0.引言
环氧粉末涂料是20世纪60年代开发的热固性粉末涂料。其成膜物质环氧树脂具有优良的物理机械性能，涂膜对底材有较强的附着力，电绝缘性好，且耐化学腐蚀性能优良。环氧粉末涂料已被广泛应用于电器、仪表、化工、机械及运输管道的内外防腐，在防护涂料中占主导地位。但是，由于环氧粉末涂料在实际应用中耐候性较差、涂膜易粉化，不宜用作户外涂装，限制了环氧粉末涂料应用。
氟树脂中含有较强键能的c-f键，极化率小，且氟原子半径小，以其为成膜物质的粉末涂料具有优异的耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品性、耐玷污性、低表面张力以及疏水、疏油性等特殊表面性能。尽管其具有其他涂料无法比拟的耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品性及耐玷污性等综合优点，但氟树脂价格较高，生产纯的氟树脂粉末涂料成本较高，使其应用受到了极大的限制。
本实验将氟树脂与环氧树脂机械共混，制备氟树脂改性环氧粉末涂料，研究氟树脂对环氧粉末涂料涂膜机械性能的影响。
1.实验部分
1.1实验原料
环氧树脂（e-12）：中国石化，cyd-014u
氟树脂：华通瑞驰，srf-750p
钛白粉：方圆钛白粉厂，fa-101
取代双氰胺（固化剂）、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、流平剂（l88）、光亮剂（l701）、炭黑、安息香均为武汉市银彩科技有限公司提供
1.2主要设备
预混合机、双螺杆挤出机（slj-30a）、高速粉碎机、高压静电喷枪、电热恒温鼓风干燥箱。
1.3实验配方
在固定环氧粉末涂料配方的情况下，加入不同量的氟树脂，含量（占环氧树脂的百分数）分别为0、5%、10%、15%、20%、25%、30%，以此制备的粉末涂料依次编号为1、2、3、4、5、6、7。
1.4制粉及涂膜制备
将设计好的配方中的树脂、固化剂、颜填料及其他助剂计量称重加入预混合器预混合，待混合均匀后将物料加入双螺杆熔融挤出机，设定加料段温101摄氏度，挤出段温度109摄氏度，加热熔融挤出，进而压制成薄片。冷却后经高速粉碎机粉碎，最后经标准筛过筛，得7种组成不同的粉末。制得的粉末用高压静电喷法涂制备试板，将试板放入恒温鼓风干燥箱200摄氏度，固化20min后取出，冷却至室温，待测。
2.结果与讨论
2.1氟树脂技术指标
表1 氟树脂技术指标
2.2 胺类固化剂的选择
胺类固化剂是环氧粉末涂料固化剂的主要品种之一，其中双氰胺是使用最广，也是最早工业化的固化剂。但其于环氧树脂相容性不好，固化温度高，时间长。为此需要加入固化剂促进剂来增加反应速率和降低固化时间，这个体系也被称为促进双氰胺固化体系；或者通过衍生引入取代基团，最常用的是取代双氰胺。
取代双氰胺是双氰胺与氨加成后再用芳香族化合物取代而得到，是双氰胺的衍生物。这类固化剂熔点低，与环氧树脂相容性好，固化温度低，时间短。用这类固化剂固化的环氧粉末涂料外观，硬度，冲击强度，柔韧性，附着力及耐化学药品性都很好，是很好的环氧树脂固化剂。
2.3 流平剂的选择
流平剂是粉末涂料最重要的助剂之一。生产实践中，常用流平剂来提高涂层流动性，增加对底材的润湿性，改善涂膜外观，消除橘皮和缩孔等缺陷；同时有助于颜填料分散及空气的脱除。
常用的流平剂有丙烯酸酯均聚物和共聚物及改性聚硅氧烷。聚硅氧烷除了具有一般流平剂的性质还可以改善涂膜的防滑性，但其使用量超重及受污染的敏感性比聚丙烯酸酯类要严重。聚丙烯酸酯类具有最好的综合效果，不论是消除橘皮、抗缩孔、增加涂层平整性、提高表面光泽、耐黄变性还是价格上都具有最大的竞争力，是目前国内使用的最主要的流平剂，其用量范围一般为树脂用量的0.2%-2%。
2.4 脱气剂的选择
粉末涂料中存在的微量水分和气体以及有些粉末涂料在固化时产生的小分子在成膜过程中脱出会使涂膜出现针孔、缩孔等，如果这些孔不能及时弥合则会对涂膜外观造成不良影响。
脱气剂可以降低粉末熔融粘度和表面张力，使小分子和气体逃逸出去，并及时弥合针孔，改善涂膜外观。常用的脱气剂有安息香、合成蜡和聚乙烯蜡，粉末涂料中最常用的则是安息香。安息香在环氧粉末涂料中可以降低熔融体的黏度和表面张力使涂膜持续不断地展开，有足够长的时间让空气和小分子从涂膜中逃逸出去。粉末涂料中加入安息香在熔融流平时气泡收缩非常快是安息香最大特点。但是在高温下烘烤时涂膜易泛黄，所以在添加的时候一定要控制用量。一般为成膜总量的0.5%左右。
2.5 其他助剂及填料的选择
另外配方中还加入了其他助剂和填料。加入光亮剂l701来提高颜填料在树脂和固化剂中的润湿和分散性，同时还可以起到助流平的作用，改善涂膜外观，提高涂膜的光泽；加入填料提高物理性能，降低涂料成本。沉淀硫酸钡能提高涂膜硬度，增强涂层的抗冲击强度；轻质碳酸钙增加涂膜的丰满度。
2.6 涂膜性能
改性后环氧粉末涂料涂膜的物理机械性能测试方法及结果见表2。
表2 涂膜性能测试结果
由表2可知，各组粉末涂膜的外观和铅笔硬度都比较好，氟树脂的加入及加入量对涂膜外观以及铅笔硬度基本没有影响。涂膜的冲击强度、柔韧性和附着力则随着氟树脂的增多变得越来越差。因为氟烯烃在氟树脂共聚物中的比例越大则以氟树脂为成膜物质的氟粉末涂料涂膜的耐冲击强度和柔韧性就越差，加上氟粉末涂料涂膜对底材的附着力差，所以环氧粉末涂料中氟树脂越多相应的涂膜的耐冲击性、柔韧性及附着力也就越差。
3.结论
1.添加适量的氟树脂对环氧粉末涂料的综合性能没有不利影响
2.氟树脂的添加量超过环氧树脂用量的20%时，制得的环氧粉末涂料的综合机械性能严重降低，而且使成本升高
3.氟树脂改性环氧粉末涂料的其他性能，如胶化时间、熔融流动性和储存稳定性等粉末性能及其耐候性，耐酸碱性，耐盐雾性、耐湿热性、耐候性和表面性能等涂膜性能还有待进一步研究,方能确定氟树脂的最佳用量以改善环氧粉末涂料的综合性能。