一种氟碳涂料及其用于制备彩色铝型材的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种氟碳涂料及其用于制备彩色铝型材，属于化工涂料领域。该涂料的组成和含量为：30~70wt%含氟丙烯酸酯低聚物、0~50wt%丙烯酸酯低聚物、10~40wt%反应性丙烯酸酯单体、5~10wt%光引发剂、5~10wt%固化剂、5~30wt%颜料、0~7wt%填料、0~3wt%助剂，所述涂料可以实现紫外光固化和自然固化的双重固化。对于紫外光无法照射型材的内壁或死角，可在24小时之内自然固化，从而解决了UV紫外光氟碳涂料紫外光无法照射处的表面问题；此涂料固化后的漆膜色彩丰富、耐候性优异，能满足室外的使用要求。
【专利说明】一种氟碳涂料及其用于制备彩色铝型材
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工领域，涉及一种氟碳涂料，尤其涉及一种紫外光固化与自然固化 双重固化型材用彩色氟碳涂料。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，铝型材大量应用于建筑装饰、家用电器、交通运输、航空航天等 领域，目前，铝型材表面处理主要通过电镀工艺，制得各种形态彩色的铝型材产品，使用的 电镀液如硫酸镍、氯化镍、硼酸等存在危险性高、污染大等缺点，且铝型材的电镀工艺控制 难度大，表面电镀层时间一长容易氧化变黑，大大限制了该工艺的使用。
[0003] 采用彩色氟碳涂料对铝型材表面着色处理具有工艺简单、实用、效果佳等优势，中 国专利CN1580154A公开了一种常温固化氟碳涂料制备彩色铝型材，通过含羟基的氟碳树 脂制备涂料，并用HDI与之反应成膜，该氟碳涂料具有固化速度慢，溶剂含量高，生产效率 低等缺陷；中国专利CN100562547C公开了一种氟碳涂料，通过含氟丙烯酸改性预聚物，反 应性丙烯酸醋单体、反应性含氟丙烯酸醋单体或它们的混合物和光引发剂等制备了可紫外 光固化的氟碳涂料，该氟碳涂料具有固化速度快，无污染，能耗少，漆膜性能优异等优点，但 在紫外光无法照射的死角并不能固化成膜，从而影响型材的耐腐蚀性、稳定性及使用寿命。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是现有含羟基的氟碳涂料固化时间长，生产效率低；UV 氟碳涂料对照射不到的死角无法固化的问题。本发明的目的之一是提供一种氟碳涂料，此 涂料可以实现紫外光固化和自然固化的双重固化；另一目的是公开此氟碳涂料在型材上的 应用方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
[0006] -种氟碳涂料，该涂料的组成和含量为：
[0007] 含氯雨烯酸酯低聚物 30?70wt%
[0008] 内烯酸酷低聚物 (K50wt% 反丨、'、(性内1 丨 5~体 10~~40wt% 光屮发剂 5~1_% W 化剂 5~10wt% 颜料 5~30wt% 填料 0~7wt% 助剂 0~3wt%?
[0009] 所述涂料可以实现紫外光固化和自然固化的双重固化。
[0010] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的丙烯酸酯低聚物包括：含氟环氧丙烯酸酯、含 氟聚氨酯丙烯酸酯、含氟氨基丙烯酸酯、含氟聚酯丙烯酸酯、含氟纯丙烯酸酯和含羟基的上 述含氟丙烯酸酯低聚物中的一种或多种；所述含氟丙烯酸酯低聚物为上述成分中含有氟。
[0011] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的反应性丙烯酸酯单体包括：丙烯酸丁酯、丙烯 酸异辛酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）异冰片基丙烯酸酯、二 缩三丙醇二丙烯酸酯、一缩二丙醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、（丙氧化）新戊二醇 二丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、1，6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸双（二乙二醇）二丙烯酸 酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、（乙氧化）三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、（丙氧化）三羟甲基丙 烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯中的 一种或多种。
[0012] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的光引发剂包括：Ciba 1173、Ciba 184、Ciba 369、Ciba 819、Ciba 907、Ciba ITX、Ciba TP0、Ciba 651 中的一种或多种。
[0013] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的固化剂包括：甲苯二异氰酸酯（TDI)、二苯基 甲烷二异氰酸酯（MDI)、异佛二酮二异氰酸酯（IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯（HDI)、六亚甲 基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）、含游离异氰酸酯基的聚氨酯丙烯酸酯中的一种。
[0014] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的颜料包括：无机颜料、有机颜料、金属颜料的 一种或多种。
[0015] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的填料包括，滑石粉、消光粉、抗刮蜡粉、沉淀硫 酸钡、膨润土中的一种或多种。
[0016] 所述氟碳涂料的优选方案为，所述的助剂包括：流平剂、润湿分散剂、附着力促进 齐IJ、消泡剂的一种或多种。
[0017] 本发明还公开了氟碳涂料用于制备铝型材的方法，其制备步骤如下：
[0018] (1)铝型材表面处理；
[0019] (2)在步骤（1)的铝型材上涂装氟碳涂料；
[0020] (3)对步骤（2)所述涂料进行紫外光固化；
[0021] (4)步骤（3)后进行自然固化，自然状态下放置12?24h后，得到彩色铝型材。
[0022] 所述氟碳涂料用于制备铝型材的优选技术方案为，所述步骤（3)紫外光固化工艺 为，在装有1?3支17. 6KW的高压汞灯，1?3支17. 6KW的镓灯，1?3支17. 6KW的铁灯 的固化机下照射5?60秒。
[0023] 所述氟碳涂料用于制备铝型材的优选技术方案为，所述步骤（1)铝型材处理是在 5%?10%溶度的碱液中清洗2?5分钟，水洗除污，烘干或自然晾干。
[0024] 所述氟碳涂料用于制备铝型材的优选技术方案为，所述步骤（2)所述的涂装方式 为喷涂，可以采用空气喷涂、真空喷涂或静电喷涂。
[0025] 所述氟碳涂料用于制备铝型材的优选技术方案为，所述步骤（2)后还包括红外流 平或自然流平工序，其中红外流平是将红外流平温度调至20?150°C，流平时间0. 1?10 分钟。
[0026] 本发明公开的氟碳涂料，可以实现紫外光固化和自然固化的双重固化，将该涂料 涂装于铝型材表面和内壁后，使用紫外光照射，铝型材表面的涂膜在极短时间内发生光化 学聚合反应固化，而紫外光无法照射的氟碳涂料，可在24小时之内自然固化，从而解决了 UV紫外光氟碳涂料紫外光无法照射处的表面问题；并且此涂料较含羟基的氟碳涂料大幅 度提高了生产效率。此涂料固化后的漆膜色彩丰富、耐候性优异，能满足室外的使用要求。 并且应用此涂料制备型材，所需生产场地小，设备投资低，生产效率高，能耗少，无污染，漆 膜色彩丰富，耐候性和耐沾污性好等特点，是装饰和保护铝型材非常好的材料。
【具体实施方式】
[0027] 实施例1:白色高光铝型材
[0028] 将铝型材在5%的碱液中浸泡5分钟，然后用水清洗油污，在烘箱中烘干，采用空 气喷涂方式将紫外光和自然固化双重固化白色氟碳涂料喷涂于铝型材上，80°C红外流平1 分钟，进入装有1支17. 6KW的高压汞灯，1支17. 6KW的镓灯和1支17. 6KW的铁灯中固化， 自然状态下放置20h，待铝型材内部涂膜固化后，经检验合格达到标准，贴保护膜，包装，即 得白色1?光错型材。
[0029] 紫外光和自然固化双重固化白色氟碳涂料的重量百分比组成为：含氟聚氨酯丙烯 酸酯30%，环氧丙烯酸酯10%，甲基丙烯酸羟乙酯10%，Ciba 11735%，HDI 5%，钛白粉 30 %，滑石粉7 %，润湿分散剂2 %，流平剂0. 5 %，消泡剂0. 5 %。
[0030] 实施例2 :黑色哑光铝型材
[0031] 将铝型材在10%的碱液中浸泡2分钟，然后用水清洗油污，在烘箱中烘干，将紫外 光和自然固化双重固化黑色氟碳涂料AB组份混合均匀，采用真空喷涂方式将混合好的涂 料喷涂于铝型材上，80°C红外流平30秒，进入装有2支17. 6KW的高压汞灯，2支17. 6KW的 镓灯和1支17. 6KW的铁灯中固化，自然状态下放置24h时间，待铝型材内部涂膜固化后，经 检验合格达到标准，贴保护膜，包装，即得黑色哑光铝型材。
[0032] 紫外光和自然固化双重固化黑色氟碳涂料的重量百分比组成为：A组份：含氟环 氧丙烯酸酯70 %，Ciba TP0 5 %，炭黑5 %，消光粉2 %，润湿分散剂2 %，流平剂0. 5 %，消泡 剂0. 5%，B组份：含游离的异氰酸酯基聚氨酯丙烯酸酯5%，1，6己二醇二丙烯酸酯10%。
[0033] 实施例3 :灰色哑光铝型材
[0034] 将铝型材在7 %的碱液中浸泡2分钟，然后用水清洗油污，在烘箱中烘干，采用静 电喷涂方式将紫外光和自然固化双重固化灰色氟碳涂料喷涂于铝型材上，80°C红外流平50 秒，进入装有2支17. 6KW的高压汞灯，1支17. 6KW的镓灯和1支17. 6KW的铁灯中固化，自 然固化12h，待铝型材内部涂膜固化后，经检验合格达到标准，贴保护膜，包装，即得灰色哑 光铝型材。
[0035] 紫外光和自然固化双重固化灰色氟碳涂料的重量百分比组成为：含羟基的含氟聚 酯丙烯酸酯30%，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯40%，Ciba 1845%，IPDI 10%，钛白粉10%， 炭黑2 %，消光粉2 %，润湿分散剂2 %，流平剂0. 5 %，消泡剂0. 5 %。
[0036] 实施例4 :珠光金高光铝型材
[0037] 将铝型材在5%的碱液中浸泡10分钟，然后用水清洗油污，在烘箱中烘干，采用静 电喷涂方式将紫外光和自然固化双重固化珠光金色氟碳涂料喷涂于铝型材上，80°C红外流 平40秒，进入装有2支17. 6KW的高压汞灯，1支17. 6KW的镓灯和2支17. 6KW的铁灯中固 化，自然固化放置一段时间，待铝型材内部涂膜固化后，经检验合格达到标准，贴保护膜，包 装，即得珠光金色高光铝型材。
[0038] 紫外光和自然固化双重固化灰色氟碳涂料的重量百分比组成为：含羟基的含氟聚 氨酯丙烯酸酯50%，异冰片基丙烯酸酯30%，Ciba 11733%，Ciba ITX 2%，MDI 6%，珠光 金粉8 %，流平剂0. 5 %，消泡剂0. 5 %。
[0039] 实施例5 :银色高光铝型材
[0040] 将铝型材在5 %的碱液中浸泡5分钟，然后用水清洗油污，在烘箱中烘干，采用真 空喷涂方式将紫外光和自然固化双重固化银色氟碳涂料喷涂于铝型材上，80°C红外流平40 秒，进入装有2支17. 6KW的高压汞灯，1支17. 6KW的镓灯和1支17. 6KW的铁灯中固化，自 然状态下放置一段时间，待铝型材内部涂膜固化后，经检验合格达到标准，贴保护膜，包装， 即得银色1?光1?光错型材。
[0041] 紫外光和自然固化双重固化银色氟碳涂料的重量百分比组成为：含氟聚酯丙烯酸 酯40 %，含羟基的聚酯丙烯酸酯10 %，二丙二醇二丙烯酸酯30%，Ciba 11736193%，Ciba 3694 %，TDI 5 %，银粉10 %，附着力促进剂2 %，流平剂0? 5 %，消泡剂0? 5 %。
[0042] 各实施例的具体性能效果详见表一。
[0043] 表一：各实施例的性能效果
[0044]
【权利要求】
1. 一种氟碳涂料，其特征是，该涂料的组成和含量为： 含氟丙烯酸酯低聚物 3(T70wt% 丙烯酸酯低聚物 （T50wt% 反应性丙烯酸酯单体 l(T40wt% 光引发剂 5?10wt% 固化剂 5?10wt% 颜料 5?30wt% 填料 0?7wt% 助剂 0?3wt%， 所述涂料可以实现紫外光固化和自然固化的双重固化。
2. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的丙烯酸酯低聚物包括：含氟环氧 丙烯酸酯、含氟聚氨酯丙烯酸酯、含氟氨基丙烯酸酯、含氟聚酯丙烯酸酯、含氟纯丙烯酸酯 和含羟基的上述含氟丙烯酸酯低聚物中的一种或多种；所述含氟丙烯酸酯低聚物为上述成 分中含有氟。
3. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的反应性丙烯酸酯单体包括：丙烯 酸丁酯、丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）异冰片基丙烯 酸酯、二缩三丙醇二丙烯酸酯、一缩二丙醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、（丙氧化）新 戊二醇二丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、1，6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸双(二乙二醇）二 丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、（乙氧化）三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、（丙氧化）三羟甲 基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯 中的一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的光引发剂包括：Ciba 1173、Ciba 184、Ciba 369、Ciba 819、Ciba 907、Ciba ITX、Ciba TP0、Ciba 651 中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的固化剂包括：甲苯二异氰酸酯 (TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)、异佛二酮二异氰酸酯（IH)I)、六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体)、含游离异氰酸酯基的聚氨酯丙烯酸酯中 的一种。
6. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的颜料包括：无机颜料、有机颜料、 金属颜料的一种或多种。
7. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的填料包括，滑石粉、消光粉、抗刮 蜡粉、沉淀硫酸钡、膨润土中的一种或多种。
8. 根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征是，所述的助剂包括：流平剂、润湿分散剂、 附着力促进剂、消泡剂的一种或多种。
9. 根据权利要求1~8任一项所述的氟碳涂料用于制备彩色铝型材，其特征是，制备步 骤如下： (1) 铝型材表面处理； (2) 在步骤（1)的铝型材上涂装氟碳涂料； (3) 对步骤（2)所述涂料进行紫外光固化； (4) 步骤（3)后进行自然固化，自然状态下放置12~24h后，得到彩色铝型材。
10.根据权利要求9所述的氟碳涂料用于制备彩色铝型材，其特征是，所述步骤（3)紫 外光固化工艺为，用1?3支17. 6KW的高压汞灯，1?3支17. 6KW的镓灯，1?3支17. 6KW的铁 灯固化照射5~60秒。
【文档编号】C09D175/14GK104449334SQ201410724774
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】谭昊崖, 李京 申请人:珠海东诚光固化材料有限公司