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不粘塗料是一種塗層表面不易被其他粘性物質所粘附或粘着后易被除去的特種塗料。此種塗料因其所形成塗層的表面能極低、摩擦係數小、易滑動等防粘性特點，被廣氾應用於家用電器、烹飪廚具、汽 車、機械、化工等行業。按塗料的介質與狀態不同， 不粘塗料可分為水性、溶劑型和粉末等類型 。水性 不粘塗料由於所含有機溶劑少，安全性好，環境污染 小，因此最受用戶歡迎，產量也 。不粘塗料近年來世界需求量以每年 20 ％～ 25 ％的速度增加。我國不粘塗料的研究開發還處於起步階段，產品也較少，遠遠無法滿足國內的需求。基於此，本文着重探討由氟樹脂和粘結劑為主要原料配製水性不粘塗料的基本思路，並對成膜機理及主要影響因素進行適 當的分析。
1 水性不粘塗料基本成膜物質及成膜原理
1 ． 1 氟樹脂
不粘塗料的基本成膜物質為氟樹脂與粘結劑。 氟樹脂的選擇對不粘塗料的不粘性能起着至關重要 的作用。氟樹脂種類很多，在諸多的氟樹脂中，聚四氟乙烯 (PTFE) 摩擦係數最小，因而 PTFE 為不粘塗 料的 氟樹脂。為得到更好的塗層性能或便於施 工，一般在 PTFE的基礎上，添加如四氟乙烯一全氟烷基乙烯基醚共聚物 (PFA) 或四氟乙烯一六氟丙烯 共聚物 (FEP) 等樹脂，故不粘塗料所用氟樹脂一般是以PTFE 為主的混合物。
PTFE 的分子結構為—CF2—CF2—。由於分子中的碳鏈四週被電負性極強的氟原子所包圍，形成了穩定的C— F 鍵，要使此鍵斷裂，需要 500 J 以上的 熱能，因而PTFE的耐熱性極為優良。同時由於它能 遮蔽主鏈上的 c 原子，這樣就使其表面呈惰性，幾乎所有粘性物質都不能粘附在此表面上，也不能用普通方法進行粘合。在 PTFE 分子中，氟原子間相 互排斥力大， C — F 分子鏈的空間排列呈螺旋形，這 樣分子鏈比較僵硬，融熔粘度很高。雖然 PTFE 的分子鏈僵硬，分子間卻輕易滑移，這一特性賦予PTFE 有益的自潤滑性和低摩擦係數 】。
PTFE結構規整，結晶度高，常溫條件下幾乎不溶于任何溶劑；且熔融溫度高，熔融粘度大，塗層流 動性不好，直接影響不粘塗層的不粘性。基於以上 原因，一般不粘塗料所用氟樹脂是PTFE與其它氟樹脂的混合物，如： FEP 、 PFA 等。 FEP 與 PTFE 相比，優點是熔體流動性較好，結晶度較低，從而使所形成的塗層孔隙率較低，非凡適合烘烤食品廠的濕熱環境。 PFA 具有十分接近於 PTFE的耐化學品性和熱穩定性，但 PFA 的韌性高于PTFE，可改善塗層的耐磨性。添加 PFA 可阻止塗膜表面大晶體區的形成。通 常添加 40wt ％ 以上的 PFA 就有明顯的效果。然而，PTFE 與 FEP 的混溶性有限，在各聚合物分離的部分會形成結晶區，有時會產生塗膜缺陷。大的孔隙和塗 膜缺陷在一種用於防止底材透水和／或透氣的塗層中 是不答應的。這些缺陷在很大程度上與氟聚合物的 組成有關，也可能與塗料配方中的其它成分有關。使用塗料的方法和條件在控制塗膜的結構中也很重 要 ( 如冷卻速度 ) 。添加象 FEP 和 PFA 這樣的共聚物 因其結晶度較低，有助于形成比用純 PTFE 滲透性 較低非晶態程度較高的塗層。因此，不粘塗料中PTFE與 FEP 或 PFA 混合可提高塗膜的防滲透性，阻止了氣泡或腐蝕斑點等缺陷的產生 。
由於氟聚合物幾乎不溶于任何溶劑，可將其制 成水分散體。要求微粉粒徑達到微米級，且由於氟聚合物表面能極低，要求用非凡表面活性劑潤濕其表面，形成穩定的水性 VFFE 分散體。水性 PTFE分散體不可直接塗覆于經表面處理后的基材表面。這是由於 PTFE 表面能極低，高溫熔融冷卻后形成的 塗層附着力不良，因而需要與底材附着力好的粘結劑，可以說，不粘塗層是氟樹脂與粘接劑組成的 高分子合金。
1 ． 2 不粘塗料用粘結成分
不粘塗料中粘結成分的主要作用是使氟樹脂附着在基材上，而且對氟樹脂進行改性，強化塗層的各種性能，使氟樹脂的非凡功能充分發揮。氟樹脂具 有優異的防粘性、自潤滑性、耐熱性等，但由於其非凡的分子結構，氟樹脂不能以單一的成膜物用於塗 料。需在不粘塗料中加入粘結成分來增強氟樹脂不 粘塗層的附着力、硬度、耐久性等性能。在溶劑型不 粘塗料中，通常加入聚醚砜樹脂、有機硅樹脂、環氧 樹脂。若使用溫度不高，可採用丙烯酸樹脂。在對水性不粘塗料要求較高的使用溫度時，則較多使用聚 苯硫醚樹脂和聚酰胺酰亞胺 (PAI) 。
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PAI 是在聚酰亞胺分子中引入酰胺鍵制得的產物，是主鏈上兼有酰胺和酰亞胺基團的芳香族非晶 型聚合物，玻璃化溫度 Tg 較高。 PAI 的摩擦係數較低，在高溫下也具有較好的耐磨性。 PAI 與 PTFE具有良好的相容性，兩者復配的範圍廣，這有利於開發 不同組成的不粘塗料以滿足各種需要。除上述特點外，作為不粘塗料的粘結成分 PAI 還有以下特點：把 PAI 製成水溶液，與水形成單相均一體，有利於制備水性塗料；它在塗料中所占的比例雖少，卻能把 PTFE牢固附着于基材上；塗膜流平性、觸變性良好，塗層光滑度高；對顏料的分散性好，着色輕易。由於 PAI 用於水性不粘塗料有較多優勢，許多外國公司的水性不粘塗料均採用了 PAI 作為粘結成分。含有 PAI 的不粘塗料可以製成單層、雙層塗覆型塗料， 通用的塗料設備就可以滿足制漆的需要。
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2 自分層現象及助劑對其的影響
理想的氟樹脂與粘結劑組成的高分子合金不粘塗層，表層應盡可能多的含有氟樹脂，底層盡可能多 的含有粘結劑，而且從表層至底層存在濃度梯度，也即存在所謂的自分層現象。這樣做的目的可使底層 與基材具有良好附着力，表層具有良好不粘性，且塗 層中間不存在剝落現象。如何制得穩定的氟樹脂水分散體及粘結劑水溶液或水分散體，如何使它們相互配伍，且在塗層形成過程中出現分層現象， 是水性不粘塗料制備與施工的要害技術之一。影 響塗層自分層性的因素很多，例如塗料的組成配比、樹脂的相容性、塗料粒子的密度和大小、助劑 對粒子表面的改性作用，塗層的塑化工藝以及塗 料的制備過程等。
助劑的作用就是改善塗料各組分的表面性質， 促進塗料的研磨、穩定和施工等性能。除主要考慮 塗料各組分的潤濕分散穩定作用外，還要考慮如何 改善和調節樹脂間的相容性和促進塗層的自分層 性，以獲得良好的附着力和不粘性。就潤濕分散而 言，主要考慮原料粒子表面與分散介質水的作用，由 于塗料成分包括從非極性的氟樹脂和粘結樹脂到高 極性的某些顏填料，各成分的表面極性相差甚遠，對潤濕劑和分散、穩定劑的要求也極不相同，必須綜合考慮，相互兼顧。就改善樹脂相容性與自分層而言，主要考慮樹脂與樹脂間的作用力大小。樹脂間結合 牢固，不易相互分離，氟樹脂不能遷移至表面，塗層的自分層性無法實現，塗層不粘性差；樹脂相容性不好，樹脂間極易相互分離，塗料的研磨分散和施工性能差，樹脂間出現明顯的相分離，塗層表現為明顯的 粘結樹脂和氟樹脂兩部分，性能為各自的單獨性，無 互補性，塗層強度低，綜合性能差。助劑的作用就是使樹脂間的相容性與塗層的自分層性和諧統一，使塗料綜合性能達到 。
3 塗層不粘性能測試
不粘塗料的不粘性主要是通過測量塗層上液滴 ( 水或油 ) 的接觸角來判定。固體表面張力愈小則另 一 種液體在其表面上展開的能力愈差，即浸潤性愈差，不粘性就愈好。通常，液體在固體表面上的展開 能力用展開係數 S 來衡量。
式中： γ s—— 固體表面張力； γ sL—— 固液界面的表面張力； γ L ——液體表面張力
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