一種水分散型氟碳面漆涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明中公開(kāi)了一種水分散型氟碳面漆涂料，所述的面漆涂料包括以下重量百分含量的組分：氟碳樹(shù)脂20-25%；丙烯酸樹(shù)脂8-11%；氧化硅填料劑1-10%；助劑5-10%；溶劑50-60%。本發(fā)明中的水分散型氟碳面漆涂料具有自清潔效果，具有較好的耐玷污性能；同時(shí)，由于無(wú)機(jī)填料氧化硅的添加，本發(fā)明中涂料的表觀性能得到改善，通過(guò)調(diào)節(jié)氧化硅填充劑的配比，可以獲得高光、半啞光、啞光、無(wú)光的涂層效果，并提高了涂層耐磨性能。
【專利說(shuō)明】一種水分散型氟碳面漆涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種水分散型氟碳面漆涂料及其制備方法。
技術(shù)背景 [0002]氟碳涂料具有優(yōu)異的耐候性、耐摩擦、耐擦拭、耐沾污、耐酸、耐堿、憎油、憎水等性能。優(yōu)良的防腐蝕性能得益于極好的化學(xué)惰性、漆膜耐酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)和多種化學(xué)溶劑，為基材提供保護(hù)屏障；該類型漆膜堅(jiān)韌、表面硬度高、耐沖擊、抗屈曲、耐磨性好，顯示出極佳的物理機(jī)械性能。免維護(hù)、自清潔特性表現(xiàn)在氟碳涂層有極低的表面能、表面灰塵可通過(guò)雨水自潔，極好的疏水性(最大吸水率小于5%)且斥油、極小的摩擦系數(shù)(0.15—0.17)，不會(huì)粘塵結(jié)垢，防污性好。強(qiáng)附著性表現(xiàn)在銅、不銹鋼等金屬、聚脂、聚氨脂、氯乙烯等塑料、水泥、復(fù)合材料等表面都具有其優(yōu)良的附著力，基本顯示出宜附于任何材料的特性。超長(zhǎng)耐候性表現(xiàn)在涂層中含有大量的F-C鍵，決定了其超強(qiáng)的穩(wěn)定性，不粉化、不褪色，使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年，具有比任何其他類涂料更為優(yōu)異的使用性能。1938年美國(guó)杜邦公司合成聚四氟乙烯樹(shù)脂，開(kāi)發(fā)出“特氟龍”不粘涂料，它是將聚四氟乙烯(PTFE)以微小顆粒狀態(tài)分散在溶劑中，然后以360-380 V的高溫?zé)Y(jié)成膜，該涂層可長(zhǎng)期在-195—250°C下使用，其耐化學(xué)品性超過(guò)所有聚合物，主要應(yīng)用于不粘涂層；如:不粘鍋內(nèi)涂膜、聚合反應(yīng)釜內(nèi)襯。
[0003]20世紀(jì)60年代，美國(guó)Elf Atochem公司開(kāi)發(fā)出“Kynar500”為商標(biāo)的聚偏二氟乙烯(PVDF)氟碳樹(shù)脂，隨后，被應(yīng)用于氟碳涂料之中。它具有優(yōu)良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化學(xué)品性，尤其用于建筑物的外部裝飾有其他涂料無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn)。但由于PVDF樹(shù)脂不溶于普通溶劑，涂膜的形成需要230-250°C的高溫?zé)Y(jié)成膜，所以只能應(yīng)用在有固定加工場(chǎng)所的、有烘烤設(shè)備的鋁幕墻板、鋁型材、彩鋼板等耐高溫的外墻裝飾材料的基材上，限制了它的使用。
[0004]1982年，日本旭硝子公司開(kāi)發(fā)出了氟烯烴-乙烯基醚共聚物(FEVE)樹(shù)脂，該樹(shù)脂在氟烯烴的基礎(chǔ)上引進(jìn)了溶解性官能團(tuán)、附著性官能團(tuán)、交聯(lián)固化性官能團(tuán)、促進(jìn)流變性官能團(tuán)，不僅秉承了氟樹(shù)脂的所有優(yōu)良品質(zhì)，而且還具有在常溫下溶解于芳烴、脂類、酮類等常規(guī)溶劑、常溫下交聯(lián)固化等性能。該樹(shù)脂應(yīng)用到氟碳涂料中，使得氟碳涂料的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到了不耐高溫的PVC型材、塑鋼型材、玻璃鋼、有機(jī)玻璃等有機(jī)材質(zhì)；無(wú)法進(jìn)入烘箱的大型鋼板、鋼結(jié)構(gòu)；需要現(xiàn)場(chǎng)施工的道路橋梁結(jié)構(gòu)、建筑外墻；以及有色金屬、玻璃材質(zhì)、陶瓷制品、石頭木器材質(zhì)等等。
[0005]20世紀(jì)90年代中后期，水性氟碳乳液樹(shù)脂又被成功應(yīng)用于氟碳涂料之中。它的高耐候性、耐水性、耐污染性、耐化學(xué)品性與溶劑型氟碳涂料相比毫不遜色；它的環(huán)保性使它輕易突破了一些歐美國(guó)家的環(huán)保壁壘；水性環(huán)保氟碳涂料已經(jīng)成為目前世界上涂料發(fā)展的主要方向。隨著全球?qū)Νh(huán)境的關(guān)注日益提升、對(duì)涂料有機(jī)揮發(fā)物(VOC)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，保護(hù)環(huán)境、有效減低涂料使用過(guò)程中有機(jī)揮發(fā)物的排放，是全人類的共識(shí)。高性能水性涂料產(chǎn)品替代傳統(tǒng)溶劑型涂料產(chǎn)品，已成為大勢(shì)所趨。如中山藍(lán)海洋水性涂料有限公司提出“一種外墻用金屬閃光效果水性氟碳涂料及其制備方法”的專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)?zhí)?201310206750.X，該發(fā)明通過(guò)采用表面處理過(guò)的、穩(wěn)定化的鋁漿和高氟含量的氟碳乳液，添加功能助劑并優(yōu)化涂料配方，將用于水性體系的潤(rùn)濕劑作為金屬閃光涂料中鋁顏料的定向劑，以極低的加入量取得優(yōu)異的定向效果，研制出了貯存性好、施工性好、綜合性能佳的高性能金屬閃光效果水性外墻氟涂料。應(yīng)用于外墻大面積涂裝的、人工加速老化指標(biāo)能達(dá)到氙燈老化3000小時(shí)、或紫外加速老化1000小時(shí)的水性金屬閃光涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提出了一種水分散型氟碳面漆涂料，這種涂料對(duì)灰塵、油污和水垢等具有自清潔功能。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的及其他目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種水分散型氟碳面漆涂料，其特征在于，所述的面漆涂料包括以下重量百分含量的組分:
[0009]
氟碳樹(shù)脂20-25%
丙烯酸樹(shù)脂8-11%
氧化硅填料劑1-10%
[0010]
助劑 5-10%
溶劑50-60%,,
[0011]優(yōu)選地，所述的氟碳樹(shù)脂為聚偏二氟乙烯多元共聚物；所述的丙烯酸樹(shù)脂為聚丙稀Ife酷。
[0012]優(yōu)選地，所述的聚丙烯酸酯為熱塑性樹(shù)脂，且所述的聚丙烯酸樹(shù)脂與所述氟碳樹(shù)脂的重量比為1: 3-1: 2。
[0013]更優(yōu)選地，所述的聚偏二氟乙烯多元共聚物的質(zhì)量不少于面漆涂料中樹(shù)脂總質(zhì)量的 70%ο
[0014]更優(yōu)選地，所述的聚丙烯酸樹(shù)脂與所述氟碳樹(shù)脂的重量比為1:3。
[0015]優(yōu)選地，所述的氧化硅填料劑為二氧化硅微粉或納米二氧化硅。
[0016]優(yōu)選地，二氧化硅微粉的顆粒大小為6000目，平均粒徑為2.5微米，粒徑小于5微米的顆粒占總二氧化硅微粉顆粒個(gè)數(shù)的90%以上。
[0017]優(yōu)選地，二氧化硅微粉的顆粒大小為8000目，平均粒徑1.6微米，粒徑小于3微米的顆粒占總二氧化硅微粉的顆粒個(gè)數(shù)90%以上。
[0018]優(yōu)選地,所述納米二氧化娃平均粒徑30-50納米。
[0019]優(yōu)選地，所述的助劑選自消泡劑、防沉劑、抑泡劑、分散劑、乳化劑和抗菌劑中的一
種或多種。
[0020]優(yōu)選地，以面漆涂料的總質(zhì)量計(jì)，所述的氧化硅填料的質(zhì)量百分含量為2_5%。
[0021]更優(yōu)選地，以面漆涂料的總質(zhì)量計(jì)，所述的氧化硅填料的質(zhì)量百分含量為2_3%。[0022]優(yōu)選地，所述的溶劑為水和選自四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、磷酸三甲酯、N-甲基吡咯烷酮、二丙酮醇、丙二醇甲醚、異佛爾酮、環(huán)己酮和鄰苯二甲酸二甲酯中的一種或多種。
[0023]本發(fā)明還公開(kāi)了一種制備所述面漆涂料的方法，包括以下步驟:將氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在25-45°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0024]本發(fā)明還公開(kāi)了上述所述的面漆涂料的使用方法，所述的使用方法是將面漆在240-255 °C的條件下烘烤至固化。
[0025]優(yōu)選地，所述的使用方法是將面漆在245_250°C的條件下烘烤至固化。
[0026]優(yōu)選地，所述烘烤的時(shí)間為45~60秒。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的面漆涂料經(jīng)烘烤固化后形成的涂膜與水的接觸角為最大可達(dá)到110°以上，油性污物不容易附著；同時(shí)，涂膜本身為憎水膜，也不容易附著水性污物。這些特點(diǎn)使得本發(fā)明中的水分散型氟碳面漆涂料具有自清潔效果，具有較好的耐玷污性能。同時(shí)，由于無(wú)機(jī)填料氧化硅的添加，本發(fā)明中涂料的表觀性能得到改善，通過(guò)調(diào)節(jié)氧化硅填充劑的配比，可以獲得高光、半啞光、啞光、無(wú)光的涂層效果，并提高了涂層耐磨性能。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了 解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0029]實(shí)施例1
[0030]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0031]
氟碳樹(shù)脂20份
丙烯酸樹(shù)脂 10份
氧化硅填料劑2份
助劑8份
[0032]
溶劑60份；
[0033]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂為“Kynar500”為商標(biāo)的聚偏二氟乙烯(PVDF)氟碳樹(shù)脂或同類產(chǎn)品；丙烯酸樹(shù)脂為固含量40-60%純丙乳液；助劑選用通用消泡劑、防沉劑、抑泡劑、分散劑、乳化劑、抗菌劑；溶劑為水和前述有機(jī)溶劑的混合物；氧化硅填料劑為30±5nm
納米二氧化硅。
[0034]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在25-45°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0035]實(shí)施例2
[0036]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0037]
氟碳樹(shù)脂25份
丙烯酸樹(shù)脂8 I,刀
氧化硅填料劑3份
助劑5份
溶劑59份；
[0038]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑為粒徑50±5nm納米二氧化娃。
[0039]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在25-45°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0040]實(shí)施例3
[0041]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0042]
氟碳樹(shù)脂24份
丙烯酸樹(shù)脂8份
氧化硅填料劑5價(jià)
[0043]
助劑8份
溶劑55份；
[0044]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑為6000目氧化硅微粉。
[0045]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在25_45°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0046]實(shí)施例4
[0047]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0048]氟碳樹(shù)脂21份
丙烯酸樹(shù)脂10份
氧化硅填料劑2份
助劑9份
溶劑59份；[0049]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑為8000目氧化硅微粉。
[0050]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在25_45°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0051]實(shí)施例5
[0052]本實(shí)施例為對(duì)比例；
[0053]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0054]
氟碳樹(shù)脂24份
丙烯酸樹(shù)脂S份
[0055]
氧化硅填料劑O份
助劑8份
溶劑60份；
[0056]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑添加量為O。
[0057]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在30°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0058]實(shí)施例6
[0059]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0060]氟碳樹(shù)脂24份
丙烯酸樹(shù)脂8 ih
氧化硅填料劑2份
助劑8 Yn
溶劑58份；
[0061]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑為8000目二氧化硅微粉。[0062]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在30°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0063]實(shí)施例7
[0064]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0065]
氟碳樹(shù)脂24份
[0066]
丙烯酸樹(shù)脂8份
氧化硅填料劑4 K
助劑8份
溶劑56份；
[0067]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑為2份8000目二氧化硅微粉和2份直徑50±5nm納米二氧化硅。
[0068]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在30°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0069]實(shí)施例8
[0070]本實(shí)施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0071]氟碳樹(shù)脂24份
丙烯酸樹(shù)脂8份
氧化硅填料劑6份
助劑8份
溶劑54份；
[0072]本實(shí)施例中所述的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑、溶劑和實(shí)施例1相同；氧化硅填料劑為5份6000目二氧化硅微粉和1份粒徑30±5nm納米二氧化硅。
[0073]將本實(shí)施例中的氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在30°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨獲得水分散型氟碳面漆涂料。
[0074]對(duì)上述實(shí)施例5-8所制備的水分散型氟碳面漆涂料在245°C下烘烤50S獲得相應(yīng)的涂膜，并用靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x測(cè)試涂膜與水的接觸角，接觸角的測(cè)試結(jié)果如表1所示:
[0075]表1
[0076]
【權(quán)利要求】
1.一種水分散型氟碳面漆涂料，其特征在于，所述的面漆涂料包括以下重量百分含量的組分:氟碳樹(shù)脂20-25%丙烯酸樹(shù)脂8 11%氧化硅填料劑1-10%助劑5 10%溶劑50-60%。
2.如權(quán)利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，所述的氟碳樹(shù)脂為聚偏二氟乙烯多元共聚物；所述的丙烯酸樹(shù)脂為聚丙烯酸酯。
3.如權(quán)利要求2所述的面漆涂料，其特征在于，所述的聚丙烯酸酯為熱塑性樹(shù)脂，且所述的聚丙烯酸樹(shù)脂與所述氟碳樹(shù)脂的重量比為1:3-1: 2。
4.如權(quán)利要求3所述的面漆涂料，其特征在于，所述的聚偏二氟乙烯多元共聚物的質(zhì)量不少于面漆涂料中樹(shù)脂總質(zhì)量的70%。
5.如權(quán)利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，所述的助劑選自消泡劑、防沉劑、抑泡劑、分散劑、乳化劑、抗菌劑、流平劑和觸變劑中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，以面漆涂料的總質(zhì)量計(jì)，所述的氧化硅填料的質(zhì)量百分含量為2-5%。
7.如權(quán)利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，所述的溶劑為水和選自四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、磷酸三甲酯、N-甲基吡咯烷酮、二丙酮醇、丙二醇甲醚、異佛爾酮、環(huán)己酮和鄰苯二甲酸二甲酯中的一種或多種。
8.一種制備所述面漆涂料的方法，包括以下步驟:將氟碳樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、助劑加入到溶劑中分散均勻；在24-45°C的溫度下加入氧化硅填料，分散均勻并研磨。
9.一種如權(quán)利要求1-7任一所述的面漆涂料的使用方法，所述的使用方法是將面漆在240-255 °C的條件下烘烤至固化。
10.如權(quán)利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述烘烤的時(shí)間為45-60秒。
【文檔編號(hào)】C09D133/08GK103709854SQ201310753591
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張青, 羅正鴻, 周寅寧 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)