结构工程师二级专业考试应试讲义及典型试题（23）

　　超临界流体在氟碳涂料中的应用

　　超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体，此时液体和气体的性质是相似或相同的，仅是一种流体相存在。超临界流体技术自上世纪 70 年代开始发展，随后便以其环保、高效等显著优势轻松超越传统技术，迅速渗透到化学化工、材料科学、生物技术、环境工程等诸多领域。超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，它具有很高的扩散 力、较好的渗透力和极低的粘度，可以把粘稠的涂料迅速稀释到极低的粘度水平。近年涂料工业致力于减少生产和施工中排放的挥发性有机化合物(VOC)，对传统有机溶剂的使用提出了严峻的挑战，以超临界二氧化碳为稀释剂代替有机溶剂生产涂料或施工，在涂料性能、涂装成本和环保等方面，均可获得满意的效果。

　　在众多超临界流体中，超临界二氧化碳最适合作涂料稀释剂，首先在于其临界温度为 31 ℃，临界压力 7 . 3MPa 也在现有的无空气喷涂设备的使用范围之内。其次，二氧化碳廉价、无毒、不燃，与大多数涂料相容，而且溶解能力很高。作为稀释剂用于涂料的喷涂施工时，需要采用专门的设备如美国联碳的 UNICARBTM 系统，对涂料体系重新进行配方。可以替代普通溶剂 80 % 左右，大大降低了有机溶剂的使用量，减少了 VOC 排放，颜填料在其中也有良好的使用效果，并且喷涂质量明显优于普通的涂料，国外已开始用于汽车、家用电器、航空和仪表等。费罗公司还利用该技术开发了一种全新的粉末涂料，利用超临界二氧化碳作为一种加工液体，对配方中的组分进行充分的混合和搅拌，涂料一经喷出即迅速转变成粉末。该工艺可以取代传统粉末涂料生产中的熔融混合步骤，从而大大降低了加工温度，这一新技术的应用为粉末涂料的发展带来更大的机遇。在氟碳树脂领域，国外用超临界流体技术取代原来的水基聚合技术，制备含氟聚合物，达到了氟碳树脂优异的表面性能和工艺性能的完美结合，已在电线、电缆的绝缘、套管、柔性管材和工业用薄膜材料等方面应用。