PPS涂料的改性和應(yīng)用研究

【摘 要】本文通過選用不同填料對(duì)PPS涂料進(jìn)行了改性，并用分散液法進(jìn)行噴涂試驗(yàn)，研究了填料種類、烘干溫度、冷卻方式等對(duì)涂料性能的影響，優(yōu)化確定了改性PPS涂料的配方。

【關(guān)鍵詞】PPS涂料；改性；填料；分散液噴涂；防腐涂層

0 引言

聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，簡(jiǎn)稱PPS）是一種耐高溫耐腐蝕的合成樹脂，主要用于塑料成型制品及耐蝕涂料[1-2]。PPS主要具有以下性能：（1）耐熱；（2）耐腐蝕；（3）優(yōu)良的介電性能；（4）阻燃性好；（5）尺寸穩(wěn)定；（6）加工性能好；（7）耐磨。但是PPS涂層存在高溫氧化、凹凸不平、流墜、龜裂、脫落、氣泡等缺點(diǎn)，致使PPS涂層的使用性能遠(yuǎn)不如PPS樹脂[3-4]。為了提高PPS涂層的使用性能，需對(duì)通用化涂料配方進(jìn)行改進(jìn)[5]。本文對(duì)各種填料的選擇，烘干工藝的影響以及冷卻方式進(jìn)行了大量的研究工作，得到了較佳的改性涂層配方及生產(chǎn)工藝條件。

1 改性配方的確定

常用的無機(jī)填料有二氧化鈦、三氧化二鉻、三氧化二鈷、二硫化鉬、石墨、磁粉、鑄石粉、二氧化硅、碳化硅、三氧化二鋁等。常用的有機(jī)填料包括氟樹脂等。

針對(duì)PPS涂層存在高溫氧化、凹凸不平、流墜、龜裂、起泡等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)改性配方如表1。這些配方制成的涂料對(duì)其粘性和熔點(diǎn)基本沒有影響。

2 噴涂工藝及參數(shù)

用分散液涂料制備PPS涂層時(shí)，工藝流程如下：

注：m、n、p為重復(fù)噴涂次數(shù).

噴涂時(shí)，控制分散液的固含量為15%-25%?？諝鈮嚎s機(jī)壓力為0.3-0.4MPa，噴嘴與基體材料的距離為200-300mm，每次厚度應(yīng)控制在30-60μm。PPS涂層的固化工藝參數(shù)見表2。

3 結(jié)果與討論

3.1 填料對(duì)涂層性能的影響

PPS涂料中加入各種無機(jī)填料 ，不僅能夠消除涂層表面針眼、空穴，使涂膜平整、光滑，而且還可提高使用溫度，增加附著力，同時(shí)還可降低成本。

石墨具有很好的耐沖擊性，作為換熱設(shè)備涂層的填料，可以增加涂層的導(dǎo)熱系數(shù)，并且使涂層細(xì)膩光滑。但是石墨含量大會(huì)使涂層發(fā)脆，抗沖擊性能下降。石墨含量對(duì)涂層韌性的影響如表3；TiO2含量對(duì)涂層性能的影響如表4。

結(jié)果表明PPS為100g時(shí)，石墨以10g時(shí)抗沖性能為最佳。

由表4數(shù)據(jù)看出，TiO2為7%-8%時(shí)，PPS涂層的綜合性能最佳。

3.2 烘干工藝對(duì)涂層性能的影響

PPS為線型熱塑性高聚物，當(dāng)加熱至熔點(diǎn)以上時(shí)，才能熔融而牢固地與基材粘附，因此，熱處理工藝對(duì)涂層性能影響很大。不同熱處理工藝對(duì)涂層（PPS∶石墨：TiO2=100∶10∶8）性能的影響如表5。

3.3 冷卻方式對(duì)涂層性能的影響

涂層自然冷卻至室溫和將涂層迅速在冷水中冷卻兩種不同的冷卻方式對(duì)涂層性能的影響，如表6所示。

由表可看出，經(jīng)過熱處理固化后的涂層迅速地放入冷水中猝火后，所得到的性能比自然冷卻要好，這是因?yàn)殁Щ鹛幚硎雇繉釉谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)通過結(jié)晶度區(qū)域，從而降低了PPS復(fù)合涂層的結(jié)晶度，韌性提高，而自然冷卻的涂層二次結(jié)晶的作用使結(jié)晶度提高，抗沖擊性降低。

4 結(jié)論

4.1 PPS中加入無機(jī)填料可消除表面針孔、空穴，使涂膜平整光滑，同時(shí)還可降低成本。PPS中加入10%石墨、8%TiO2時(shí)，涂層的綜合性能較好。

4.2 烘干工藝和冷卻方式對(duì)涂層的性能有很明顯的影響，采用多層涂覆，不同溫度下固化然后在冷水中冷卻的工藝所獲得的涂層的性能良好。

4.3 聚苯硫醚涂層，具有優(yōu)異的耐熱性能、力學(xué)性能和耐化學(xué)品侵蝕性能，而廣泛地應(yīng)用作防腐涂層、潤(rùn)滑耐磨涂層、耐熱涂層和防粘涂層等。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李建康.聚苯硫醚的性能及在防腐蝕圖層上的應(yīng)用[J].2004，4（25）：164-167.

[2]蔡建利.聚苯硫醚的生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展前景[J].中氮肥，2001（2）：11-13.

[3]管從勝.聚苯硫醚涂料及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社：116-234.

[4]黃棋尤.聚苯硫醚的改性及應(yīng)用[J].國(guó)外塑料，2003，21（04）：22-33.

[5]鄔潤(rùn)德，童筱莉.聚苯硫醚涂料改性及耐蝕性應(yīng)用研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)，2009：270-273.

[責(zé)任編輯：丁艷]