專利名稱：一種常溫固化氟碳樹脂涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料工業(yè)，具體地說，本發(fā)明涉及一種常溫固化氟碳樹脂涂料及其制 備方法。
背景技術(shù)：
防污閃常溫固化性三氟樹脂中氟原子以其極低的表面能及氟原子之間很小的范 德華半徑，包裹在碳鏈四周，在有機溶劑中與其他助劑充分分散后，體系發(fā)生自分層效應(yīng)， 固化后的涂膜由于氟原子超低的表面能整齊排列在表面，使基底與外界完全隔絕，水、氣和 其他化學(xué)物質(zhì)很難滲入。涂料表面超低的表面能，及在涂料中加入蠟粉使涂料有表面的粗 糙結(jié)構(gòu)，涂料表面形成一種“荷葉效應(yīng)”，由毛毛雨、霧、露及融冰、融雪產(chǎn)生的水與涂料表層 形成較大的接觸角，水不能鋪展。而有另一種涂料，其為光滑的涂膜表面，不加蠟粉即可制 得光滑的表面結(jié)構(gòu)。粗糙表面結(jié)構(gòu)的氟碳涂料防污性能差，耐候性、抗人工老化性能不及光 滑表面結(jié)構(gòu)。普通的一般涂覆在室外的涂料最長的使用壽命是5年，而氟碳涂料使用年限可達 20年。這是因為氟碳涂料表面的氟對所有的可見光不吸收，而對大部分的紫外也不吸收，能 吸收的紫外線占總紫外很少量，所以氟碳樹脂大的耐候性能非常好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他的丙烯 酸樹脂、硅橡膠樹脂和聚氨酯樹脂，使用十幾年都不發(fā)生發(fā)黃、龜裂、起皮、粉化和脫落等現(xiàn) 象。由于氟原子的存在使氟碳涂料的耐化學(xué)藥品性、耐水性、抗老化性能等都要比起他的涂 料要好。如今常溫固化氟碳樹脂(FEVE)在重防腐方面應(yīng)用較廣泛，在鋼鐵的防腐方面的 研究得到了較好的結(jié)果，但是由于C-F鍵的高建能，使得氟碳樹脂在溶劑中的溶解性能不 良，添加的助劑、顏料、填料等很難溶，涂料的分散成為較大的困難，這對于在現(xiàn)場施工帶來 了極大的不便。因此發(fā)明一種分散容易的常溫固化氟碳樹脂(FEVE)涂料很有必要，能夠解 決施工的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種易于分散、便于施工、具有氟碳 樹脂涂料優(yōu)異性能的常溫固化氟碳樹脂涂料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案—種常溫固化氟碳樹脂涂料，按重量百分含量計，該涂料由以下組分組成三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物 38 % 70 %偶聯(lián)劑4% 10%顏料1% 6%納米顆粒1% 5%助劑0.05% 2%溶劑20% 45%
固化劑5% 15%催干劑0. 003 % 0. 05 % ；其中，所述偶聯(lián)劑為具有_CF3基團和_CF2基團的氟硅烷，偶聯(lián)劑中的含氟基團要 大于偶聯(lián)劑中單體基團的一半；所述助劑為消泡劑和表面活性劑；所述溶劑為二甲苯和甲 基異丁基酮(MIBK)或乙酸丁酯和甲基異丁基酮(MIBK)；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫。三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物中氟含量為> 22%，固含量> 50%。偶聯(lián)劑單體中 至少含有一個端部-CF3基團和另一端的三甲氧基硅烷基團，且其中含氟基團要占單體中基 團數(shù)的一半以上，氟硅烷偶聯(lián)劑的使用增加了涂料中的氟含量，填補了涂膜中的部分空隙。優(yōu)選地，所述顏料為金紅石型Ti02或金紅石型Ti02與其它顏料的混合物。由于金 紅石型Ti02的分解紫外光的能力，可以增加涂料戶外的使用壽命，加入其他的顏料便可改 變涂料的顏色而不改變涂料的基本性能。優(yōu)選地，所述納米顆粒為氣相Si02，不僅可做防沉劑，還可當(dāng)做流平劑使用，使涂 料分散較為容易。優(yōu)選地，所述二甲苯和MIBK或乙酸丁酯和MIBK的質(zhì)量比均為1 2 3 1，可 通過調(diào)節(jié)加入的溶劑的量來調(diào)節(jié)涂料的粘度，以便于施工。優(yōu)選地，所述固化劑為HDI三聚體N3390(六亞甲基二異氰酸酯)。所述表面活性 劑為 FC-4430。本發(fā)明還提供了上述常溫固化氟碳樹脂涂料的制備方法，采取了以下三種技術(shù)方 案A、一種常溫固化氟碳樹脂涂料的制備方法，包括以下步驟(1)將固化劑用少量溶劑溶解；(2)往三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶劑，超 聲波粉碎30 60min，加入偶聯(lián)劑超聲波粉碎10 30min ；所述超聲波的功率為300 1000W ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。B、一種常溫固化氟碳樹脂涂料的制備方法，包括以下步驟(1)將固化劑用少量溶劑溶解；(2)往三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶劑，研 磨1 3小時，使用200目篩子進行過濾，加入偶聯(lián)劑研磨0. 3 0. 8h ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。C、一種常溫固化氟碳樹脂涂料的制備方法，包括以下步驟(1)將固化劑和三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物分別用少量溶劑溶解；(2)在步驟(1)的溶解的三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助 劑和剩余溶劑，超聲波粉碎30 60min，加入偶聯(lián)劑超聲波粉碎10 30min ；所述超聲波的 功率為300 1000W ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的常溫固化氟碳樹脂涂料具有以下的優(yōu)異性能1、本發(fā)明通過采用特定的涂料配方，使氟碳樹脂在溶劑中的溶解度增大，且添加 的助劑、顏料等易溶，各種組分分散容易，且分散方式多，便于現(xiàn)場進行施工；2、本發(fā)明的常溫固化氟碳樹脂涂料的附著力可達0級，任何刮擦都不掉，抗刮傷 性很強；3、本發(fā)明的常溫固化氟碳樹脂涂料抗酸堿鹽性能好，耐戶外老化，戶外使用20年 以上不會發(fā)生粉化、變色和脫落；4、本發(fā)明的常溫固化氟碳樹脂涂料品種豐富，有實色效果、金屬閃光效果、珠光效 果；可常溫干燥，施工可采用噴涂、滾涂機刷涂等多種方式，適用于水泥、金屬基、塑料、木 材、陶瓷等各種基材。
具體實施例方式以下通過例舉的實施例，來對本發(fā)明加以進一步說明，但本發(fā)明不只限于這些實 施例。以下實施例1-3的各原料分別來自以下廠商三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物大連振邦氟涂料股份有限公司；偶聯(lián)劑哈爾濱雪 氟佳硅化學(xué)有限公司、南京道寧化工有限公司；顏料南海柏晨高分子新材料；納米顆粒 日本德山；消泡劑(助劑)廣州侗富貴化工，聚成兆業(yè)有機硅原料有限公司；表面活性劑 (助劑)上海向嵐化工；固化劑惠州市雷博化工；二月桂酸二丁基錫雪佳氟硅化工有限 公司；二甲苯市售；MIBK 市售；乙酸丁酯市售。實施例1一種常溫固化氟碳樹脂涂料，由以下組分組成三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物 80kg偶聯(lián)劑IOkg金紅石型TiO2 (顏料)4kg氣相SiO2 (納米顆粒)3kg有機硅100#(消泡劑，助劑) 0. 5kgFC-4430 (表面活性劑，助劑) 0. 3kg二甲苯MIBK = 2 1 (溶劑) 51kgHDI三聚體(固化劑)15kg二月桂酸二丁基錫(催干劑) 0.05kg實施例1的涂料的制備方法為(1)用4kg 二甲苯和2kgMIBK溶解固化劑；用22. 5kg 二甲苯和11. 25kgMIBK溶解 三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物；(2)往溶解的三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶 劑，超聲波粉碎30min，加入偶聯(lián)劑，超聲波粉碎IOmin ；所述超聲波的功率為500W ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。實施例1的氟碳樹脂涂料分散非常均勻，無沉淀、塊狀物存在，且超聲波分散過程 中涂料產(chǎn)生的氣泡稍微靜置便消失，將涂料刷涂制備成膜后，固化時間為12h，涂層附著力
6達到0級，耐鹽水性能達到200天不發(fā)生開裂、脫落、起泡等現(xiàn)象，耐酸堿性能達到7天。實施例2一種常溫固化氟碳樹脂涂料，由以下組分組成三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物 2kg二月桂酸二丁基錫(催干劑) 0.001kg實施例2的涂料的制備方法為(1)用0. 06kg乙酸丁酯和0. 06kgMIBK溶解固化劑；(2)在三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶劑，超 聲波粉碎40min，再加入偶聯(lián)劑超聲波粉碎20min ；所述超聲波的功率為800W ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。實施例2的氟碳樹脂涂料分散非常均勻，無沉淀、塊狀物存在，且涂料分散過程中 完全無氣泡產(chǎn)生，將涂料刷涂制備成膜后，固化時間為12h，涂層附著力達到0級，耐鹽水性 能達到200天不發(fā)生開裂、脫落、起泡等現(xiàn)象，耐酸堿性能達到7天。實施例3一種常溫固化氟碳樹脂涂料，由以下組分組成三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物 50kg偶聯(lián)劑7kg金紅石型TiO2 (顏料)2. 4kg氣相SiO2 (納米顆粒)2. 4kg有機硅014A(消泡劑，助劑) 0. 3kgFC-4430 (表面活性劑，助劑) 0. 2kg乙酸丁酯MIBK= 1 2 (溶劑) 28. 5kgHDI三聚體(固化劑)8. 5kg二月桂酸二丁基錫(催干劑) 0. 2kg實施例3的涂料的制備方法為(1)用2kg乙酸丁酯和4kgMIBK溶解固化劑；(2)往三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶劑，使 用籃式研磨機研磨2h，轉(zhuǎn)速為2000r/min，200目篩過濾，再加入偶聯(lián)劑研磨0. 5h ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。偶聯(lián)劑<金紅石型TiO2 (顏料)酞菁綠(顏料)氣相SiO2 (納米顆粒)有機硅014A (消泡劑，助劑)FC-4430 (表面活性劑，助劑) <乙酸丁酯MIBK=I 1(溶劑)HDI三聚體(固化劑)
0. 2kg
0. 16kg 0.015kg 0. 07kg 0. 018kg 0. Olkg
1. 32kg 0. 28kg
實施例3的氟碳樹脂涂料分散非常均勻，無沉淀、塊狀物存在，且涂料分散過程可 控制不產(chǎn)生氣泡，將涂料刷涂制備成膜后，固化時間為12h，涂層附著力達到0級，耐鹽水性 能達到200天不發(fā)生開裂、脫落、起泡等現(xiàn)象，耐酸堿性能達到7天。以上是針對本發(fā)明的可行實施例的具體說明，但該實施例并非用以限制本發(fā)明的 專利范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明的專利范圍中。
權(quán)利要求
1. 一種常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于按重量百分含量計，該涂料由以下組分 組成三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物 38 % 70 %偶聯(lián)劑4% 10% 顏料 6% 納米顆粒 5%助劑0.05% 2%溶劑20% 45%固化劑5% 15%催干劑0. 003% 0. 05% ；其中，所述偶聯(lián)劑為具有_CF3基團和-CF2基團的氟硅烷，偶聯(lián)劑中的含氟基團要大于 偶聯(lián)劑中單體基團的一半；所述助劑為消泡劑和表面活性劑；所述溶劑為二甲苯和甲基異 丁基酮或乙酸丁酯和甲基異丁基酮；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫；所述固化劑為脂肪族二異氰酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于，所述顏料為金紅石型 Ti02或金紅石型Ti02與其它顏料的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于，所述納米顆粒為氣相 Si02。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于，所述二甲苯和甲基異 丁基酮或乙酸丁酯和甲基異丁基酮的質(zhì)量比均為1 2 3 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于，所述固化劑為HDI三聚 體 N3390。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化氟碳樹脂涂料，其特征在于，所述表面活性劑為 FC-4430。
7.一種制備權(quán)利要求1-6任一項所述的常溫固化氟碳樹脂涂料的方法，其特征在于， 包括以下步驟(1)用少量溶劑溶解固化劑；(2)往三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶劑，超聲波 粉碎30 60min，加入偶聯(lián)劑，超聲波粉碎10 30min ；所述超聲波的功率為300 1000W ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。
8.一種制備權(quán)利要求1-6任一項所述的常溫固化氟碳樹脂涂料的方法，其特征在于， 包括以下步驟(1)用少量溶劑溶解固化劑；(2)往三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和剩余溶劑，研磨1 3小時，200目篩過濾，再加入偶聯(lián)劑研磨0. 3 0. 8h ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。
9.一種制備權(quán)利要求1-6任一項所述的常溫固化氟碳樹脂涂料的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)分別用少量溶劑溶解固化劑和三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物；(2)在步驟(1)的溶解的三氟氯乙烯_乙烯基酯聚合物中加入顏料、納米顆粒、助劑和 剩余溶劑，超聲波粉碎30 60min，再加入偶聯(lián)劑超聲波粉碎10 30min ；所述超聲波的功 率為300 1000W ；(3)加入步驟(1)的溶解的固化劑；(4)加入催干劑，攪拌均勻，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種常溫固化氟碳樹脂涂料，按重量百分含量計，該涂料由以下組分組成三氟氯乙烯-乙烯基酯聚合物38％～60％、偶聯(lián)劑5％～10％、顏料1％～6％、納米顆粒1％～5％、助劑0.05％～2％、溶劑20％～45％、固化劑5％～15％、催干劑0.003％～0.05％；所述偶聯(lián)劑為具有-CF3基團和-CF2基團的氟硅烷；所述助劑為消泡劑和表面活性劑；所述溶劑為二甲苯和甲基異丁基酮或乙酸丁酯和甲基異丁基酮；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫。本發(fā)明通過采用特定的涂料配方，使氟碳樹脂在溶劑中的溶解度增大，且添加的助劑、顏料等易溶，各種組分分散容易，且分散方式多，便于現(xiàn)場進行施工；涂料的附著力可達0級，抗刮傷性很強，抗酸堿鹽性能好。
文檔編號C09D127/12GK102002289SQ20101058998
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者周永言, 周藝, 朱志平, 李麗, 熊書華, 郭小翠, 黃波 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 長沙理工大學(xué)