一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物及其制备方法，可以用于基材防腐，阻止腐蚀性酸及其他化学品向基材渗透而保护基材。氟树脂本身形成的涂层中固有孔隙和缺陷的存在会加速涂层的失效,限制了涂层防护技术的应用与发展。因此,为了进一步增强氟树脂涂层的防护性能，本发明专利技术选用多功能片状填料实现了构建氟树脂粉末涂料协同防护体系的效果，流动助剂最优为气相二氧化硅,用作耐高温粉末涂料，不仅可用于静电喷涂还可以用于对粉末流动性要求较高的滚涂成型工艺。性要求较高的滚涂成型工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物


[0001]本专利技术涉及涂料领域，特别涉及一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物。

技术介绍

[0002]PFA、PVDF、FEP、ETFE等氟树脂的实际使用寿命超过二十年。防腐性能的实际短板是氟树脂由于熔融后流动性等原因导致涂膜表面光泽度差于一般涂料，涂膜中存在的缺陷、小孔导致抗渗透性不足，腐蚀介质透过涂膜渗透到涂膜与基材界面腐蚀基材，产生的气体积累在界面形成气泡导致涂膜剥离。渗透进入的强溶解力有机溶剂（高温下的氟碳化合物、部分酮类等）使涂膜溶胀，导致涂膜强度降低及变形，失去防护特性。这些缺陷使氟树脂涂膜服役寿命大大少于氟树脂本身的耐久性、耐候性等。
[0003]有多种填料可以加入如云母粉、滑石、硫酸钡、玻璃纤维、碳纤维等，提高其硬度等，但是没有用于添加在氟树脂粉末涂料中提高耐腐蚀、耐溶胀性、抗渗透性的技术应用报道。本专利技术人通过对各种片状填料的的形状、尺寸、添加量等的实验研究，通过适当的添加可以获得具有高耐腐蚀性、高耐溶胀及高流动性的组合物。
[0004]US3087829报道了片状云母粉添加在树脂中可以提供闪亮的美学效果。
[0005]US4353950中报道了片状云母粉添加在氟树脂粉末涂料中，喷涂在炊具表面可以提高不粘性。
[0006]WO9706208报道了片状云母粉添加在ETFE粉末涂料中提高阻隔性。
[0007]这些技术仅局限于利用了片状云母粉的物理阻隔性，而且损坏了流动性，表面粗糙，损坏了表面光泽、致密性和不粘性，流动性下降无法使粉末涂料用于滚衬成型等限制。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物。
[0009]一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物，由以下成分组成，氟树脂作为基体，微米片状填料和功能助剂。
[0010]其中，所述的功能助剂为热稳定剂和/或流动助剂。
[0011]其中，所述氟树脂为PFA、ETFE、ECTFE、FEP；所述的微米片状填料为云母粉、高岭土粉、石墨粉、胶体石墨粉、滑石粉、叶蜡石粉、珠光云母、着色云母、碱式硫酸锌微米片。
[0012]其中，所述的氟树脂为ETFE；所述的微米片状填料为碱式硫酸锌微米片，碱式硫酸锌（ZSH）微米片弥补片状填料造成的流动性和成膜后表面光泽度下降。
[0013]其中，所述的热稳定剂为氧化锌、碘化亚铜、氧化铁；所述的流动助剂为气相二氧化硅；气相二氧化硅在粉末涂料组合物中的添加量在0.1~0.5%。
[0014]其中，所述的ETFE，即乙烯四氟乙烯共聚物，共聚物结构中基于四氟乙烯的结构单元含量为60
‑
40mol%，基于乙烯的结构单元含量为40
‑
60mol%，可以含有少量的改性单体；ETFE粉末粒径在40~120μm之间。
[0015]其中，所述的碱式硫酸锌（ZSH）微米片为粉末形式；单片厚度在1~2μm，直径在10
‑
130μm；碱式硫酸锌微米片的含量基于ETFE树脂粉末与碱式硫酸锌微米片的总重量是3
‑
25wt%，优选为7.5
‑
15wt%，更有选的，为10wt%。
[0016]其中，所述的组合物的涂布方式为静电喷涂、流化床浸涂或滚涂。
[0017]其中，所述的静电喷涂包括以下步骤：（1）向基材上涂布一层粉末底漆或液体底漆；（2）粉末底漆用300
‑
320℃烘烤熔融流平成膜，液体底漆直接烘干；（3）涂布，将至少一层涂料组合物涂布于过底漆的基材上；（4）加热涂布了底漆和涂料组合物的基材至280
‑
310℃，至熔融流平；（5）重复步骤（3）和（4）至得到涂层，涂层膜厚为300~1000μm。
[0018]其中，所述的烘烤时间为10
‑
20min，基材为化学品容器、反应器或防腐蚀零部件。
[0019]微米片自身的片状结构可有效地延长了水、氧和离子等腐蚀性介质在涂层基质中的扩散迁移路径,还归因于其高效的水和离子捕捉特性及自身抗溶胀特性。当水、氧和离子等腐蚀性介质渗透到涂层/填料界面时,微米片可通过晶相转变的方式实现对侵入涂层中的水和离子(Cl
‑
和Na
+
)的捕捉,使涂层中可自由迁移的水和离子(Cl
‑
和Na
+
)被锁定在其自身的夹层结构中,从而赋予涂层主动屏蔽性能。通过片状填料的添加，形成协同防护体系,从而显著延长涂层服役寿命,得到一种更高效、长寿命的防腐涂料组合物。
[0020]本专利技术选用多功能片状填料实现了构建氟树脂粉末涂料协同防护体系的效果，用作耐高温粉末涂料，不仅可用于静电喷涂还可以用于对粉末流动性要求较高的滚涂成型工艺。
[0021]涂膜可以施工到多种基材上，如模具、管材、化学容器、反应器等。基材原料如钢、碳钢、铝等。
[0022]通过滚涂的方式在容器内部成型为衬里时，5%重量左右的微米片添加量也能起到防腐蚀抗渗透的作用，一般微米片添加量越多越好，但是超过25%重量时会导致涂层熔融不完整，致密性下降，机械性能受损。
[0023]涂布方式：静电喷涂法，即有静电发生器使粉末带电，吸附到基材表面，然后烘烤，温度一般在270
‑
340℃之间。
[0024]流化床浸渍法，将基材加热到300~340℃的高温，使其接触流化床中悬浮的氟聚合物组合物粉末，树脂粉末熔融的同时粘在基材表面形成一层涂膜的。
[0025]滚涂法，将计算好的组合物粉末投入容器内部，边旋转边加热，使其熔融在容器内壁上成为衬里，或脱模后制成为容器。
[0026]其中使用静电喷涂法，喷涂过程中部分微米片可能会丢失掉，但一般条件下得到的涂膜也能至少含4~6%重量的微米片。
[0027]涂膜可以施工到多种基材上，如模具、管材、化学容器、反应器等。通过滚涂的方式在容器内部成型为衬里时，5%重量左右的微米片添加量也能起到防腐蚀抗渗透的作用，一般微米片添加量越多越好，但是超过25%重量时会导致涂层熔融不完整，致密性下降，机械性能受损。
[0028]一般选择微米片的厚度在0.01
‑
2μm，从原料易得的角度优选0.5
‑
2.5μm，直径在5
‑
100μm。根据需要可以同时添加其他耐腐蚀的填料等，也可添加各种助剂来改变粉末涂料组
合物的性质。因微米片状粉末会导致组合物粉末流动性的稍微降低，可通过添加气相二氧化硅改善组合物粉末的流动性，同时减小熔融后氟树脂表面张力，更易流平，亦降低ZSH微米片和氟树脂的界面张力，使是ZSH微米片和氟树脂界面完全浸润，提高耐溶胀和耐腐蚀性。
[0029]通过微米片状粉末的添加，氟树脂粉末形成的涂层经测试确认耐腐蚀性得到了很大程度的提高，通过浸渍法确认耐有机溶剂渗透性得到了提高，从不含微米片情况下的2天，提高到含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐腐蚀性的氟树脂粉末涂料组合物，其特征在于，由以下成分组成，氟树脂作为基体，微米片状填料和功能助剂。2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述的功能助剂为热稳定剂和/或流动助剂。3.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述氟树脂为PFA、ETFE、ECTFE、FEP；所述的微米片状填料为云母粉、高岭土粉、石墨粉、胶体石墨粉、滑石粉、叶蜡石粉、珠光云母、着色云母、碱式硫酸锌微米片。4.根据权利要求3所述的涂料组合物，其特征在于，所述的氟树脂为ETFE；所述的微米片状填料为碱式硫酸锌微米片。5.根据权利要求2所述的涂料组合物，其特征在于，所述的热稳定剂为氧化锌、碘化亚铜、氧化铁；所述的流动助剂为气相二氧化硅。6.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于，所述的ETFE，即乙烯四氟乙烯共聚物，共聚物结构中基于四氟乙烯的结构单元含量为60
‑
40mol%，基于乙烯的结构单元含量为40
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60mol%，可以含有少量的改性单体；ETFE粉末粒径在40~120μm之间。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿梅香，郭希刚，冯奕轩，冯波，王帅，
申请(专利权)人：山东华氟化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：