一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料及其制备方法与流程

本技术涉及涂料的，尤其是涉及一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料及其制备方法。

背景技术：

1、水性氟碳涂料，俗称为水性氟碳涂料，水性氟碳涂料通过将氟碳树脂与非离子型乳化剂混合乳化后得到氟碳乳液，再与助剂、助溶剂以及水等混合制备得到。由于水性氟碳涂料中的氟碳基团的键能较大，使得涂料形成的涂膜对抗化学品和阳光的能力较佳，能够较为长久的保护被涂物。

2、一些被涂物，如各类交通车辆、工程机械、高级仪器设备、水泥墙面、瓷砖、铝合金墙面等表面需要较为高档的装饰，如赋予被涂物表面较佳的光泽度，因此金属氟碳涂料应运而生。在水性氟碳涂料中添加金属材料，赋予涂料较佳的光泽度，并且保光、保色、耐脏污性能优良，使被涂物长久的获得金属光泽以及耐蚀效果。

3、针对上述相关技术，发明人发现，在氟碳涂料中直接加入金属材料，并且氟碳涂料采用水作为分散体系，导致金属材料在氟碳涂料中的分散效果不佳，导致金属材料固化后的附着性能不佳，即水性氟碳涂料存在附着力较低以及耐腐蚀效果不佳的缺陷。

技术实现思路

1、为了改善水性氟碳涂料附着力较耐腐蚀效果不佳的缺陷，本技术提供一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料，采用如下的技术方案：

3、一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料，包括以下重量份物质：feve水性氟碳乳液50-60份；去离子水10-30份；颜填料3-15份；消泡剂0.5-2.0份；增稠剂0.5-1.0份；分散剂0.2-1.0份；固化剂0.5-2.0份；流平剂0.2-0.5份；金属材料3-8份；成膜助剂2.6-7.0份；氨基树脂1.0-2.5份；丙烯酸改性树脂5.2-11.0份；保水剂1.0-2.5份；改性材料3-5份；所述改性材料包括纳米羟基磷灰石-超支化改性复合材料和包裹铈的纳米二氧化钛，所述纳米羟基磷灰石粒径为2-100μm，所述纳米羟基磷灰石粒径为2-100μm；所述金属材料包括片状铝粉以及多孔铝微球。

4、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优选采用片状铝粉和多孔铝微球配合添加至氟碳涂料中，由于片状铝粉具有较佳的光泽度和随角异色效果，因此赋予氟碳涂料较佳的光泽度，而多孔铝微球的加入，在金属材料中增加滚珠作用，降低了片状铝粉堆叠、团聚的可能性。同时，多孔铝微球能够增大金属材料的比表面积，进一步提高了金属材料在氟碳涂料中的悬浮分散效果，因此氟碳涂料能够均匀、牢固负载于被涂物上。此外，片状铝粉以及多孔铝微球能够预先与酸碱等反应形成钝化层，阻止腐蚀物进一步腐蚀漆膜，提高了氟碳涂料的耐腐蚀效果。

5、超支化材料具有高度支化的结构、分子形状近似球形、外表面含有大量可供改性的活性端基、内部具有独特的微孔结构等特点，通过纳米氰基磷灰石与超支化材料进行复合后，承载着大量活性官能团的超支化材料形成的三维空腔结构能够稳定纳米羟基磷灰石颗粒，使其作为良好的载体材料，将feve水性氟碳涂料中的颜填料的分散效果进一步提高，从而改善了feve水性氟碳涂料涂覆后的附着性能，进一步提高了feve水性氟碳涂料的耐腐蚀性能。

6、此外，在纳米二氧化钛表面包裹氧化铈膜结构，纳米二氧化钛颗粒表面存在较多缺陷，氧化铈膜结构的包裹使得纳米二氧化钛的颗粒规整，维持纳米二氧化钛的完整性，不易发生团聚，均匀分散于涂料中，使得涂料获得较为优良耐候效果。

7、优选的，所述多孔铝微球的制备方法包括以下步骤：将陶瓷空心球与铝合金粉末等间距混合，铝合金粉末填充空心球间距并压实，真空烧结、冷却、研磨，得到多孔铝微球。

8、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优选采用陶瓷空心球作为增强体制备多孔铝微球，提高了多孔铝微球的强度以及内部中空程度，即多孔铝微球可有效冲破片状铝粉的堆叠以及团聚，并稳定起到滚珠作用，稳定提高了金属材料在氟碳涂料中的分散均匀性。并且，多孔铝微球的表面孔隙结构能够增强氟碳涂料的吸附效果，提高了氟碳涂料的附着力。

9、此外，采用陶瓷空心球与铝合金粉末配合，能够在陶瓷空心球外形成光滑的薄层过渡相，即多孔铝微球内获得稳定的空心结构，多孔铝微球能够稳定悬浮分散于氟碳涂料中。并且，多孔铝微球表面的均匀孔隙结构能够对氟碳涂料中的填料进行负载以及分散，使得氟碳涂料获得了均匀的颜色以及光泽度。

10、优选的，所述真空烧结中烧结温度为620-680℃。

11、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优选了真空烧结的温度，适宜的烧结温度能够使陶瓷空心球与铝合金结合牢固，不易掉落，铝合金发生适度液相，能够有效填充陶瓷空心球之间的孔隙，增强陶瓷空心球与铝合金之间的结合牢固性，并且促进烧结颈的生长速率，强化铝合金粉末之间的结合牢固性，提高了多孔铝微球的强度。

12、优选的，所述金属材料为经分散剂分散改性的金属材料，所述分散剂包括硅烷偶联剂。

13、通过采用上述技术方案，采用硅烷偶联剂对金属材料进行包裹，在金属材料表面引入亲水基团，提高金属材料在氟碳涂料中的分散均匀性。同时，硅烷偶联剂能够连接片状铝粉和多孔铝微球，即能够形成球状与片状的连接结构，有效降低片状铝粉过分堆叠、团聚的可能性，使得片状铝粉能够有效发挥随角异色效果，提高了氟碳涂料的光泽度。

14、优选的，所述分散剂还包括三乙醇胺、多巴胺以及硅凝胶中的任意一种。

15、通过采用上述技术方案，首先，采用三乙醇胺与硅烷偶联剂配合作为分散剂，三乙醇胺通过静电吸附负载于金属材料表面，金属材料表面获得较多-oh基团，为硅烷偶联剂接枝提供反应位点，硅烷偶联剂通过偶联接枝在金属材料表面形成保护层，有效阻止腐蚀物质对漆膜的腐蚀，提高了氟碳涂料的防腐效果。

16、其次，采用多巴胺与硅烷偶联剂配合作为分散剂，多巴胺具有较佳的粘附性，能够在金属表面自组装沉积形成吸附膜，进一步提高氟碳涂料的附着力。再通过硅烷偶联剂在金属材料表面引入亲水基团，使金属材料可均匀分散于氟碳涂料中，使氟碳涂料获得均匀的附着力。

17、最后，采用硅凝胶与硅烷偶联剂配合作为分散剂，通过水解、缩聚以及键合的方式在金属材料表面形成了si-o-al键，即在金属材料上形成有机/无机杂化包覆层，使金属材料上不仅具有致密均匀的保护层，还能够维持金属材料的光泽度，改善了氟碳涂料的耐腐蚀效果以及光泽度。

18、优选的，所述分散剂包括硅烷偶联剂和硅凝胶，所述分散改性包括以下步骤：按质量比2:110:1-3:2-4:4-6:2-4取金属材料、无水乙醇、正硅酸乙酯、硅烷偶联剂、水以及氨水，取金属材料和无水乙醇搅拌混合，氮气氛围，搅拌反应，加入正硅酸乙酯、氨水以及水，搅拌混合，真空抽滤，保留固体物，洗涤，干燥，得到经分散改性的金属材料。

19、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了各组分之间的配比，使得正硅酸乙酯与硅烷偶联剂的配比，使得正硅酸乙酯以及硅烷偶联剂的水解以及缩聚速率适宜，正硅酸乙酯形成的网络结构能够均匀包覆于金属材料上，能够在金属材料上形成较为致密的包覆膜。适宜的水量，能够促进正硅酸乙酯以及硅烷偶联剂的水解，抑制硅醇的缩合，包膜效果优异。适宜的氨水添加量，促进正硅酸乙酯以及硅烷偶联剂的水解和缩聚，优化体系中的离子浓度，形成均匀的包覆膜。

20、优选的，所述金属材料与无水乙醇混合前，对金属材料进行预处理，所述预处理包括以下制备步骤：将金属材料浸渍于丙酮中，搅拌混合，抽滤，保留固体物，洗涤，干燥，得到洁净金属材料；取洁净金属材料与钝化液拌混合，持续反应，洗涤，过滤，干燥，得到经预处理的金属材料，所述钝化液包括钼酸钠、水和乙醇，所述钝化液的质量浓度为0.05％-0.2％。

21、通过采用上述技术方案，对金属材料进行预处理，通过钝化液在金属材料表面形成钝化膜，提高金属材料以及氟碳涂料的耐腐蚀效果，并且在金属材料表面引入-oh基团，诱导正硅酸乙酯在金属材料表面水解-缩合。本技术技术方案优化了钝化液的浓度，适宜的浓度能够使金属表面均匀覆盖沉积物，金属材料能够与钼酸钠氧化还原，形成沉积物，并且钼酸根离子可以吸附至金属材料表面，配合形成钝化膜，增强氟碳涂料的耐腐蚀效果。

22、优选的，所述多巴胺与金属材料的质量比为3-5:5，所述三乙醇胺与金属材料的质量比为2-3:1。

23、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了金属材料与多巴胺的质量比，适宜的多巴胺含量，能够在金属材料表面形成均匀的吸附层，因此，氟碳涂料获得均匀且优异的附着力。同时，本技术技术方案中优化了三乙醇胺与金属材料的质量比，能够在金属材料上引入较多的-oh，促进硅烷偶联剂在金属材料上的结合效果。

24、第二方面，本技术提供一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

25、一种耐候耐腐蚀金属氟碳涂料的制备方法，包括以下步骤：s1、研磨：先取将颜填料、金属材料、分散剂、去离子水依次加入研磨装置中，研磨处理并过筛，收集得基体涂料；s2、混合：向基体涂料中添加feve水性氟碳乳液、消泡剂、增稠剂、流平剂和改性材料，搅拌混合得水性氟碳基料；s3、分散：在喷涂前将固化剂添加至水性氟碳基料中，搅拌分散处理即可制备得耐腐蚀强附着型feve水性氟碳涂料。

26、通过采用上述技术方案，预先将颜填料、金属材料和分散剂研磨分散，细化金属材料和颜填料的粒径，提高氟碳涂料中各组分之间的分散均匀性。

27、综上所述，本技术具有以下有益效果：

28、1、由于本技术技术方案中优选采用片状铝粉和多孔铝微球配合添加至氟碳涂料中，通过片状铝粉的光泽度和随角异色效果，赋予氟碳涂料优异的光泽；通过多孔铝微球的加入，在金属材料中起到滚珠作用，使片状铝粉不易堆叠、团聚。同时，多孔铝微球能够增大金属材料的比表面积，提高了金属材料的悬浮分散性，使氟碳涂料可均匀、牢固负载于被涂物上。此外，片状铝粉以及多孔铝微球能够预先与酸碱等反应形成钝化层，阻止腐蚀物进一步腐蚀漆膜，提高了氟碳涂料的耐腐蚀效果。

29、2、本技术中优选采用陶瓷空心球与铝合金配合，能够在陶瓷空心球外形成光滑的薄层过渡相，即多孔铝微球内获得稳定的空心结构，多孔铝微球能够稳定悬浮分散于氟碳涂料中。并且，多孔铝微球表面的均匀孔隙结构能够对氟碳涂料中的填料进行负载以及分散，使得氟碳涂料获得了均匀的颜色以及光泽度。

30、3、本技术的方法，预先将颜填料、金属材料和分散剂研磨分散，细化颜填料、金属材料的粒径，并在颜填料颗粒以及金属材料表面包裹分散剂，使氟碳涂料中各组分能够均匀分散，使氟碳涂料获得均匀的光泽度以及附着力。