O 引言

含氟有机高分子材料是一种综合性能优异的高分子材料，具有卓越的耐化学试剂、耐热、电绝缘性、润滑性和不粘性等特性。利用含氟有机高分子材料制成的各种润滑材料和防粘涂层，已在食品、家电纺织、汽车和航空等工业领域获得广泛的应用，取得了良好的效果[1]。环氧树脂对金属具有优异的粘附力，同时还具备极佳的耐腐蚀性能和较高的机械强度。本课题研制了一种以环氧树脂为基料，聚四氟乙烯为防粘剂，二硫化钼为润滑剂的常温固化防粘涂层。聚四氟乙烯(PTFE)具有许多优良特性，但以纯PTFE为主要原料制作防粘涂层，要求在较高的温度下固化，有较大的困难。将聚四氟乙烯微粉分散在含少量乳化剂的水和有机溶剂中可制成水分散液和溶剂型分散液。其制作的涂层存在易留微孔，耐磨性能差，与底材的结合强度弱等缺点。将聚四氟乙烯粉末与具有良好粘附性的环氧树脂混合使用，既可克服上述缺点，又能发挥聚四氟乙烯自身的特长；同时大大降低涂层的固化温度，实现常温固化，扩大了使用范围。

1 实验部分

1．1 主要原料和仪器

环氧树脂(E一20)，聚酰胺(651)，聚四氟乙烯(800目)，二硫化钼(800目)，丙酮(分析纯)，二甲苯(分析纯)，正丁醇(分析纯)，十二烷基硫酸钠(析纯)，K一550(分析纯)。

天平、烧杯、量筒、玻璃棒、塑料杯、羊毛刷、胶头滴管、水浴锅、搅拌器、铅笔、钢针、放大镜、透明胶带。

1．2 实验方法

1．2．1 基材预处理

试验中的低碳钢试样采用喷砂处理。选用棱角多、硬度适中、80目的石英砂为磨料。以0．50．6 MPa干燥洁净压缩空气为动力，喷距为150 mm，喷射角为30。一75。，将磨料高速喷射到试样表面，将表面杂质彻底地清除并使表面粗化，使涂层与基体有良好的附着力。

1．2．2 涂料的制备

将聚四氟乙烯粉末及螯合处理[ ]过的二硫化钼混合，加入到适量的二甲苯和正丁醇的混合溶液中，并和表面活性剂充分搅拌，混合分散均匀后，把用丙酮溶解的环氧树脂液体加入其中，再加入聚酰胺固化剂进行连续搅拌，30 min左右后静置。15 min后将配制好的涂料用刷子涂到处理过的低碳钢试片上，室温固化成膜。

1．2．3 涂层的性能测试

性能测试方法如表1所示。

2 正交实验与结果分析

实验采用四因素三水平L9(3 )正交设计，通过极差分析筛选出最优配方。试验中将环氧树脂的量定为5 g，考察聚四氟乙烯、聚酰胺、二硫化钼、溶剂用量对涂层性能的影响。

2．1．1 正交实验与结果分析

正交实验与结果分析如表2所示。

综合权衡选取最优条件，具体用量及性能指标见表3、表4。

2．1．2 因素与指标趋势图

图1、2、3分别为各因素对环氧树脂涂层的防粘性、附着力、硬度的影响趋势图。

由表2可以看出，聚四氟乙烯粉末为影响涂层防粘性的主要因素，其表面张力很低，利用聚四氟乙烯制得的涂层表面张力也很低，所以防粘性能好。由图1可见：在聚四氟乙烯用量为环氧树脂用量的10％时，防粘性最好，因为此时聚四氟乙烯分散得最好，随其用量的继续增加，分散效果变差，防粘性下降，并且涂膜干燥时间越长，使得聚四氟乙烯在干燥过程中发生沉降。聚酰胺具有防水性，防粘性能随其用量的增加而增加。加入二硫化钼的作用是增加涂膜的润滑能力，当其用量达到环氧树脂用量的10％时，随着其用量的增加，防粘性下降。

由图2可以看出，聚酰胺的用量对附着力的影响是随其用量的增加，先减小后增大。聚酰胺是多元胺固化剂中粘接性最强的固化剂，其与环氧树脂能够很好混溶，并与填料产生很好的包覆，填料分散均匀，其用量为2．5 gS,-t，涂层附着力最佳。聚四氟乙烯粉末，二硫化钼这两种填料用量不多对附着力影响不明显。溶剂的用量对附着力的影响呈递增趋势，它起着中介的作用，有利于干燥过程中环氧树脂与聚酰胺分子间的相互交联。

由图3可以看出，聚四氟乙烯本身的硬度较低，故涂层的硬度会下降 。随聚酰胺用量的增加硬度急剧下降，但是与此相反涂膜的弹性和柔韧性越来越好。二硫化钼的用量在环氧树脂用量的10％时，硬度最好。

3 结语

(1)涂层由双酚A型环氧树脂5 g，聚四氟乙烯O．5 g，聚酰胺2．75 g，二硫化钼0-3 g，混合溶剂8．6 g配制而成。

(2)该涂层可在常温下固化，使用方便，表干大约为12 h、实干为7—8 d。

(3)该涂层的防粘性、防水性优良，水珠在其表面上基本不铺展。

(4)该涂层的硬度为4H。

(5)该涂层与各种金属表面的粘结力很强。附着力达到0级。

参考文献

1.党鸿辛，谷国团．含氟有机不粘性干膜制备及其摩擦学性能研究进展[J]．摩擦学学报，2002(6)：490-494

2. 钱逢麟，竺玉书．涂料助剂—— 品种和性能手册[M]．北京：化学工业出版社，1990：550—553

3. 田军，薛群基．复合涂层表面能和机械性能研究[J]．涂料工业，1997(7)：16—17