專利名稱：一種底面合一的氟碳磁漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油漆領(lǐng)域，具體的說涉及一種防腐用底面合一的新型氟碳磁漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
據(jù)世界公布的統(tǒng)計(jì)資料顯示，每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占世界GDP總值的4％以上，超過了火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震造成損失的總和。資料介紹，美國腐蝕造成的損失約占GDP的4.2％，同樣我國腐蝕造成的損失約占GDP的4％，約達(dá)數(shù)千億元。特別是鋼鐵腐蝕損失是世界上最大的浪費(fèi)之一。因此，防腐問題日益引起人們極大的關(guān)注，防腐蝕是人們永不休止的研究課題，研究出了基于金屬表面屏蔽的抗化學(xué)腐蝕的防腐涂料，之后發(fā)現(xiàn)電化學(xué)腐蝕對(duì)于金屬更為嚴(yán)重，研究采用鋅粉填充于樹脂的富鋅涂料，以犧牲陽極鋅保護(hù)金屬表面，或者以鍍鋅的方式來保護(hù)易腐蝕的鋼鐵，但是其保護(hù)的壽命是很有限的。直到上世紀(jì)八十年代，導(dǎo)電高分子的研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家驚喜地發(fā)現(xiàn)其中最為穩(wěn)定的導(dǎo)電聚苯胺作為主要原料的防腐涂料是眾里尋它千百度的最理想的涂料，它使防腐涂料產(chǎn)生了一個(gè)全新的防腐機(jī)理1、導(dǎo)電聚苯胺的底漆通過與金屬基材接觸，使金屬基材電化學(xué)腐蝕電位正移，即容易腐蝕的金屬(如鋼鐵、鑄鐵、鋁、銅)由原有的較負(fù)腐蝕電位向正電位移動(dòng)，達(dá)到接近貴金屬(如金、銀)的電極電位。2、使金屬基材發(fā)生表面鈍化，對(duì)不同的金屬，相應(yīng)的形成一層致密、穩(wěn)定的氧化層(如Fe2O3、Al2O3等)。并且聚苯胺在使金屬表面形成鈍化層的過程中由導(dǎo)電態(tài)變成還原狀，但是它在外界氧的作用下又會(huì)恢復(fù)為原導(dǎo)電態(tài)，如此循環(huán)，不會(huì)耗盡。3、聚苯胺在金屬表面形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)的方向與電子傳遞的方向相反，因此阻礙了電子從金屬向氧化物質(zhì)(為氧氣)的傳遞，也就是相當(dāng)一個(gè)電子傳遞的屏障作用。正因?yàn)槿绱耍茖W(xué)家們根據(jù)理論的計(jì)算，聚苯胺防腐涂料的防腐壽命是鍍鋅層的10000倍，在實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際壽命為鍍鋅的3-10倍。
這種具有特殊功能的高分子材料，它既有塑料的密度輕，易加工性，又具有金屬的導(dǎo)電性，還具備金屬和塑料所欠缺的化學(xué)和電化學(xué)性能，將在電子器件、超級(jí)電容、隱身涂料、電磁屏蔽材料、抗靜電服裝等有著廣泛的應(yīng)用前景，必將形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)革命。由于導(dǎo)電高分子材料作為一類高附加值，具有廣泛應(yīng)用前景的新興材料，發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)立導(dǎo)電高分子學(xué)科的3位科學(xué)家，美國的A.J.Heeger，A.G.Macdarnid及日本的白川英樹分享了2000年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
由于它替代金屬在涂料中不含重金屬，在落實(shí)國家“科學(xué)發(fā)展觀”，建設(shè)“環(huán)境友好型”、“資源節(jié)約型”社會(huì)過程中，導(dǎo)電聚苯胺將會(huì)發(fā)揮其積極作用。它減少了天然金屬資源的使用，其本身無爆炸性、不易燃、無毒性，對(duì)人類不會(huì)產(chǎn)生危害，更不會(huì)對(duì)大氣環(huán)境和海洋環(huán)境造成影響，也減少了鋅、錫金屬開采、冶煉、加工、涂鍍之苦，是一種節(jié)約資源，符合“持續(xù)發(fā)展”要求的高新科技產(chǎn)品。
聚苯胺防腐涂料雖有較多專利申請(qǐng)，也有較多技術(shù)報(bào)導(dǎo)其優(yōu)異的防腐性能。但都是以環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、過氯乙烯類樹脂作為基料，其本身的耐候性大打折扣，使其不能作為面漆而發(fā)揮聚苯胺防腐長(zhǎng)效性的要求。
如環(huán)氧-胺體系因?yàn)樗袠O性基團(tuán)，因而有胺基存在，主鏈中有芳基，比較剛性，因此濕附著力好；主鏈中以醚鏈相連，因此抗水解高，這使它作為底漆有很好的條件。但環(huán)氧樹脂的醚鍵亞甲基易受光氧化，耐光老化性差，因此不宜作為面漆使用。尤其不適宜作聚苯胺防腐面漆使用，也不適合作聚苯胺導(dǎo)靜電防腐漆，因?yàn)樗奈A性會(huì)使酸摻雜的導(dǎo)電聚苯胺漆失去其導(dǎo)電性。
聚酯樹脂通常由二元醇、三元醇和二元酸等混合物通過縮聚反應(yīng)制得，一般是低相對(duì)分子質(zhì)量、無定形、含有支鏈可交聯(lián)的聚合物，通過配方的調(diào)整可得涂料用羥基終止的聚酯。其穩(wěn)定性、光澤性、硬度和附著力比醇酸樹脂好，但其耐候性和抗腐蝕性欠佳。有人制成底面合一的聚苯胺防腐漆，共性能仍受聚酯樹脂固有性能的限制。
丙烯酸樹脂制備聚苯胺防腐漆多以熱固性羥基樹脂為基料，它比熱塑性樹脂固含量高，有羥基極性基團(tuán)，附著力好、光澤好，但分子量相對(duì)要小，降低其性能并且施工易產(chǎn)生抽縮和縮孔，其耐候性也很有限，影響聚苯胺作為長(zhǎng)效防腐漆的發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種防腐長(zhǎng)效性、導(dǎo)電性好的底面合一的新型氟碳磁漆。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述氟碳磁漆的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到一種底面合一的氟碳磁漆，主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤(rùn)濕劑，其中各原料質(zhì)量份數(shù)分別為氟樹脂20-70，聚苯胺1-25，分散劑0.1-5，潤(rùn)濕劑0.1-5。
一種制備上述氟碳磁漆的方法，按如下步驟進(jìn)行A、先將潤(rùn)濕劑加入聚苯胺中，使聚苯胺表面充分濕潤(rùn)；B、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺；C、攪勻后高速分散1～4小時(shí)；D、將上漿料調(diào)至合適粘度在砂磨機(jī)上分散至細(xì)度小于35μm，過濾后為成品。
在上述方法中，可將所需顏料加入成品中，制成各色漆。
本發(fā)明的目的具體可以通過以下措施來達(dá)到一種底面合一的新型氟碳磁漆，主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤(rùn)濕劑，其中各原料質(zhì)量份數(shù)分別為氟樹脂20-70，聚苯胺1-25，分散劑0.1-5，潤(rùn)濕劑0.1-5。。
新型氟碳磁漆中還可加入原料羥基丙烯酸、鈦白粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、云母粉、稀料、固化劑或顏料，各原料質(zhì)量份數(shù)分別為羥基丙烯酸2-20，鈦白粉5-25，磷酸鋅1-10，三聚磷酸鋁1-10，云母粉1-10，稀料適量(根據(jù)涂漆時(shí)所需的黏度決定用量)，固化劑適量或顏料適量(用量根據(jù)所需色彩決定)。
上述氟樹脂為FEVE或PCTFE，其固體含量為45％-65％。
上述羥基丙烯酸的規(guī)格為固體含量40％-80％。
上述分散劑為高分子改性硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、高分子羧酸改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷或丙烯酸酯類共聚物。
上述鈦白粉為金紅石型，磷酸鋅、三聚磷酸鋁和云母粉均為800目。
上述聚苯胺為自制，其制備方法為在帶攪拌的三口瓶?jī)?nèi)加入去離子水100g，加鹽酸60g，再加苯胺80g，維持瓶?jī)?nèi)溫度20℃-40℃，加入15g過硫酸銨(APS)與30g水的水溶液和15g石油醚，經(jīng)24h反應(yīng)得含聚苯胺混合物，除去上清液后用去離子水沖洗甩干，再用氨水中和。經(jīng)干燥后得本征態(tài)聚苯胺，該聚苯胺經(jīng)有機(jī)酸如十二烷基苯磺酸(PBSA)或?qū)妆交撬?、檸檬酸、水楊酸、壬基萘磺酸摻雜得導(dǎo)電態(tài)聚苯胺。烘干溫度控制在100℃左右，直到烘干為止。其粒徑約25μm，電導(dǎo)率1s/cm。
上述潤(rùn)濕劑為丙基鈦酸酯、異丙基鈦酸酯、配位型鈦酸酯、磷酸酯類鈦酸酯或酰基類鈦酸酯。
上述稀料為醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯。
上述固化劑為脂肪族二異氰酸酯(HDI)的二聚體或三聚體，如固化劑德國拜耳公司N-75，或3390等。
在原料中，還可加入適量流平劑，如丙烯酸共聚物等。
氟碳樹脂(即氟樹脂)因其鍵能(F-C)比其它化學(xué)鍵能大，約為451～485 KJ/mol，鍵距最短，約為1.32，吸引電子的電負(fù)性最高，約為4.0，因此氟碳涂料具有其它涂料無可比擬的性能。尤以耐候性達(dá)20年以上，光澤保持率大于80％，不粉化、不脫落；鍵距短使得其耐化學(xué)腐蝕性、耐水性好；表面能低、漆膜流平性、附著力和抗污染性極佳。是當(dāng)今最為優(yōu)秀的涂料樹脂。
本專利技術(shù)以FEVE或PCTFE商品氟碳樹脂為基料，以聚苯胺為主要防腐添加劑的新型氟碳涂料，滿足了聚苯胺長(zhǎng)效防腐的要求，也發(fā)揮了氟碳涂料的卓越優(yōu)勢(shì)。同時(shí)還可以作為一種施工簡(jiǎn)便的底面合一涂料使用。同時(shí)，由于這類氟樹脂中含有的羰基為強(qiáng)的受質(zhì)子基團(tuán)，而聚苯胺中大量的-NH-基團(tuán)是強(qiáng)的質(zhì)子給體，因此以分子結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)聚苯胺與氟樹脂共混時(shí)，可以形成氫鍵。本技術(shù)特有的分散助劑和工藝技術(shù)，使聚苯胺粒子均勻地分布在基體中形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)而使共混物具有良好的防腐性和良好的導(dǎo)電性。在制備的導(dǎo)靜電涂料中不用添加其它導(dǎo)電填料，確保了防腐性、穩(wěn)定性和涂料多種顏色的鮮艷性。
對(duì)本發(fā)明的氟碳磁漆進(jìn)行性能測(cè)定，結(jié)果如下表干30min，實(shí)干24h，附著力 1，耐沖擊 50 kg·cm，柔韌性 1mm，耐鹽霧 1000h，耐候3000h。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1配方氟樹脂50g 分散劑高分子改性硅氧烷1g 潤(rùn)濕劑丙基鈦酸酯1g鈦白粉12g 磷酸鋁1g 稀料醋酸丁酯25g 聚苯胺11g胺綠1g 固化劑N-75 6g工藝
1、將50％的稀料加入潤(rùn)濕劑攪拌后加入到聚苯胺中，進(jìn)行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺。在攪拌下繼續(xù)加入其他原料和剩余稀料，攪勻后高速分散1小時(shí)，錐型磨磨細(xì)，得細(xì)度＜35μm的漆料。
3、將漆料加入固化劑并調(diào)到適當(dāng)粘度制板。用0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵制板，測(cè)其物理性能；在有機(jī)玻璃板上噴涂，測(cè)其導(dǎo)電性能。耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級(jí)，柔韌性1mm，導(dǎo)電電阻107Ω。
實(shí)施例2配方氟樹脂40g 羥基丙烯酸樹脂10g 分散劑聚二甲基硅氧烷5g潤(rùn)濕劑配位型鈦酸酯0.8g 磷酸鋅5g 鈦白粉10g 聚苯胺8g胺綠1g 固化劑3390 6g工藝1、將聚苯胺加入潤(rùn)濕劑，攪拌進(jìn)行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂，羥基丙烯酸樹脂和經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺，在攪拌下繼續(xù)加入除固化劑外的其他原料，攪勻后高速分散2小時(shí)，錐形磨磨細(xì)，得細(xì)度＜35μm的漆料。
3、將漆料加入固化劑并調(diào)到適當(dāng)粘度制板。用0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵制板，測(cè)其物理性能；在有機(jī)玻璃板上噴涂，測(cè)其導(dǎo)電性能。耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級(jí)，柔韌性1mm，導(dǎo)電電阻108Ω。
實(shí)施例3配方氟樹脂60g 分散劑聚醚改性硅氧烷0.1g 潤(rùn)濕劑丙基鈦酸酯0.1g鈦白粉10g 云母粉2g 聚苯胺5g 磷酸鋅1g 磷酸鋁8g稀料乙二醇乙醚醋酸酯25g 固化劑N-75 7g 丙烯酸共聚物0.5g工藝1、將稀料加入潤(rùn)濕劑攪拌后加入到聚苯胺中，進(jìn)行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺。在攪拌下繼續(xù)加入其他原料，攪勻后高速分散4小時(shí)，錐型磨磨細(xì)，得細(xì)度＜30μm的漆料。
3、將漆料和固化劑混合均勻并調(diào)至合適粘度，在0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵板上制板。
4、48h后測(cè)涂料物理參數(shù)，耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級(jí)，柔韌性1mm。
實(shí)施例4配方氟樹脂40g 羥基丙烯酸樹脂10g 分散劑高分子羧酸改性硅氧烷0.5g潤(rùn)濕劑異丙基鈦酸酯1g 鈦白粉12g 聚苯胺7g 磷酸鋅5g稀料醋酸丁酯25g 固化劑3390 6g工藝1、將稀料加入潤(rùn)濕劑攪拌后加入到聚苯胺中，進(jìn)行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺。在攪拌下繼續(xù)加入其他原料，攪勻后高速分散4小時(shí)，錐型磨磨細(xì)，得細(xì)度＜30μm的漆料。
3、將漆料和固化劑混合均勻，并調(diào)至合適粘度，在0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵板上制板。
4、48h后測(cè)涂料物理參數(shù)，耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級(jí)，柔韌性1mm。
實(shí)施例5配方氟樹脂70g 分散劑聚二甲基硅氧烷0.3g 潤(rùn)濕劑丙基鈦酸酯3g磷酸鋅1g 鈦白粉10g 聚苯胺20g 固化劑3390 7g工藝1、將聚苯胺加入潤(rùn)濕劑，攪拌進(jìn)行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂，羥基丙烯酸樹脂和經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺，在攪拌下繼續(xù)加入除固化劑外的其他原料，攪勻后高速分散2小時(shí)，錐形磨磨細(xì)，得細(xì)度＜30μm的漆料。
3、將漆料加入固化劑并調(diào)到適當(dāng)粘度制板。
用0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵制板，測(cè)其物理性能；在有機(jī)薄禮板上噴涂，測(cè)其導(dǎo)電性能。耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級(jí)，柔韌性1mm。
實(shí)施例6配方氟樹脂26g 分散劑聚醚改性硅氧烷0.5g潤(rùn)濕劑丙基鈦酸酯0.2g 聚苯胺2g工藝1、將潤(rùn)濕劑攪拌加入到聚苯胺中，進(jìn)行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺，再攪拌高速分散4小時(shí)，錐型磨磨細(xì)，得細(xì)度＜30μm的漆料。
權(quán)利要求
1.一種底面合一的氟碳磁漆，其特征在于所述的氟碳磁漆的主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤(rùn)濕劑，其中各原料的質(zhì)量份數(shù)分別為氟樹脂20-70，聚苯胺1-25，分散劑0.1-5，潤(rùn)濕劑0.1-5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型氟碳磁漆，其特征在于所述的氟碳磁漆中還加入原料羥基丙烯酸、鈦白粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、云母粉、稀料、固化劑或顏料，各原料質(zhì)量份數(shù)分別為羥基丙烯酸2-20，鈦白粉5-25，磷酸鋅1-10，三聚磷酸鋁1-10，云母粉1-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的分散劑為高分子改性硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、高分子羧酸改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷或丙烯酸酯類共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的潤(rùn)濕劑為丙基鈦酸酯、異丙基鈦酸酯、配位型鈦酸酯、磷酸酯類鈦酸酯或?；愨佀狨?。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的稀料為醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的固化劑為脂肪族二異氰酸酯的二聚體或三聚體。
7.一種制備權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的氟碳磁漆的方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行A、先將潤(rùn)濕劑加入聚苯胺中，使聚苯胺表面充分濕潤(rùn)；B、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經(jīng)過表面預(yù)處理的聚苯胺；C、攪勻后高速分散1～4小時(shí)；D、將上漿料調(diào)至合適粘度在砂磨機(jī)上分散至細(xì)度小于35μm，過濾后為成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟A中先用稀釋劑稀釋潤(rùn)濕劑，步驟B中還加入羥基丙烯樹脂，步驟C中還加入除氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤(rùn)濕劑以外的其他原料，步驟D中將所需顏料加入所述的成品中，制成各色漆。
全文摘要
一種防腐用底面合一的新型氟碳磁漆，主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤(rùn)濕劑，其中各組分質(zhì)量份數(shù)分別為氟樹脂20－70，聚苯胺1－25，分散劑0.1－5，潤(rùn)濕劑0.1－5。本發(fā)明確保了涂料的防腐性、穩(wěn)定性和涂料多種顏色的鮮艷性，特別在制作導(dǎo)靜電防腐漆時(shí)，不用添加其它導(dǎo)電填料，不會(huì)造成無機(jī)的碳黑或石墨粒子對(duì)介質(zhì)的污染，導(dǎo)電電阻更為穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C09D179/02GK1935911SQ20061009720
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者王鳳憲, 查培法 申請(qǐng)人:查培法