氟碳表面活性劑的應(yīng)用—涂料油漆

涂料油漆

    氟碳表面活性劑在涂料油漆中的添加量大約在0．05％～0．1％，取決于所使用涂料和顏料的類型。氟碳表面活性劑比以硅化合物作為添加劑用于油漆或涂料的效果更好。例如用硅化合物作為添加劑的涂料涂布后的涂層常出現(xiàn)魚眼、針孔等現(xiàn)象，而使用氟碳表面活性劑則不出現(xiàn)這種情況。氟碳表面活性劑的使用可以增加涂料和油漆的潤濕性，流平性，防止涂層在干燥以后出現(xiàn)邊角缺漆、橘皮等現(xiàn)象產(chǎn)生。氟碳表面活性劑可改善涂層的光澤和防污性能，改進涂料的流變性能、流動性和防止起泡。

    在使用強的調(diào)色顏料時經(jīng)常出現(xiàn)的顏料漂浮是十分常見的現(xiàn)象，使用氟碳表面活性劑可以減少顏料的漂浮。由含氟烷基磷酸酯和鋁片顏料組成的顏料分散液在高溫條件下也是穩(wěn)定的，所以可用于汽車噴涂和烘烤的涂料。加入氟碳表面活性劑可有效提供戶內(nèi)和戶外涂料的防塵效果。

    由丙烯酸和烯單體，氟碳表面活性劑和過硫酸銨催化劑組成的分散液與Ti0₂顏料和六甲氧基三聚氰酰胺混合噴涂在金屬表面。并于l50℃固化，可得到有效的聚合涂層。如果不加氟碳表面活性劑將出現(xiàn)涂層的坑凹和崩裂。

(1)  珠光顏料^[32]  按如下配方(％)配制珠光顏料漿：

珠光顏料                               有機聚合物

Ti0₂／云母和Fe₂0₃／云母    40～60       聚丙烯酸    0．5～20

表面活性劑                             有機溶劑    l～40

不飽和脂肪酸烷基硅                     H₂0          0～50

烷衍生物或氟碳表面                     pH調(diào)節(jié)劑

活性劑                    0．1～5      NH₄0H或脲    0～10

這種顏料漿適于用在觸水設(shè)施的涂層、油墨等的制造。適合無塵顆粒顏料的制造。

    (2)防止細菌附著^[33]  浸沒在水面下的設(shè)施會附著很多細菌等微生物從而出現(xiàn)穢臭和其他問題。用氟碳表面活性劑處理這些水中的設(shè)施表面可控制和防止細菌在表面附著，在不必殺滅細菌有機體的情況下即可有效防止細菌等引起的穢臭。所使用的氟碳表面活性劑為如下的一些陰離子或非離子氟碳表面活性劑：

R_FCH₂CH₂SCH₂CH₂C0₂Li；         R_FCH₂CH₂0(CH₂CH₂0)_xH

(R_FCH₂CH₂0)P(O)(ONH₄)₂；       R_FCH₂CH₂0(CH₂CH₂0)_yH；

(R_FCH₂CH₂0)₂P(0)(ONH₄)；       R_FCH₂CH₂S0₃H；

(R_FCH₂CH₂0)P(0)(0H)₂；        或它們之間的混合物

(R_FCH₂CH₂0)₂P(0)(OH)；

    其中，R_F=F(CF₂CF₂)_3～8，x=2～20，y=2～20。

    (3)涂料分散劑^[34]  氟碳表面活性劑最適合用于分散顏料的制備。一般從平均官能度為≥2．5和NC0基團含量5％～50％的異氟酸酪單羥基聚醚醇(分子量150～5000，環(huán)氧乙烷含量50％～99．5％)5％～90％，N-羥烷基化氟烷基磺酰胺0．1％～50％，帶有NC0反應(yīng)基團的叔胺(Mw88～250)5％～80％，和乙氧基化合物(Mw32～3000)0％～40％制備水涂料分散劑，可有效用于觸水設(shè)備的涂料。

如下配方(g)的水溶液混合組成涂料分散劑，用于觸水涂料。

聚乙二醇-聚丙二醇單丁醚(Mw2250，環(huán)氧乙烷含量87．5％)    181．16

N-2-羥乙基-N-甲基全氟辛基磺酰胺                          35．7

2，4-TDl異氰尿酯三聚體(NC0含量8．O％)的51％水溶液      l28．76

Me₂N(CH₂)₃NH₂                                              5．05

(4)白板無排斥書寫墨水^[35]  這種墨水用于記號筆可在白板上書寫。由調(diào)色劑、水溶性樹脂、脫釋劑、水和潤濕劑(由聚醚改性硅或含氟表面活性劑和醋酸乙烯乙二醇或其環(huán)氧乙烷加成物組成)組成。配方舉例(％)：

炭黑                                         30．0

Silwet L7607(硅氧烷) (或氟碳表面活性劑)      0．8

S—LecKWl0(聚乙烯醇縮丁醛)                   6．0

Acetylenol EL(醋酸乙烯衍生物)                0．3

聚亞烴基乙二醇丁醚脂肪酸酯                   l8．0

加H₂0至                                     100％

由此配方制備的墨水可在自板上書寫，即使白板上有油性墨跡書寫后油污殘留也不會出現(xiàn)白板對記號筆書寫墨水的排斥性。否則將出現(xiàn)常見的記號筆無法在白板上書寫的現(xiàn)象，經(jīng)書寫使用過的白板更是如此。

    (5)上光處理^[36]  對于二氧化硅一氮化硅的上光處理采用如下的配方材料，即含有研磨油的顆粒、表面活性劑和至少含兩個以上相同或不同的官能團(有可離解質(zhì)子)能與Si0₂和Si₃N₄絡(luò)合的化合物。比較好的組成[％(質(zhì)量)]為：

Ce0₂                               0．2～5

鄰苯二甲酸鹽                      0．5～3．5

氟碳表面活性劑(Zonyl FSP)         0．1～0．5

用堿或胺調(diào)節(jié)pH值至               6～7

    (6)疏油涂層^[36b]  由≥l種R_aMZ_b和≥l種R`<sub>x</sub>MZ<sub>y</sub>(R，R`=不能水解有機基團，≥1R≠R`，≥1R `為與M連接的全氟聚醚結(jié)構(gòu)，M為ⅢA，IVA，VA，IIB，ⅢB或IYB族的元素。α=0～3，b=1～4，α+b=3或4，x，Y=1～3，x+Y=3或4)的水解產(chǎn)物組成的組分可使涂層具備疏油和抗熱的性能。這些疏油抗熱涂層被應(yīng)用于例如多孔聚合物的表面。

    例如，在MeSi(OEt)₃357g、Si(OEt)₄113g和硅膠200g的混合物攪拌下，加入4g HCl(37％)，經(jīng)2h冷卻，加入1348g異丙醇，攪拌l4h，將89g異丙醇和11．25g MF-407(三乙氧基硅封端的全氟聚氧亞烴基，分子量800～900)加到l00g上述制備的混合物中，制備成的產(chǎn)物應(yīng)用于微孔聚合物膜并于150℃硬化l．5min．即形成疏油、抗熱涂層。

    (7)臨時保護涂層^[37]  有一種綠土(smectite)分散液可用于機器如汽車的臨時保護涂層，不需要時可容易地除去。氟碳表面活性劑作為該分散液的添加劑。組成如下：水分散液含有1％～7.5％綠土礦物，氟碳表面活性劑0．05％～0．75％。配方例(％)：

Bentone EW(改性水輝石)          2．0

乙二醇                          3．0

Et₄N⁺C₈F₁₇SO₃^-                     0．2

水                             94．8

(8)電泳涂層^[38]  為了使太面積電泳涂層具有均勻和光滑的外觀，可將涂件在電泳涂層之前用氟碳表面活性劑預(yù)先處理。例如將鋁片浸泡在水940份、Unidyne DS l01(全氟烷基碳酸酯)30份、異丙醇30份的溶液中1min，再用含有三聚氰氨樹脂和丙烯酸丁酯-2-羥乙基甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸-苯乙烯的共聚物電沉積。水洗，加熱180℃ 0．5h，得到電泳涂層產(chǎn)品，與用新鮮的Zn₃(P0₄)₂溶液作預(yù)處理制作韻產(chǎn)品相比較，用氟碳表面活性劑預(yù)處理的產(chǎn)品有更光滑的表面且有很好的防酸、堿和水的性能。

    (9)電器保護層^[39]  電路板和電接觸器的清潔劑和潤滑劑由乙醇、烷氧基胺和氟碳表面活性劑組成。用于清潔電路板及電接觸器等電器，保護電器的磨損，以及防止測定低電流的電位器的腐蝕。配方例(質(zhì)量份)：

二丙二醇                                  6

[(CH₂)₄C0₂CH₂(CF₂)₆H]₂                       0．12

乙二醇                                   l0

PrC0₂CH₂(CF₂)₆H                            0．08

三乙胺                                   4