PPS涂料的改性和应用研究

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【摘 要】本文通过选用不同填料对PPS涂料进行了改性，并用分散液法进行喷涂试验，研究了填料种类、烘干温度、冷却方式等对涂料性能的影响，优化确定了改性PPS涂料的配方。
【关键词】PPS涂料；改性；填料；分散液喷涂；防腐涂层
0 引言
聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，简称PPS）是一种耐高温耐腐蚀的合成树脂，主要用于塑料成型制品及耐蚀涂料[1-2]。PPS主要具有以下性能：（1）耐热；（2）耐腐蚀；（3）优良的介电性能；（4）阻燃性好；（5）尺寸稳定；（6）加工性能好；（7）耐磨。但是PPS涂层存在高温氧化、凹凸不平、流坠、龟裂、脱落、气泡等缺点，致使PPS涂层的使用性能远不如PPS树脂[3-4]。为了提高PPS涂层的使用性能，需对通用化涂料配方进行改进[5]。本文对各种填料的选择，烘干工艺的影响以及冷却方式进行了大量的研究工作，得到了较佳的改性涂层配方及生产工艺条件。
1 改性配方的确定
常用的无机填料有二氧化钛、三氧化二铬、三氧化二钴、二硫化钼、石墨、磁粉、铸石粉、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝等。常用的有机填料包括氟树脂等。
针对PPS涂层存在高温氧化、凹凸不平、流坠、龟裂、起泡等缺点，设计改性配方如表1。这些配方制成的涂料对其粘性和熔点基本没有影响。
2 喷涂工艺及参数
用分散液涂料制备PPS涂层时，工艺流程如下：
注：m、n、p为重复喷涂次数.
喷涂时，控制分散液的固含量为15%-25%。空气压缩机压力为0.3-0.4MPa，喷嘴与基体材料的距离为200-300mm，每次厚度应控制在30-60μm。PPS涂层的固化工艺参数见表2。
3 结果与讨论
3.1 填料对涂层性能的影响
PPS涂料中加入各种无机填料 ，不仅能够消除涂层表面针眼、空穴，使涂膜平整、光滑，而且还可提高使用温度，增加附着力，同时还可降低成本。
石墨具有很好的耐冲击性，作为换热设备涂层的填料，可以增加涂层的导热系数，并且使涂层细腻光滑。但是石墨含量大会使涂层发脆，抗冲击性能下降。石墨含量对涂层韧性的影响如表3；TiO2含量对涂层性能的影响如表4。
结果表明PPS为100g时，石墨以10g时抗冲性能为最佳。
由表4数据看出，TiO2为7%-8%时，PPS涂层的综合性能最佳。
3.2 烘干工艺对涂层性能的影响
PPS为线型热塑性高聚物，当加热至熔点以上时，才能熔融而牢固地与基材粘附，因此，热处理工艺对涂层性能影响很大。不同热处理工艺对涂层（PPS∶石墨：TiO2=100∶10∶8）性能的影响如表5。
3.3 冷却方式对涂层性能的影响
涂层自然冷却至室温和将涂层迅速在冷水中冷却两种不同的冷却方式对涂层性能的影响，如表6所示。
由表可看出，经过热处理固化后的涂层迅速地放入冷水中猝火后，所得到的性能比自然冷却要好，这是因为猝火处理使涂层在最短的时间内通过结晶度区域，从而降低了PPS复合涂层的结晶度，韧性提高，而自然冷却的涂层二次结晶的作用使结晶度提高，抗冲击性降低。
4 结论
4.1 PPS中加入无机填料可消除表面针孔、空穴，使涂膜平整光滑，同时还可降低成本。PPS中加入10%石墨、8%TiO2时，涂层的综合性能较好。
4.2 烘干工艺和冷却方式对涂层的性能有很明显的影响，采用多层涂覆，不同温度下固化然后在冷水中冷却的工艺所获得的涂层的性能良好。
4.3 聚苯硫醚涂层，具有优异的耐热性能、力学性能和耐化学品侵蚀性能，而广泛地应用作防腐涂层、润滑耐磨涂层、耐热涂层和防粘涂层等。
【参考文献】
[1]李建康.聚苯硫醚的性能及在防腐蚀图层上的应用[J].2004，4（25）：164-167.
[2]蔡建利.聚苯硫醚的生产技术和发展前景[J].中氮肥，2001（2）：11-13.
[3]管从胜.聚苯硫醚涂料及应用[M].化学工业出版社：116-234.
[4]黄棋尤.聚苯硫醚的改性及应用[J].国外塑料，2003，21（04）：22-33.
[5]邬润德，童筱莉.聚苯硫醚涂料改性及耐蚀性应用研究[J].浙江工业大学，2009：270-273.
[责任编辑：丁艳]