工程专业，研究生，工程师，现任乐凯胶片股份有限公司安全生产质量管理部经理。