一种水分散型氟碳面漆涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明中公开了一种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组分：氟碳树脂20-25%；丙烯酸树脂8-11%；氧化硅填料剂1-10%；助剂5-10%；溶剂50-60%。本发明中的水分散型氟碳面漆涂料具有自清洁效果，具有较好的耐玷污性能；同时，由于无机填料氧化硅的添加，本发明中涂料的表观性能得到改善，通过调节氧化硅填充剂的配比，可以获得高光、半哑光、哑光、无光的涂层效果，并提高了涂层耐磨性能。
【专利说明】一种水分散型氟碳面漆涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种水分散型氟碳面漆涂料及其制备方法。
技术背景 [0002]氟碳涂料具有优异的耐候性、耐摩擦、耐擦拭、耐沾污、耐酸、耐碱、憎油、憎水等性能。优良的防腐蚀性能得益于极好的化学惰性、漆膜耐酸、碱、盐等化学物质和多种化学溶剂，为基材提供保护屏障；该类型漆膜坚韧、表面硬度高、耐冲击、抗屈曲、耐磨性好，显示出极佳的物理机械性能。免维护、自清洁特性表现在氟碳涂层有极低的表面能、表面灰尘可通过雨水自洁，极好的疏水性(最大吸水率小于5%)且斥油、极小的摩擦系数(0.15—0.17)，不会粘尘结垢，防污性好。强附着性表现在铜、不锈钢等金属、聚脂、聚氨脂、氯乙烯等塑料、水泥、复合材料等表面都具有其优良的附着力，基本显示出宜附于任何材料的特性。超长耐候性表现在涂层中含有大量的F-C键，决定了其超强的稳定性，不粉化、不褪色，使用寿命长达20年，具有比任何其他类涂料更为优异的使用性能。1938年美国杜邦公司合成聚四氟乙烯树脂，开发出“特氟龙”不粘涂料，它是将聚四氟乙烯(PTFE)以微小颗粒状态分散在溶剂中，然后以360-380 V的高温烧结成膜，该涂层可长期在-195—250°C下使用，其耐化学品性超过所有聚合物，主要应用于不粘涂层；如:不粘锅内涂膜、聚合反应釜内衬。
[0003]20世纪60年代，美国Elf Atochem公司开发出“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯(PVDF)氟碳树脂，随后，被应用于氟碳涂料之中。它具有优良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。但由于PVDF树脂不溶于普通溶剂，涂膜的形成需要230-250°C的高温烧结成膜，所以只能应用在有固定加工场所的、有烘烤设备的铝幕墙板、铝型材、彩钢板等耐高温的外墙装饰材料的基材上，限制了它的使用。
[0004]1982年，日本旭硝子公司开发出了氟烯烃-乙烯基醚共聚物(FEVE)树脂，该树脂在氟烯烃的基础上引进了溶解性官能团、附着性官能团、交联固化性官能团、促进流变性官能团，不仅秉承了氟树脂的所有优良品质，而且还具有在常温下溶解于芳烃、脂类、酮类等常规溶剂、常温下交联固化等性能。该树脂应用到氟碳涂料中，使得氟碳涂料的应用领域扩大到了不耐高温的PVC型材、塑钢型材、玻璃钢、有机玻璃等有机材质；无法进入烘箱的大型钢板、钢结构；需要现场施工的道路桥梁结构、建筑外墙；以及有色金属、玻璃材质、陶瓷制品、石头木器材质等等。
[0005]20世纪90年代中后期，水性氟碳乳液树脂又被成功应用于氟碳涂料之中。它的高耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性与溶剂型氟碳涂料相比毫不逊色；它的环保性使它轻易突破了一些欧美国家的环保壁垒；水性环保氟碳涂料已经成为目前世界上涂料发展的主要方向。随着全球对环境的关注日益提升、对涂料有机挥发物(VOC)排放法规的日益严格，保护环境、有效减低涂料使用过程中有机挥发物的排放，是全人类的共识。高性能水性涂料产品替代传统溶剂型涂料产品，已成为大势所趋。如中山蓝海洋水性涂料有限公司提出“一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法”的专利申请，专利申请号:201310206750.X，该发明通过采用表面处理过的、稳定化的铝浆和高氟含量的氟碳乳液，添加功能助剂并优化涂料配方，将用于水性体系的润湿剂作为金属闪光涂料中铝颜料的定向剂，以极低的加入量取得优异的定向效果，研制出了贮存性好、施工性好、综合性能佳的高性能金属闪光效果水性外墙氟涂料。应用于外墙大面积涂装的、人工加速老化指标能达到氙灯老化3000小时、或紫外加速老化1000小时的水性金属闪光涂料。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对上述存在的问题，提出了一种水分散型氟碳面漆涂料，这种涂料对灰尘、油污和水垢等具有自清洁功能。
[0007]为了实现上述目的及其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种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组分:
[0009]
氟碳树脂20-25%
丙烯酸树脂8-11%
氧化硅填料剂1-10%
[0010]
助剂 5-10%
溶剂50-60%,,
[0011]优选地，所述的氟碳树脂为聚偏二氟乙烯多元共聚物；所述的丙烯酸树脂为聚丙稀Ife酷。
[0012]优选地，所述的聚丙烯酸酯为热塑性树脂，且所述的聚丙烯酸树脂与所述氟碳树脂的重量比为1: 3-1: 2。
[0013]更优选地，所述的聚偏二氟乙烯多元共聚物的质量不少于面漆涂料中树脂总质量的 70%ο
[0014]更优选地，所述的聚丙烯酸树脂与所述氟碳树脂的重量比为1:3。
[0015]优选地，所述的氧化硅填料剂为二氧化硅微粉或纳米二氧化硅。
[0016]优选地，二氧化硅微粉的颗粒大小为6000目，平均粒径为2.5微米，粒径小于5微米的颗粒占总二氧化硅微粉颗粒个数的90%以上。
[0017]优选地，二氧化硅微粉的颗粒大小为8000目，平均粒径1.6微米，粒径小于3微米的颗粒占总二氧化硅微粉的颗粒个数90%以上。
[0018]优选地,所述纳米二氧化娃平均粒径30-50纳米。
[0019]优选地，所述的助剂选自消泡剂、防沉剂、抑泡剂、分散剂、乳化剂和抗菌剂中的一
种或多种。
[0020]优选地，以面漆涂料的总质量计，所述的氧化硅填料的质量百分含量为2_5%。
[0021]更优选地，以面漆涂料的总质量计，所述的氧化硅填料的质量百分含量为2_3%。[0022]优选地，所述的溶剂为水和选自四氢呋喃、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、异佛尔酮、环己酮和邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。
[0023]本发明还公开了一种制备所述面漆涂料的方法，包括以下步骤:将氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在25-45°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0024]本发明还公开了上述所述的面漆涂料的使用方法，所述的使用方法是将面漆在240-255 °C的条件下烘烤至固化。
[0025]优选地，所述的使用方法是将面漆在245_250°C的条件下烘烤至固化。
[0026]优选地，所述烘烤的时间为45~60秒。
[0027]与现有技术相比，本发明中的面漆涂料经烘烤固化后形成的涂膜与水的接触角为最大可达到110°以上，油性污物不容易附着；同时，涂膜本身为憎水膜，也不容易附着水性污物。这些特点使得本发明中的水分散型氟碳面漆涂料具有自清洁效果，具有较好的耐玷污性能。同时，由于无机填料氧化硅的添加，本发明中涂料的表观性能得到改善，通过调节氧化硅填充剂的配比，可以获得高光、半哑光、哑光、无光的涂层效果，并提高了涂层耐磨性能。
【具体实施方式】
[0028]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了 解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0029]实施例1
[0030]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0031]
氟碳树脂20份
丙烯酸树脂 10份
氧化硅填料剂2份
助剂8份
[0032]
溶剂60份；
[0033]本实施例中所述的氟碳树脂为“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯(PVDF)氟碳树脂或同类产品；丙烯酸树脂为固含量40-60%纯丙乳液；助剂选用通用消泡剂、防沉剂、抑泡剂、分散剂、乳化剂、抗菌剂；溶剂为水和前述有机溶剂的混合物；氧化硅填料剂为30±5nm
纳米二氧化硅。
[0034]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在25-45°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0035]实施例2
[0036]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0037]
氟碳树脂25份
丙烯酸树脂8 I,刀
氧化硅填料剂3份
助剂5份
溶剂59份；
[0038]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂为粒径50±5nm纳米二氧化娃。
[0039]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在25-45°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0040]实施例3
[0041]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0042]
氟碳树脂24份
丙烯酸树脂8份
氧化硅填料剂5价
[0043]
助剂8份
溶剂55份；
[0044]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂为6000目氧化硅微粉。
[0045]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在25_45°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0046]实施例4
[0047]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0048]氟碳树脂21份
丙烯酸树脂10份
氧化硅填料剂2份
助剂9份
溶剂59份；[0049]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂为8000目氧化硅微粉。
[0050]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在25_45°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0051]实施例5
[0052]本实施例为对比例；
[0053]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0054]
氟碳树脂24份
丙烯酸树脂S份
[0055]
氧化硅填料剂O份
助剂8份
溶剂60份；
[0056]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂添加量为O。
[0057]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在30°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0058]实施例6
[0059]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0060]氟碳树脂24份
丙烯酸树脂8 ih
氧化硅填料剂2份
助剂8 Yn
溶剂58份；
[0061]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂为8000目二氧化硅微粉。[0062]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在30°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0063]实施例7
[0064]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0065]
氟碳树脂24份
[0066]
丙烯酸树脂8份
氧化硅填料剂4 K
助剂8份
溶剂56份；
[0067]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂为2份8000目二氧化硅微粉和2份直径50±5nm纳米二氧化硅。
[0068]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在30°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0069]实施例8
[0070]本实施例中水分散型氟碳面漆涂料的配方如下:
[0071]氟碳树脂24份
丙烯酸树脂8份
氧化硅填料剂6份
助剂8份
溶剂54份；
[0072]本实施例中所述的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、溶剂和实施例1相同；氧化硅填料剂为5份6000目二氧化硅微粉和1份粒径30±5nm纳米二氧化硅。
[0073]将本实施例中的氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在30°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨获得水分散型氟碳面漆涂料。
[0074]对上述实施例5-8所制备的水分散型氟碳面漆涂料在245°C下烘烤50S获得相应的涂膜，并用静滴接触角/界面张力测量仪测试涂膜与水的接触角，接触角的测试结果如表1所示:
[0075]表1
[0076]
【权利要求】
1.一种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组分:氟碳树脂20-25%丙烯酸树脂8 11%氧化硅填料剂1-10%助剂5 10%溶剂50-60%。
2.如权利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，所述的氟碳树脂为聚偏二氟乙烯多元共聚物；所述的丙烯酸树脂为聚丙烯酸酯。
3.如权利要求2所述的面漆涂料，其特征在于，所述的聚丙烯酸酯为热塑性树脂，且所述的聚丙烯酸树脂与所述氟碳树脂的重量比为1:3-1: 2。
4.如权利要求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质量不少于面漆涂料中树脂总质量的70%。
5.如权利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，所述的助剂选自消泡剂、防沉剂、抑泡剂、分散剂、乳化剂、抗菌剂、流平剂和触变剂中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，以面漆涂料的总质量计，所述的氧化硅填料的质量百分含量为2-5%。
7.如权利要求1所述的面漆涂料，其特征在于，所述的溶剂为水和选自四氢呋喃、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、异佛尔酮、环己酮和邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。
8.一种制备所述面漆涂料的方法，包括以下步骤:将氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入到溶剂中分散均匀；在24-45°C的温度下加入氧化硅填料，分散均匀并研磨。
9.一种如权利要求1-7任一所述的面漆涂料的使用方法，所述的使用方法是将面漆在240-255 °C的条件下烘烤至固化。
10.如权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述烘烤的时间为45-60秒。
【文档编号】C09D133/08GK103709854SQ201310753591
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张青, 罗正鸿, 周寅宁 申请人:上海交通大学