低表面能涂料和其应用技术.pdf

低表面能涂料及其应用技术 刘秀生．张迎平，刘兰轩，兰家勇 (武汉材料保护研究所，武汉430030) 摘要：低表面能涂料也称不粘涂料，是近年来快速发展的一类潦料体系，通常由氟碳树脂、有机硅树脂，聚四氟乙 烯粉末．特种改性材料等组成．低表面能涂层是采用低表面能涂料制备的涤层，与底材的结合力良好，与纯水的接触 角120。．随着使用方便．抗大气老化等综合性能优异的常温固化氟碳树脂涂料的技术逐渐成熟，低表面能涂层新 的应用对象不断扩展，在海洋工程，国防军工、减摩抗阻，抗玷污．冰雪运动等等方面发挥着重要的作用． 关键词：涂料氟碳树脂低表面能 不粘涂料应用 1含氟类低表面能涂料 山氟烯烃聚合物或氟烯烃与其它单体为主要成膜物质的涂料被称为氟碳涂料。1938年。美国新 商品名为“Kynar500”。随后，该公司生产的。Kynar 三元共聚物(偏二氟乙烯一四氟乙烯一六氟乙烯)问世。1982年，日本旭硝子公司推出了商品名为 涂料的应用范围，得到了广泛使用。AusimontSPA公司也开发了与Lumiflon类似的端羟基全氟聚醚 树脂，配制姻涂料有自清洁功能。 目前，对氟碳涂料的研究已经达到分子设讣的水平，可根据实际需要进行分子结构设计，利用 一CF3基团比一cR基团具有更低表面能的特性，制备出接触角≥120。的低表面能涂层，如果将涂层制 各成微纳米结构．涂层的接触角可高达150。以上。 ■ ∞ w ∞ ^．一tlt5 ¨ 日 ，¨h●●“●■■㈣^- -●tbt●V) 图1氟碳涂料中氟含量与涂层纯水接触角的关系 图2未加八．cR基团的漆膜／空气界面XPS图 一46一 自ttE㈨ 结B■n‘·” ● 图3加入一CF3基团后漆膜／空气界面的XPS图图4未加入-cR基团的漆膜与铁基体的XPS图 图5加入一CR基团后漆膜与铁基体的XPS图 表1低表面能涂层中不同界面处F、0、C含量 F、0、C三种元素相对原子个数比 测量位置 F O C 末加入—cF，基团漆膜与空气界面 25．9 9．0 65．1 未加入-cFa基团漆膜与基体界面 2．4 19．1 78，5 加入一CFs基团漆膜与空气界面 40．1 5．8 54，1 加入一CF3基团漆膜与基体界面 4．4 18．1 77．5 2低表面能防污涂料 海洋船舶在航行过程中，由于海洋生物的附着。可使船舶航速减慢。燃油增加。海水管道及养 殖网具堵塞，水下设施破坏等因此海洋防污问题是海洋工程的重要课题。 在防止海洋生物附着生长的方法中，以使用防污涂料最为广泛，但大部分防污涂料有毒，逐 步被限制使用。于是人们大力开展无毒防污涂料的研制工作，其中低表面能防污涂料成为研究 主要是指基于氟碳树脂及有机硅化合物的低表面能防污涂料。其共同的特点是不古毒料，表面 能都非常低。从保护环境的角度出发，无毒污损物脱落型防污涂料无疑足防污涂料的最有吸引力 的选择。之所以称之为污损物脱落型防污涂料是因为：由于其独特的表面性能，污损物在其上的 一47— 附着界面非常弱，利用自重、航行中水流的冲击或辅助设备的清理可以轻易除去。海洋生物在涂