摘要：阐述了耐高温高硬度饱和聚酯树脂应用于有机硅不粘锅涂料中，其添加量对涂膜性能的影响。实验证明该饱和聚酯树脂能提高涂膜的附着力、硬度等性能，耐高温性和耐水解稳定性也相当优秀，与有机硅树脂搭配很适合应用于不粘锅涂料。

 

关键词：饱和聚酯，耐高温，高硬度，不粘锅涂料

 

随着科技的发展，越来越多的饱和聚酯树脂产品被应用于高性能的领域。主要是饱和聚酯树脂对金属的附着力，硬度和耐溶剂性能，高温时漆膜力学强度等综合性能良好。它可以制得硬度高，耐温性能好的产品，也可以制得柔韧性和拉伸性很好的产品，而且饱和聚酯与多种树脂的相容性良好，这都是饱和聚酯树脂得到广泛应用的主要原因。有机硅树脂具有优异的热氧化稳定性，电绝缘性能，不粘性，还具有突出的耐候性，即使在紫外线强烈照射下也耐泛黄[1]。纯有机硅树脂也存在一些缺点，需要高温烘干，固化时间长，附着力和耐溶剂性能较差，温度较高时漆膜的力学性能差[2~5]。因此在不粘锅涂料中单纯使用纯有机硅树脂并不能得到综合性能很好的涂膜。如果常用有机硅树脂和饱和聚酯树脂同时应用于不粘锅涂料，可以弥补各自的缺点，形成一种兼具两者优良性能的涂膜[1]。下面研究耐高温高硬度饱和聚酯树脂(CP3612)和有机硅树脂共混应用于不粘锅涂料。

 

饱和聚酯树脂CP3612(60%)：广州产协高分子有限公司；有机硅树脂：固含量50%；云母粉：国产；炭黑：国产；氨基树脂R747：首诺；分散剂：BYK163；流平剂：BYK310；防沉剂：国产；混合溶剂：国产；闪银粉：国产。

 

高速分散机：上海微达工贸有限公司；细度计：上海现代环境工程技术有限公司；光泽仪(60°)；运风式恒温干燥箱等。

 

涂料基本配方见表1。

 

表1 制备涂料基本配方

 

按照配方中的用量，将饱和聚酯CP3612、有机硅树脂、云母粉、炭黑、防沉剂、分散剂、混合溶剂调成糊状，然后用砂磨机研磨30min左右，使细度小于5μm，再加入消泡剂、流平剂，中速分散，充分混合均匀，最后加入银粉低速分散，过滤，即得成品涂料。

 

涂层的制备包括基体的除油、除锈和底部预处理以及涂层的喷涂。

 

底部预处理：用有机溶剂擦去马口铁上的油和锈，待其干燥。

 

涂层喷涂：使用4mPa气压进行喷涂，干膜厚度控制在25μm左右。

 

高温烘烤：将喷涂好不粘锅涂料的马口铁置于温度为260℃恒温烘箱中烘烤20min后取出，冷却至室温后，进行性能的测试和分析。

 

根据国标(GB1720-1979)和(GB1727-70)测定了附着力和硬度。

 

实验对制备好的试片放置280℃的恒温烘箱中，烘烤1h、2h、3h，观察涂膜是否有脱落、起泡、龟裂，以及测试其附着力的变化情况。

 

不同有机硅和饱和聚酯树脂的比例对涂膜光泽的影响如图1所示。

 

 

聚酯树脂用量与光泽的关系

 

由图1可以看出，饱和聚酯树脂用量由20%增加到100%光泽先以大的斜率上升，再以较小的斜率降低。饱和聚酯树脂用量为50%时光泽(60°)最高，随着饱和聚酯树脂用量减少到30%，光泽开始较大幅度下降，主要是有机硅对颜填料的分散性较差，而饱和聚酯树脂对颜填料的分散性要好得多，从而可以提高涂膜的光泽。饱和聚酯树脂用量为50%时光泽最高，涂膜在高温环境时光泽下降较小，当用量增加到70%时，涂膜在高温环境时光泽下降开始加剧。结合涂膜光泽和耐高温性来评价，饱和聚酯树脂用量为50%时较为理想。

 

不同饱和聚酯树脂与有机硅树脂的比例对涂膜附着力在常温和高温条件下的影响如表2所示。

 

 

表2 树脂比例对附着力的影响

 

由表2可以看出，随着饱和聚酯树脂的添加量减少到3/7后，涂膜对基材的附着力开始下降。主要是有机硅树脂对颜填料的分散性不好，饱和聚酯树脂CP3612可以弥补有机硅这个缺点，提高树脂对颜填料和基材的润湿性，从而提高了涂膜的附着力。

 

不同有机硅和饱和聚酯树脂的比例对涂膜硬度的影响如表3所示。

 

 

表3 树脂比例对涂膜硬度的影响

 

由表3可以得出，随着饱和聚酯树脂CP3612用量的减少，涂膜的硬度由3H逐渐下降到2H。由于配方中使用的云母粉是一种弹性比较好的填料，在提高硬度方面没有多少帮助，添加一些钢性的填料可以提高涂膜的硬度。

 

对制作好的试片进行耐水煮试验，主要是考察饱和聚酯的耐水解稳定性。沸水中连续煮10h，实验结果见表4。

 

 

表4 水煮试验结果

 

由表4可以看出，各种比例制得的涂膜水煮10h后光泽均下降较少，完全由饱和聚酯树脂体系制成的涂膜没有起泡和脱落现象，光泽只下降4，附着力也没有改变。这说明了饱和聚酯CP3612的耐水解稳定性很好，相当适合应用于不粘锅涂料。

 

通过试验证明：饱和聚酯树脂CP3612与有机硅树脂配合使用可以制得耐高温、高硬度、耐水煮稳定性，且附着力好的不粘锅涂料。