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含有氟树脂的 PPS 复合涂层研究概述(转载)

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用氟树脂和聚苯硫醚共混改性制备防腐蚀涂料,是一种非常有希望的方法,它可以综合两种树脂的长处,实现优势互补,具有了复合材料的某些特性,涂料的加工性能明显改善,涂层的应用领域拓宽,通过填充玻璃纤维、石墨、二硫化钼、氮化硼和碳纤维等无机填充料可以进一步改善涂层的性能。共混改性具有理论基础和技术优势,具有广阔的应用前景,因此倍受科技界和产业界关注。
用PPS(聚苯硫醚)和PTFE复合可以配制成单层涂覆或双层涂覆的涂料。单层涂覆涂料采用“自分层梯度涂料”的概念进行设计,最终形成无界面的梯度分布涂层。虽然无界面分层,但底/面层的功能截然不同,在单一涂层中同时获得所期望的良好附着力和不粘性。至于双层涂覆涂料,底涂的主要成分是PPS,面涂的主要成分是PTFE,较容易解决对基材的粘附和表面的不粘性问题,但要注重解决层与层之间的附着力,可以通过调节PPS和PTFE的配比,或引入对这两种树脂都具有较好相容性的材料来解决。PPS与PTFE相容性很差,一般相容剂很难获得好的效果,日本大金公司研制的四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物树脂(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂(FEP)和氟乙烯-丙烯醚树脂(EPE)可作为PTFE与PPS的相容剂。由于上述几种树脂都可以跟PTFE在熔融过程中相互溶解成为单一的材料,所以,在PPS与PTFE共混改性过程中,加入PFA、FEP、EPE作为相容剂,降低了两相界面张力,使PTFE和PPS形成理想的“海一岛”结构。
通过将PPS与其它耐氧化性介质腐蚀的树脂复合或者共混改性,发挥了PPS树脂的结合强度高和所复合树脂耐腐蚀性能的优点,大大拓宽了PPS涂层的应用领域。童筱莉等人研究了在PPS/PMS(聚苯硫醚/聚金属硅氧烷)共混体系中添加交联剂、流平剂等助剂,改进涂料的熔融流动特性和涂层的表面状态,可以一次性涂装无针孔的耐腐蚀厚涂层。武汉材料所对某化工厂的盐酸系统中温控热电偶的套管上涂覆PPS涂层,F46作面层,六个多月后涂层仍然完好,而原先用18-8 不锈钢套管,只能用一周左右。
美国Brookhaven国家实验室提出了一种三层的涂层结构,并成功的用于管壳式换热器。磷酸锌粘结在基体上提供阴极保护;中间层是碳纤维增强的PPS,起到了提高韧性,抗腐蚀,提高热传导率的作用;最外面一层是PPS/PTFE合金,或者是纯PTFE,也含有碳纤维和碳酸钙,碳酸盐促进了结晶成型,修补了PPS/PTFE涂层因疲劳磨损而产生的微裂纹,表面层同时也抑制了水垢的生成。
在PPS/PTFE共混物中,PPS与PTFE的界面存在一定的相互作用,在界面上两者相互向对方表面转移,使对方表面能发生变化,PPS的存在对PTFE结晶有一定的成核作用,而PTFE的存在对PPS的结晶并无促进作用。
管从胜等对聚苯硫醚及其复合涂层在化工防腐中的应用作了研究,优化了聚苯硫醚涂层和氟塑料改性的聚苯硫醚复合涂层的配方,认为加入氟塑料后,涂层与金属抗弯曲性能和耐腐蚀性能有明显的提高,耐热性无变化,但附着力有所减少。并对山东临沂红日集团公司的管节头和管三通进行了PPS涂层的防腐蚀处理,取得了理想的效果。
边洁等以聚苯硫醚为共混改性组分,利用其对金属良好的粘接性,与氟树脂共混形成复合材料粉末涂料,在普通碳钢表面制备单层及多层防腐涂层,采用拉开法测定了PPS/FEP(聚全氟乙丙稀)共混改性防腐涂层的结合强度,研究了共混组分PPS对复合防腐涂层结合强度的影响。结果表明:PPS明显改善了单纯氟树脂涂层对金属的不粘性,PPS/FEP共混单层涂层的结合强度可达8.31MPa;对于PPS/FEP五层复合涂层,涂/基结合强度可达 11.8MPa,电子探针分析结果显示,五层体系中各组分沿横截面呈梯度分布,有效加强了层间结合。 杨生苛和李同生对PPS-PTFE防粘耐磨涂层的研制及其食品烤盘上的应用作了研究,研制一种PPS为粘接剂,以PTFE为减磨材料、防粘剂的防粘耐磨涂层,研究认为当PPS:PTFE为 7:3,固化温度为 380oC,固化时间为 45min时,在不锈钢底材上可得附着力优良涂层,其耐磨寿命为 835m/μm,摩擦因数 0.12~0.14,与水的接触角 108°。
广州化学研究所用PPS作底层,PTFE乳液作面层涂在铝表面上,获得了性能优良的防粘涂层。唐守秋等将聚四氟乙烯和聚苯硫醚共混组成涂料的主成分,采用分层过渡的方法,涂装防腐蚀不粘涂层。张爱波和董文强在PPS涂层中加入一定量的PTFE粉末,使材料的摩擦性能得到了明显的改善,从而提高涂层的自润滑特性。这些研究工作虽然用氟树脂与聚苯硫醚共混改性制备了涂层,但都只是利用氟树脂的不粘性和润滑性,在氟树脂和改性树脂的种类、涂料配方、涂装工艺和涂层性能测试方法及评价标准等方面,还存在很多问题,有待于进一步研究。


IP属地:江苏1楼2019-12-15 21:24回复