CN101891991B - 一种高硬度耐指纹涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度耐指纹涂料及其制备方法。按重量百分比计，本发明高硬度耐指纹涂料包括10～30％的溶剂、40～60％的氟碳树脂、10～20％的氨基树脂、1～30％的纳米颗粒、5～10％的聚四氟乙烯、2～5％的聚乙烯蜡和1～2％的助剂；所述的纳米颗粒是纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆和纳米氧化锌中的至少一种。与现有技术相比，本发明高硬度耐指纹涂料中不含有对环境有污染的金属离子且附着力强，可采用浸涂、喷涂、辊涂等方式涂装于钢板表面上，涂装后的钢板具有高硬度、耐指纹、抗污染、高韧性、耐酸性、耐碱性等特点，可广泛应用在家电及其他生活用品中。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其是一种高硬度耐指纹涂料及其制备方法。
背景技术
目前，随着人们生活质量的提高，汽车、家电、生活用品等产品不断更新，对产品的美观性与环保性均提出了更高的要求。产品表面所使用的钢板的性能直接影响着产品的美观，因此，针对以往的钢板触摸时容易留下清晰的指纹的问题，人们研究开发了耐指纹钢板。耐指纹钢板是在钢板表面进行耐指纹处理后得到的一种复合涂层板，其表面光洁、平整，公差小，当用干净的手指触摸其表面时不会留下指纹。目前，耐指纹钢板正沿着具多种性能(如耐指纹性、耐腐蚀性、高硬度、抗划伤性、导电性、自润性与涂装性等)于一体的方向发展，能同时满足多种使用要求的耐指纹钢板具有广泛应用前景。
常用的耐指纹处理是对普通钢板的基板进行钝化处理，然后涂敷一层1～3μm的有机涂层，一般采用铬酸盐系的钝化剂进行钝化处理，然后用水性有机涂料进行涂敷。欧洲专利申请公开号为EP156437的专利“水基涂料、涂敷金属基板的方法和得到的金属基板”中公开的水基涂料使用一种粘结剂和至少两种润滑剂，其中至少一种为含有大量锌粒的无机物，利用该专利中的方法得到的钢板可提高导电性，但在焊接时产生锌雾气，对人体有害，并影响焊接部位的寿命。另外，欧洲专利申请公开号为EP780452的专利公开了一种“水基涂料”，它直接采用环氧改性丙烯酸树脂作为成膜剂，但该涂料适合容器使用，是采用后涂层，对于需要预涂层处理的钢板并不适用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术，提供一种高硬度耐指纹涂料及其制备方法，经该涂料涂装后的钢板具有高硬度、耐指纹、抗污染、抗划伤等性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高硬度耐指纹涂料，按重量百分比计，包括如下组分及其含量：
溶剂 10～30％；
氟碳树脂 40～60％；
氨基树脂 10～20％；
纳米颗粒 1～30％；
聚四氟乙烯 5～10％；
聚乙烯蜡 2～5％；
助剂 1～2％；
所述的纳米颗粒是纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆和纳米氧化锌中的至少一种。
其中，氟碳树脂为成膜主剂，纳米颗粒用于提高涂膜的耐指纹性和硬度，聚四氟乙烯用于提高涂料的自润滑性能，聚乙烯蜡用于提高涂膜的抗刮伤性，氨基树脂为固化剂，氨基树脂一般在使用前添加。
为了优化本发明一种高硬度耐指纹涂料，上述纳米颗粒的含量如下：
纳米二氧化硅 5～10％；
纳米二氧化钛 5～10％；
纳米二氧化锆 1～5％；
纳米氧化锌 1～5％。
本发明一种高硬度耐指纹涂料中的溶剂是苯、甲苯、二甲苯、高沸点溶剂混合二元酸酯(简称DBE)、异氟尔酮、醋酸丁酯和丙二醇甲醚乙酸酯中的一种或两种以上的混合物。
本发明一种高硬度耐指纹涂料中的助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂等中的一种或两种以上的混合物。
本发明一种高硬度耐指纹涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将氟碳树脂、纳米颗粒加入溶剂中混合搅拌；
步骤2：将步骤1得到的混合溶液以1500～2000转/分钟的转速搅拌均匀，加入聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂混合均匀，再研磨；
步骤3：将步骤2得到的混合溶液经过100～160目筛网后加入氨基树脂，得到高硬度耐指纹涂料。
为优化上述制备方法，采取的措施还包括：
步骤1的具体操作可以是：首先在溶剂中加入氟碳树脂混合搅拌10～30分钟，然后加入纳米颗粒混合搅拌10～30分钟。
步骤1的具体操作还可以是：首先将溶剂分成两份：第一份溶剂和第二份溶剂；然后将纳米颗粒加入至第一份溶剂中搅拌10～30分钟，得到第一溶液，将氟碳树脂加入至第二份溶剂中搅拌10～30分钟，得到第二溶液；最后将第一溶液与第二溶液混合。其中，优选纳米颗粒加入至第一份溶剂搅拌15～20分钟，得到第一溶液；优选氟碳树脂加入至第二份溶剂中搅拌10～15分钟，得到第二溶液。
与现有技术相比，本发明一种高硬度耐指纹涂料中不含有对环境有污染的金属离子且附着力强，可采用浸涂、喷涂、辊涂等方式涂装于钢板表面上，涂装后的钢板具有高硬度、耐指纹、抗污染、耐酸性、耐碱性等特点，可广泛应用在家电及其他生活用品中，以满足人们日益增长的高品质需求。
具体实施方式
实施例1：
一种高硬度耐指纹涂料，包括溶剂、氟碳树脂、氨基树脂、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂，其中溶剂为醋酸丁酯、DBE和二甲苯的混合物，助剂为分散剂、流平剂和消泡剂。按重量百分比计，各组分的含量如下：
氟碳树脂 50％
氨基树脂 10％
纳米二氧化硅 10％
纳米二氧化钛 5％
聚四氟乙烯 5％
聚乙烯蜡 3％
醋酸丁酯 5％
DBE 5％
二甲苯 5％
助剂 2％
称取上述含量的各组分，将醋酸丁酯、DBE和二甲苯混合作为溶剂；将溶剂分成两份：第一份溶剂和第二份溶剂，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛加入到第一份溶剂中混合搅拌20分钟，得到第一溶液，将氟碳树脂加入到第二份溶剂中混合搅拌15分钟，得到第二溶液；以1800转/分钟的转速将第一溶液与第二溶液混合均匀，然后加入聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂混合均匀，再研磨；使用前，经过120目筛网后加入固化剂氨基树脂即得到高硬度耐指纹涂料。
实施例2：
一种高硬度耐指纹涂料，包括溶剂、氟碳树脂、氨基树脂、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂，其中溶剂为异氟尔酮、醋酸丁酯和苯的混合物，助剂为分散剂、流平剂和消泡剂。按重量百分比计，各组分的含量如下：
氟碳树脂 55％
氨基树脂 10％
纳米二氧化硅 8％
纳米氧化锌 2％
聚四氟乙烯 5％
聚乙烯蜡 4％
异氟尔酮 5％
醋酸丁酯 5％
苯 4％
助剂 2％
称取上述含量的各组分，将异氟尔酮、醋酸丁酯和苯混合作为溶剂；将氟碳树脂加入到溶剂中混合搅拌13分钟，然后加入纳米二氧化硅和纳米氧化锌混合搅拌18分钟，得到混合溶液；以2000转/分钟的转速将混合溶液混合均匀，然后加入聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂混合均匀，再研磨；使用前，经过150目筛网后加入固化剂氨基树脂即得到高硬度耐指纹涂料。
实施例3：
一种高硬度耐指纹涂料，包含溶剂、氟碳树脂、氨基树脂、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂，其中溶剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、DBE和甲苯的混合物，助剂为分散剂、流平剂和消泡剂。按重量百分比计，各组分的含量如下：
氟碳树脂 58％
氨基树脂 11％
纳米二氧化硅 5％
纳米二氧化钛 5％
纳米二氧化锆 1％
聚四氟乙烯 5％
聚乙烯蜡 3％
醋酸丁酯 5％
丙二醇甲醚乙酸酯 3％
甲苯 2％
DBE 1％
助剂 1％
称取上述含量的各组分，将醋酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、DBE和甲苯的混合作为溶剂，将溶剂分成两份：第一份溶剂和第二份溶剂，纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米二氧化锆加入到第一份溶剂中混合搅拌17分钟，得到第一溶液，将氟碳树脂加入到第二份溶剂中混合搅拌15分钟，得到第二溶液；以1900转/分钟的转速将第一溶液与第二溶液混合均匀，再研磨；使用前，经过140目筛网后加入固化剂氨基树脂即得到高硬度耐指纹涂料。
将上述实施例1至3得到的高硬度耐指纹涂料涂敷在待涂敷钢板表面，在150～180℃温度下固化10～30分钟，在钢板表面形成涂膜，对该涂膜进行性能测试，结果如下：
本发明的最佳实施例已公开，但是本发明并不局限于上述实施例，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的变动和修改，均应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高硬度耐指纹涂料，其特征是：按重量百分比计，包括如下组分及其含量：
溶剂 10～30%；
氟碳树脂 55～60%；
氨基树脂 10～20%；
纳米颗粒 11～30%；
聚四氟乙烯 5～10%；
聚乙烯蜡 2～5%；
助剂 1～2%；
所述的各组分的含量之和为100%；
所述的纳米颗粒是纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆和纳米氧化锌中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度耐指纹涂料，其特征是：所述的纳米二氧化硅的含量为5～10%；所述的纳米二氧化钛的含量为5～10%；所述的纳米二氧化锆的含量为1～5%；所述的纳米氧化锌的含量为1～5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种高硬度耐指纹涂料，其特征是：所述的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、DBE、异氟尔酮、醋酸丁酯和丙二醇甲醚乙酸酯中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种高硬度耐指纹涂料，其特征是：所述的助剂是分散剂、流平剂和消泡剂中的一种或两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述的一种高硬度耐指纹涂料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：将氟碳树脂、纳米颗粒加入溶剂中混合搅拌；
步骤2：将步骤1得到的混合溶液以1500～2000转/分钟的转速搅拌均匀，加入聚四氟乙烯、聚乙烯蜡和助剂混合均匀，再研磨；
步骤3：将步骤2得到的混合溶液经过100～160目筛网后加入氨基树脂，得到高硬度耐指纹涂料。
6.根据权利要求5所述的一种高硬度耐指纹涂料的制备方法，其特征是：所述的步骤1为：首先在溶剂中加入氟碳树脂混合搅拌10～30分钟，然后加入纳米颗粒混合搅拌10～30分钟。
7.根据权利要求5所述的一种高硬度耐指纹涂料的制备方法，其特征是：所述的步骤1为：首先将溶剂分成两份：第一份溶剂和第二份溶剂；然后将纳米颗粒加入至第一份溶剂中搅拌10～30分钟，得到第一溶液，将氟碳树脂加入至第二份溶剂中搅拌10～30分钟，得到第二溶液；最后将第一溶液与第二溶液混合。
8.根据权利要求7所述的一种高硬度耐指纹涂料的制备方法，其特征是：所述的纳米颗粒加入至第一份溶剂中搅拌15～20分钟，得到第一溶液。
9.根据权利要求7所述的一种高硬度耐指纹涂料的制备方法，其特征是：所述的氟碳树脂加入至第二份溶剂中搅拌10～15分钟，得到第二溶液。
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