卷钢涂料(彩涂板)是建筑、家电、汽车等领域的关键材料。根据行业数据显示,2024年全球卷钢涂料市场规模达到120亿美元,年增长率保持在5.5%以上。然而,卷材在生产过程中需要经过剧烈的辊轧、弯曲成型,对涂层的抗划伤和耐磨性能提出了极高的要求。
四氟微粉(PTFE微粉)作为一种高性能添加剂,因其极低的摩擦系数、优异的自润滑性和卓越的耐候性,成为提升卷钢涂料表面性能的首选助剂。根据Teflon™官方数据,PTFE涂层的动摩擦系数可降至0.05-0.20之间,具体取决于负荷、滑动速度和涂层配方。
PTFE在卷钢涂料中的作用机理
PTFE微粉在卷钢涂料中通过以下机制提升性能:
1.表面迁移与富集机制
PTFE微粉在涂膜固化过程中,由于密度差异和表面能作用,会向涂层表面迁移并富集。根据天诗蜡粉的研究,PTFE微粉以单个粒子凸显于表面,成为抵御磨损的第一道防线。当涂膜冷却时,聚乙烯蜡从涂液中析出形成细微颗粒,浮在涂膜表面,起到滑爽、抗刮伤的作用,成为耐磨损的第二道防线。
2.低摩擦系数机制
PTFE的极低表面能使其在涂层表面形成一层低摩擦保护膜。根据Teflon™官方数据,PTFE涂层的静摩擦系数为0.12-0.15,动摩擦系数为0.05-0.10。这层保护膜有效降低了卷钢在后续加工过程中的摩擦阻力,减少了划伤和磨损。
3.硬度提升机制
虽然纯PTFE硬度较低,但经过表面改性的PTFE微粉或与PE蜡的复合体系,能够显著提升涂层表面硬度。根据路博润蜡粉TF1792产品数据,PTFE改性聚乙烯蜡的硬度可达2(ASTMD1321),有效提升了涂层的抗划伤性能。
4.自洁防污机制
PTFE的疏水疏油特性使其表面能极低,水珠和油污难以附着。根据专利文献数据,添加PTFE微粉的卷钢涂料,其动态摩擦系数可控制在≤0.12,同时具有优异的自洁性能,减少了指纹和污渍的残留。
PTFE微粉与PE蜡的协同效应
天诗蜡粉双重防线理论
根据天诗蜡粉的研究,PTFE和聚乙烯蜡微粉具有优良的协同效应:
第一道防线:聚四氟蜡以单个粒子凸显于表面,成为抵御磨损的第一道防线
第二道防线:当涂膜冷却时,聚乙烯蜡从涂液中析出形成细微颗粒,浮在涂膜表面,起到滑爽、抗刮伤的作用,成为耐磨损的第二道防线
这种双重防线机制使得PTFE微粉和PE蜡的复合体系在抗划伤和耐磨性能上远优于单一组分。
添加方式与分散工艺
添加时机:
溶剂型涂料:在生产后段加入,中低速搅拌分散即可
粉末涂料:与树脂、助剂一起研磨或搅拌混合均匀
分散工艺:
高速搅拌:转速500-1000r/min,时间5-10分钟
预分散处理:可制备蜡粉浓度为20%-30%的蜡浆,减少分散时间
注意事项:最好不要置于砂磨机或三辊机研磨,影响其性能
必要时可以用有机溶剂进行预分散,做成浆体加入,效果更佳
储存要求:
温度:<30°C(或60°C以下,根据产品类型而定)
包装:内聚乙烯塑料袋,外纸板桶或牛皮纸袋
保质期:12-24个月(根据产品类型而定)
**技术要点总结**:
纯PTFE耐磨性较差,需通过填充改性或与PE蜡复配使用
PTFE和PE蜡具有优良的协同效应,可形成双重防护防线
卷钢涂料推荐PTFE微粉粒径**Dv50为4-6μm**,添加量0.3%-1.5%
需注意分散性、附着力、光泽度和高温烘烤稳定性四大挑战
未来向超细化、功能化、环保化、智能化方向发展
随着卷钢涂料行业对高性能、环保性要求的不断提升,PTFE微粉作为关键功能助剂,将在建筑、家电、汽车等领域发挥越来越重要的作用。通过科学配方设计和工艺优化,PTFE微粉能够为卷钢涂料带来抗划伤、耐磨、自洁、防污等综合性能的全面提升。