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PVDF（聚偏氟乙烯）樹脂的應用性能 
 
  PVDF涂料以其優異的耐候性、耐化學品性、耐污染性、易維護性等，在戶外建筑領域有著廣泛的應用市場和前景。

一、 PVDF  氟碳涂料概述 1. 涂料的基本成分樹
PVDF 樹脂  20-25%
丙烯酸樹脂  8-11%
顏料  12-16%
混合溶劑  50-60%
各種助劑  微量

注： 涂料中PVDF 樹脂與丙烯酸樹脂重量比為70:30，制漆時無需選用真溶劑，只是分散在丙烯酸樹脂和混合溶劑組成的分散液中，通過高速分散或研磨達要求細度，即可制成PVDF清漆。
2 ．原料要求及特點
氟原子最大的電負性能使得形成的氟碳鍵十分牢固，加上其分子獨特對稱結構，使PVDF具有超常的穩定性，抗紫外光光解性能及優異的絕緣性能和機械性能,萬豪PVDFT-1樹脂分子結構和高分子排列及粒徑分布與國外同類產品極其相近，所有分析數據在 萬豪 PVDF 氟碳樹脂樹脂的結構與性能報告 中有詳細闡述。

a. PVDF樹脂具有以下特點：
•很高的抗張強度和耐沖擊強度，具有優良的耐磨性，剛度和柔韌性；
•很好的熱穩定性
•極好的耐紫外線和核輻射
•很好的電性能和阻燃性能
•很好的耐化學性能、耐滲透性極佳
•極高的純度、耐霉菌性能

b. 丙烯酸樹脂
通常選用甲基丙烯酸類的熱塑性丙烯酸樹脂。主要作用是：
i. 增加顏料分散性
ii. 增加漆膜黏結附著力
iii. 提高涂料各組份的分散穩定性

c. 顏料
PVDF是一種紫外線透過性樹脂，因此對顏料和配套要求極高。顏料必須高耐候且能夠阻隔紫外線對底漆的破壞。通常選用的是以下幾種顏料：
i. 高耐候金紅石型鈦白粉
ii. 高溫煅燒的金屬氧化物混合物（陶瓷顏料）
iii. 耐候級珠光顏料
iv. 高耐候的鋁銀漿且需加罩光清漆以阻止酸堿破壞

d. 溶劑
i. 是固定成份的載體
ii. 調節油漆粘達到施工要求
iii. 烘烤成膜時溶解PVDF樹脂，以利于丙烯酸樹脂烘烤形成良好的高分子熔融晶體

e. 助劑
微量添加以調整生產、存儲、施工、成膜后的相關性能。

3 ．施工和相關標準
國內主要以靜電噴涂和輥涂為主，有少量粉末靜電噴涂。
噴涂通常為兩涂一烘和三涂一烘.

涂裝方式和主要工藝參數
條件  輥涂  噴涂  粉末噴涂
板溫  232-249℃  221-249℃  221-249℃
烘干時間  40-90 s  10-20 min  10-20 min
底漆  5-8  7-12  20-25（粉末）
面漆厚度  18-22  25-30  35-40
主要采用的標準 ：
噴涂體系：AAMA2605-98 HG/T3793-2005熱熔型氟樹脂（PVDF）涂料

輥涂體系：AAMA620-02 GB/T17748-1999

二． 制漆性能
1 ．細度
由于PVDF是粉末狀樹脂而且制漆時是分散在涂料中，所以要求PVDF樹脂自身要有很好的分散或研磨性能, 而PVDF樹脂往往會由于合成工藝方法、工藝控制、后處理等原因會導致不易分散無法達到涂料要求。因此，細度和分散性是PVDF T-1樹脂非常注重的一個最基本的指標。

1．1分散細度
表一 PVDF 分散性考察
PVDF-1樹脂  80
40%丙烯酸樹脂  85
混合溶劑  135
Total  300 g
注： 分散轉速2500轉每分鐘，溫度25-28℃C

表二 PVDF分散細度一覽表
細度 時間  PVDF T-1 樹脂  國外樣品A  國外樣品B
 微米  Hegman  u  Hegman  u  Hegman
15min  62.5  3  80  1.5  75  2
30min  55  3.5  62.5  3  70  2.5
45 min  50  4  55  3.5  62.5  3
60 min  50  4  55  3.5  55  3.5
90 min  45  4.5  45  4.5  45  4.5
120 min  45  4.5  37.5  5  37.5  5
1．2研磨細度
相同的參考配方，2500轉速/分鐘，溫度控制在20-25℃，研磨細度見下表
表四PVDF研磨細度一覽表
細度 時間  PVDF T-1樹脂  國外樣品A  國外樣品B
 u  Hegman  u  Hegman  u  Hegman
10min  45  4.5  45  4.5  45  4.5
20 min  40  5  37.5  5  35  5
30min  32.5  5.5  32.5  5.5  27.5  6
45 min  27.5  6  27.5  6  25  6
60 min  25  6  25  6  20  6.5
在PVDF涂料的生產工藝中更多的廠家和品種都是基于研磨的工藝進行的，在實際生產中研磨設備必須具有很好的冷卻能力，以防溫度升高PVDF產生觸變對施工造成不好的影響，溫度進一步升高還會導致潛溶劑部分溶解PVDF，冷卻后PVDF析出，形成彈性顆粒并且細度無法進一步研磨，形成廢料。
從以上結果來看萬豪的PVDF T-1與國外同類產品A和B，在高速分散在研磨工藝下無太多的差異。在高速分散條件下，由于初級粒子的大小以及次級粒子的粒徑分布有細微差異，所以不同分散時間表現出的效果不同，總體來說高速分散性略微比國外樣品差點，但完全可以滿足涂料生產要求。

2 ．粘度
PVDF的粘度對于涂料的生產，儲存，施工以及涂料成本都有很大的影響。粘度過高對于生產施工都會產生不好的影響，尤其是施工中對于流平要求高的場合，譬如卷材涂料就會難以達到要求，粘度過低達到同等出廠粘度指標意味著固含的增加，成本的上升。

表五 粘度一覽表
PVDF
（38%）  國外樣品A
（38%）  國外樣品B
（38%）  PVDF
（40%）
KU  T-4  KU  T-4  KU  T-4  KU  T-4
62.6  44.2s  70.1  72.5s  67.2  63.3s  65.5  62.5
KU為BROOKFIELD KU-2旋轉粘度計測量結果，為國外同行常用的控制指標單位。

PVDF T-1粘度相比較偏底，但也是在指標要求范圍之內，其相對較低的粘度，較低的觸變性在卷材涂料中更容易實現較好的流平性。
同時我們可以通過少量的 增加固含 或加入少量的允許的 助劑 或是調整相關的 溶劑體系 可達到國外相當的粘度指標

三 涂層性能
表六 涂層性能一覽表
技術指標 檢測項目  PVDF  國外樣品A  國外樣品B
涂膜外觀  正常  正常  正常
耐容積擦拭（丁酮）  ＞300  ＞300  ＞300
光澤（60）  41-44  37-39  38-41
鉛筆硬度（中華牌）  2H  2H  2H
耐沖擊  正沖  通過  通過  通過
 反沖  通過  通過  通過
耐化學性  耐鹽酸（15min）  無變化  無變化  無變化
 耐硝酸（30min） （⊿E）  0.4-0.6  0.3-0.6  0.4-0.6
 耐洗滌劑性（72h）  無異常  無異常  無異常
 耐砂漿性（24h）  無變化  無變化  無變化
 耐窗洗液性（24h）  無異常  無異常  無異常
附著力  干附著力 級  1  1  1
 濕附著力 級  1 實驗區域無起泡等漆膜病態現象  1 實驗區域無起泡等漆膜病態現象  1 實驗區域無起泡等漆膜病態現象
 沸水附著力 級  1 實驗區域無起泡等漆膜病態現象  1 實驗區域無起泡等漆膜病態現象  1 實驗區域無起泡等漆膜病態現象
耐候性能(加速老化)  4000小時  —  —
耐候性能(海南曝曬)  已進行3個月 ***  —  —
采用新鮮預處理的1毫米厚鋁板，噴涂，兩涂一烘，烘烤工藝：235℃/15 min
底漆厚度 8-12 um 面漆厚度 25-35 um
檢測指標及方法參照GB/T3793-2005和AAMA2605

從以上結果來看 ，在常規的物理機械性能，以及耐介質性能PVDF T-1同國外均可達到標準要求無明顯的區別，這一點從理論上也可以得到解釋和認可。PVDF 在光澤方面稍高于國外兩只產品。

四 施工性能
PVDF涂料只能在廠內加工，作為一種流水線用工業漆，良好的施工性能是評價其好壞的非常重要的指標。用PVDF T-1做成的氟碳涂料，在防流掛性，流平性以及涂布率方面都表現出很好的性能，這一點無論是在噴涂還是輥涂，無論是實驗室小樣板還是流水線都以得到體現和證實。在輥涂體系內對于涂料的流平性要求很高，PVDF T-1粘度和觸變相對國外產品小，更容易制的流平性好的涂料。在噴涂體系中，由于烘烤溫度高，時間長，且各噴涂廠在爐溫控制，基材走速方面波動較大，因此對PVDF在高溫烘烤下的耐黃變性能要求很高。這一指標對于評價PVDF的性能也是至關重要的。

1 ．流平、流掛性
流平 ：采用新鮮預處理的0.5毫米厚鋁板，刮涂輥涂用配套底漆， 230℃X75S烘干，用80微米的線棒刮涂粘度為70-75S的PVDF輥涂用面漆分別考察濕膜和干膜的線棒紋路。流平性T-1＞國外B＞國外A。

流掛 ：在流水線考察抗流掛性，表七白色面漆，按噴涂工藝兩涂一烘，底漆厚度10-15 um，面漆干膜達到50-70微米，漆膜一切正常。 在抗流掛方面PVDF T-1能很好的滿足工藝要求，在流平性方面比較國外兩只產品效果更佳。

2 ．抗黃變性
為了考察PVDF耐黃變性能，我們選用分析純的溶劑和高耐侯的鈦白粉，配方如下

表七：PVDF白色氟碳涂料配方
PVDFT-1  64
40%丙烯酸樹脂  68
鈦白粉R960  51
混合溶劑  117
共計  300 g
工藝：
采用新鮮預處理的1毫米厚鋁板，噴涂，兩涂一烘，烘烤工藝：235℃/15 min
底漆厚度 8-12 um 面漆厚度 25-35 um

表八 不同工藝條件下的烘烤色差

考察不同工藝的白漆色差（⊿E）
色差 工藝  PVDF T-1  國外樣品A  國外樣品B
230℃X15min  0．65  0．2  0．9
230℃X20min  0．7  0．3  1．1
230℃X30min  0．9  0．4  1．25
240℃X10min  0．7  0．5  0．55
240℃X15min  0．85  0．4  0．8
240℃X20min  0．9  0．6  1．0
240℃X30min  1．7  0．8  1．2
250℃X10min  1．2  0．85  1．15
250℃X15min  1．4  0．85  1．55
250℃X20min  1．7  1．2  1．7
250℃X30min  2．8  2．8  2．5

從以上結果來看， PVDF T-1 在耐烘烤色變方面同國外樣品 B 非常接近，國外樣品 A 耐烘烤色變方面相對最好 。 影響涂料黃變的因素 , 除了 PVDF 以外其他原料的選擇 , 配比 , 以及工藝都有很大的影響 .