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常用火焰喷涂塑料材料及性能
时间: 2015-10-10 来源: 未知 作者: 点击:
种类很多，根据塑料受热的性能，可分为热塑性塑料及热固性塑料两大类。火焰喷涂用塑料粉末一般由塑料原料加上改性材料制成，这些改性材料，包括各种填料、颜料、流平剂、增韧剂等。通过改性，使塑料粉末容易进行火焰喷涂。使制成的涂层具有所要求的颜色和各种性能。
热塑性塑料的特点是可随温度上升而变软或熔化，冷却后则凝固成型变硬，这个过程为可逆过程可反复进行多次，通常热塑性塑料，具有优良的抗化学性、韧性和弯曲性能，火焰喷涂常用的热塑性塑料主要有聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚苯硫醚、氯化聚醚、EVA等，其中以聚乙烯、尼龙应用最多最广。
热固性塑料的特点是用某些较低聚合度的予聚体树脂，在一定温度下或加入固化剂条件下，固化成不能再次熔化或熔融的，质地坚硬的最终产物，温度再升高，产品只能分解，不能再软化。热固性塑料分子量较低，所以具有较好的流平性、润湿性；因而能很好地粘附在工件表面，并具有较好的装饰性能。火焰喷涂常用的热固性塑料粉末有环氧、环氧/聚酯及聚酯粉末等。
一、聚乙烯(PE）
聚乙烯为白色透明物质，外观似石蜡，可着色，可弯曲，稍具延伸性。
聚乙烯是乙烯的高分子聚合物，因生产方法不同，产品分为高密度 HDPE(低压0.9411～0.965)。中密度MDPE(中压0.926～0.940)低密度LDPE(高压 0.910～0.025)。三者性质相似，但高密度聚乙烯在无负载和短期内耐温较高些(HDPE为100℃，LDPE为 75℃)，高密度聚乙烯最高使用温度为70℃，低密度聚乙烯为60℃，聚乙烯最低使用温度为-70℃。
通常，聚乙烯随密度增加，抗张强度、硬度、耐热性均增高。
聚乙烯有优良的耐蚀性，对非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、氢氟酸)、稀硝酸、碱、油(冷)和盐溶液都有良好的耐蚀性，能耐极性有机物(醇、酮)、水。在室温下耐一般溶剂，但在 60℃以上溶于芳烃、氯化溶剂及熔蜡中，有些溶剂能使其溶胀。
聚乙烯不耐浓硝酸、浓硫酸和其它强氧化剂的腐蚀。
聚乙烯粉末涂层的物理化学性能如表 1。
尼龙是一种应用很广的热塑性塑料，最高应用温度为 80～120℃，最低使用温度为-50～-60℃。
尼龙具有良好的耐蚀性，十分耐碱和大多数盐水、稀酸。但不耐强酸和氧化性酸的腐蚀。对烃、酮、酯、油类抗蚀能力良好，不耐酚和甲酸的腐蚀。
尼龙强度高，坚韧、耐磨损，有润滑作用，所以常用作耐磨涂层，如:印刷机械中的钢制墨辊、车床导轨、润滑涂层如轴承等。
尼龙对生物侵蚀是惰性的，无毒，受细菌作用，可作食品和牛奶等容器表面涂层。
火焰喷涂常用的尼龙粉末有尼龙 11、尼龙12、尼龙1010及一些二元、三元共聚尼龙，尼龙层与金属附着力好
聚丙烯是丙烯的高分子量聚合物，外观似聚乙烯但比聚乙烯更轻更透明。聚丙烯密度低(0.90)耐蚀性和聚乙烯相似，且较低，应用温度范围为-14～+120℃。除浓硝酸，发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外，能耐大多数的有机和无机酸、碱和盐，对应力腐蚀破裂的抗蚀性良好。80℃以下能耐有机溶剂，但能被某些强有机溶剂破坏。
聚丙烯强度高于聚乙烯，软化点较高（180℃）。硬度接近尼龙，刚性好，常温下耐冲击性能良好。耐温性高，在低应力下可长期使用于110～120℃。
四、聚苯硫醚（PPS）
聚苯硫醚通常指对苯基硫的聚合物。交联前是一种线型结构，呈热塑性，是一类具有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物、交联后呈热固性，若予以充分加热，却还能软化到一定程度，因此并非真正热固性塑料。
聚苯硫醚密度1.36，熔点288℃，是一种硬而脆、热稳定性优良的热塑性塑料，同时它具有优良的电绝缘性和粘结性，适当的强度，应用温度范围为-148～+250℃。
聚苯硫醚的化学惰性及耐高温性使它成为良好的耐腐蚀涂层。
聚苯硫醚防腐涂层可耐170℃下的各种溶剂，200℃下的各种酸碱、盐和化学药品，但易受卤素和氧化性介质，如游离氯、溴、硝酸、过氧化氢等腐蚀。聚苯硫醚的熔区宽300～420℃，故有良好的流动性，且无毒、不燃。与金属的粘接力强，因此是一种良好的耐腐蚀涂层。
五、氯化聚醚
氯化聚醚是线型、高结晶度的热塑性塑料，具有较高的熔点（180℃），优良的耐热、耐腐蚀性能以及良好的机械性能和电性能。抗冲击强度高，耐磨性和尺寸稳定性优良，吸水性小。应用温度范围为-30～+120℃。
氯化聚醚的耐蚀性仅次于聚四氟乙烯，可与聚三氟氯乙烯媲美，除强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸外，能耐各类酸、碱、盐及大多数有机溶剂的腐蚀，不耐液氯、氟、溴的腐蚀。
氯化聚醚的导热系数低于大多数耐腐蚀热塑性塑料，适宜作绝热材料。
六、EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）
EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，是一种具有橡皮似弹性的热塑性塑料。EVA的性能与醋酸乙烯酯（VA）的含量有很大的关系，VA越少，越像低密度聚乙烯，而VA越多越像橡皮。EVA在较广的温度范围（-45～70℃）质坚韧，加入填料能使刚性和硬度提高。填料增多，对其主要性能影响不大，耐紫外光及臭氧。
EVA熔点低，（80～100℃）密度0.93～0.95。施工方便，化学物理性能良好，耐稀酸、浓碱、不耐浓酸，50℃以上能溶于芳烃及氯化溶剂中。耐候性优于聚乙烯。EVA还有良好的抗霉菌生长的特性，可作食品容器防护涂层。
七、氟塑料
氟塑料是各种含氟塑料的总称，由含氟单体如四氟乙稀，六氟丙烯，三氟氯乙烯，偏氟乙烯，氟乙烯及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得，按数量及用途来说，以聚四氟乙烯（F4）最为重要。其它还有聚三氟氯乙烯（F3），聚全氟代乙丙烯（F46）等。
氟塑料具有优良的电绝缘性能，摩擦系数极低，与其它物质亲和力最小，具有优良的不粘性。尤其是其化学性能优异，热稳定性能好。如F4，除了金属钠、氟元素及其化合物对它有侵蚀作用外，其他诸如强酸、强碱、油脂、去污剂及有机溶剂等化学药品均对它不起作用，使用温度范围为-200～+260℃。为抗蚀性最好的塑料。
氟塑料本身无毒，但遇热分解时，则产生剧毒，所以应特别注意。
八、环氧粉末
环氧树脂是环氧基的高分子聚合物的通称，未固化前它属于热塑性树脂，加入固化剂后能发生一系列交联反应，形成具有附着力极佳，坚韧度和抗化学性能均好的热固性树脂，环氧树脂能耐一般溶剂，耐稀酸、稀碱、强碱，不耐强氧化剂如硝酸、浓硫酸等的腐蚀，耐水性非常好，最高使用温度为90～100℃（一般型）、150℃（耐热型）。
在热固性粉末涂料中，环氧粉末涂料是首先应用的一个品种，也是粉末涂料中，销售量占首位的品种。
环氧粉末涂料有有光、半光、无光环氧粉末涂料（普通型）和防腐型环氧粉末涂料之分。普通环氧粉末密度1.5～1.8、熔点85～95℃。
九、环氧/聚酯粉末涂料
环氧/聚酯粉末是由环氧、聚酯为主要原料的热固性粉末涂料。它比环氧粉末具有更好的装饰性、耐候性。
环氧/聚酯粉末密度1.4～1.8、熔点85℃～95℃。
热塑性塑料的特点是可随温度上升而变软或熔化，冷却后则凝固成型变硬，这个过程为可逆过程可反复进行多次，通常热塑性塑料，具有优良的抗化学性、韧性和弯曲性能，火焰喷涂常用的热塑性塑料主要有聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚苯硫醚、氯化聚醚、EVA等，其中以聚乙烯、尼龙应用最多最广。
热固性塑料的特点是用某些较低聚合度的予聚体树脂，在一定温度下或加入固化剂条件下，固化成不能再次熔化或熔融的，质地坚硬的最终产物，温度再升高，产品只能分解，不能再软化。热固性塑料分子量较低，所以具有较好的流平性、润湿性；因而能很好地粘附在工件表面，并具有较好的装饰性能。火焰喷涂常用的热固性塑料粉末有环氧、环氧/聚酯及聚酯粉末等。
一、聚乙烯(PE）
聚乙烯为白色透明物质，外观似石蜡，可着色，可弯曲，稍具延伸性。
聚乙烯是乙烯的高分子聚合物，因生产方法不同，产品分为高密度 HDPE(低压0.9411～0.965)。中密度MDPE(中压0.926～0.940)低密度LDPE(高压 0.910～0.025)。三者性质相似，但高密度聚乙烯在无负载和短期内耐温较高些(HDPE为100℃，LDPE为 75℃)，高密度聚乙烯最高使用温度为70℃，低密度聚乙烯为60℃，聚乙烯最低使用温度为-70℃。
通常，聚乙烯随密度增加，抗张强度、硬度、耐热性均增高。
聚乙烯有优良的耐蚀性，对非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、氢氟酸)、稀硝酸、碱、油(冷)和盐溶液都有良好的耐蚀性，能耐极性有机物(醇、酮)、水。在室温下耐一般溶剂，但在 60℃以上溶于芳烃、氯化溶剂及熔蜡中，有些溶剂能使其溶胀。
聚乙烯不耐浓硝酸、浓硫酸和其它强氧化剂的腐蚀。
聚乙烯粉末涂层的物理化学性能如表 1。
表1聚乙烯粉末涂层的物理化学性能
注：试验采用 1.5m钢板，涂后在30～35℃条件下、酸碱浸渍10d溶剂油类分别浸渍30d和100d后测试。
表2聚乙烯等其它品种粉末涂层的性能比较
尼龙是一种应用很广的热塑性塑料，最高应用温度为 80～120℃，最低使用温度为-50～-60℃。
尼龙具有良好的耐蚀性，十分耐碱和大多数盐水、稀酸。但不耐强酸和氧化性酸的腐蚀。对烃、酮、酯、油类抗蚀能力良好，不耐酚和甲酸的腐蚀。
尼龙强度高，坚韧、耐磨损，有润滑作用，所以常用作耐磨涂层，如:印刷机械中的钢制墨辊、车床导轨、润滑涂层如轴承等。
尼龙对生物侵蚀是惰性的，无毒，受细菌作用，可作食品和牛奶等容器表面涂层。
火焰喷涂常用的尼龙粉末有尼龙 11、尼龙12、尼龙1010及一些二元、三元共聚尼龙，尼龙层与金属附着力好
续表 4 尼龙11涂层的耐化学品性能
三、聚丙烯聚丙烯是丙烯的高分子量聚合物，外观似聚乙烯但比聚乙烯更轻更透明。聚丙烯密度低(0.90)耐蚀性和聚乙烯相似，且较低，应用温度范围为-14～+120℃。除浓硝酸，发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外，能耐大多数的有机和无机酸、碱和盐，对应力腐蚀破裂的抗蚀性良好。80℃以下能耐有机溶剂，但能被某些强有机溶剂破坏。
聚丙烯强度高于聚乙烯，软化点较高（180℃）。硬度接近尼龙，刚性好，常温下耐冲击性能良好。耐温性高，在低应力下可长期使用于110～120℃。
四、聚苯硫醚（PPS）
聚苯硫醚通常指对苯基硫的聚合物。交联前是一种线型结构，呈热塑性，是一类具有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物、交联后呈热固性，若予以充分加热，却还能软化到一定程度，因此并非真正热固性塑料。
聚苯硫醚密度1.36，熔点288℃，是一种硬而脆、热稳定性优良的热塑性塑料，同时它具有优良的电绝缘性和粘结性，适当的强度，应用温度范围为-148～+250℃。
聚苯硫醚的化学惰性及耐高温性使它成为良好的耐腐蚀涂层。
聚苯硫醚防腐涂层可耐170℃下的各种溶剂，200℃下的各种酸碱、盐和化学药品，但易受卤素和氧化性介质，如游离氯、溴、硝酸、过氧化氢等腐蚀。聚苯硫醚的熔区宽300～420℃，故有良好的流动性，且无毒、不燃。与金属的粘接力强，因此是一种良好的耐腐蚀涂层。
五、氯化聚醚
氯化聚醚是线型、高结晶度的热塑性塑料，具有较高的熔点（180℃），优良的耐热、耐腐蚀性能以及良好的机械性能和电性能。抗冲击强度高，耐磨性和尺寸稳定性优良，吸水性小。应用温度范围为-30～+120℃。
氯化聚醚的耐蚀性仅次于聚四氟乙烯，可与聚三氟氯乙烯媲美，除强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸外，能耐各类酸、碱、盐及大多数有机溶剂的腐蚀，不耐液氯、氟、溴的腐蚀。
氯化聚醚的导热系数低于大多数耐腐蚀热塑性塑料，适宜作绝热材料。
六、EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）
EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，是一种具有橡皮似弹性的热塑性塑料。EVA的性能与醋酸乙烯酯（VA）的含量有很大的关系，VA越少，越像低密度聚乙烯，而VA越多越像橡皮。EVA在较广的温度范围（-45～70℃）质坚韧，加入填料能使刚性和硬度提高。填料增多，对其主要性能影响不大，耐紫外光及臭氧。
EVA熔点低，（80～100℃）密度0.93～0.95。施工方便，化学物理性能良好，耐稀酸、浓碱、不耐浓酸，50℃以上能溶于芳烃及氯化溶剂中。耐候性优于聚乙烯。EVA还有良好的抗霉菌生长的特性，可作食品容器防护涂层。
七、氟塑料
氟塑料是各种含氟塑料的总称，由含氟单体如四氟乙稀，六氟丙烯，三氟氯乙烯，偏氟乙烯，氟乙烯及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得，按数量及用途来说，以聚四氟乙烯（F4）最为重要。其它还有聚三氟氯乙烯（F3），聚全氟代乙丙烯（F46）等。
氟塑料具有优良的电绝缘性能，摩擦系数极低，与其它物质亲和力最小，具有优良的不粘性。尤其是其化学性能优异，热稳定性能好。如F4，除了金属钠、氟元素及其化合物对它有侵蚀作用外，其他诸如强酸、强碱、油脂、去污剂及有机溶剂等化学药品均对它不起作用，使用温度范围为-200～+260℃。为抗蚀性最好的塑料。
氟塑料本身无毒，但遇热分解时，则产生剧毒，所以应特别注意。
八、环氧粉末
环氧树脂是环氧基的高分子聚合物的通称，未固化前它属于热塑性树脂，加入固化剂后能发生一系列交联反应，形成具有附着力极佳，坚韧度和抗化学性能均好的热固性树脂，环氧树脂能耐一般溶剂，耐稀酸、稀碱、强碱，不耐强氧化剂如硝酸、浓硫酸等的腐蚀，耐水性非常好，最高使用温度为90～100℃（一般型）、150℃（耐热型）。
在热固性粉末涂料中，环氧粉末涂料是首先应用的一个品种，也是粉末涂料中，销售量占首位的品种。
环氧粉末涂料有有光、半光、无光环氧粉末涂料（普通型）和防腐型环氧粉末涂料之分。普通环氧粉末密度1.5～1.8、熔点85～95℃。
九、环氧/聚酯粉末涂料
环氧/聚酯粉末是由环氧、聚酯为主要原料的热固性粉末涂料。它比环氧粉末具有更好的装饰性、耐候性。
环氧/聚酯粉末密度1.4～1.8、熔点85℃～95℃。
