CN103992711B - 一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于包括以下重量份的原料：聚丙烯酸树脂20～35份，聚偏氟乙烯树脂20～30份，聚甲基硅氧烷3～5份，钛白粉5～8份，铝粉5～8份，石墨粉2～3份，流平剂2～3份，Ti2AlC/TiAl复合材料4～6份，有机膨润土0.5～2份，稳定剂0.5～1份，分散剂0.2～1份，消泡剂0.5～1份，溶剂30～40份。本涂料具有涂层附着牢度、柔韧性、结合力、抗冲击性、耐酸碱性、抗老化性、光泽性、固化速率、耐水性、耐久性、混溶性和耐候性好，膜厚差异对色差影响小等优点，是一种综合性能优良的彩钢板用耐候防褪色有机涂料。
Description
技术领域
本发明属于彩钢板用涂料领域，尤其涉及一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料。
背景技术
涂料应用于室外要经受气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，其耐受能力即为耐候性。随着社会发展、技术进步，对涂料的装饰性、耐候性、耐化学品性、耐水性和耐粘污性的要求越来越高。彩钢板，是指彩涂钢板，是一种带有有机涂层的钢板，现有技术中的彩钢板用耐候防褪色有机涂料，所选用的基料多为耐候型聚酯、热固性氟碳树脂、丙烯酸树脂和热塑性PVDF 氟聚合物，适用范围和选择性比较窄，尤其是国产涂料长时间使用后涂料层发生脱落、龟裂和褪色，在耐久性能方面还无法满足较高的要求，从而大量依靠价格高昂的进口涂料，提高了彩钢板的成本，降低了市场竞争力，阻碍了彩钢板在国内的发展。由此可见，制备一种综合性能优良的彩钢板用耐候防褪色有机涂料具有重要的经济意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有彩钢板用涂料存在的上述不足，提供一种具有优良耐候性的彩钢板用耐候防褪色有机涂料。
本发明目的通过以下技术方案实现：
本发明涉及的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，包括以下重量份的原料：
聚丙烯酸树脂 20～35份，
聚偏氟乙烯树脂 20～30份，
聚甲基硅氧烷 3～5份，
钛白粉 5～8份，
铝粉 5～8份，
石墨粉 2～3份，
流平剂 2～3份，
Ti2AlC/TiAl复合材料 4～6份，
有机膨润土 0.5～2份，
稳定剂 0.5～1份，
分散剂 0.2～1份，
消泡剂 0.5～1份，
溶剂 30～40份。
所述的Ti2AlC/TiAl复合材料是采用以下方法制成：按摩尔比为1:1的比例称取Ti粉和Al粉，机械混合后，升温至1100-1200℃，采用热爆反应合成法制成TiAl，研磨过325目筛，得TiAl基合金粉末；将上述TiAl基合金粉末加入TiC陶瓷颗粒粉末，采用放电等离子烧结法，制成Ti2AlC/TiAl复合材料，TiC陶瓷颗粒粉末加入量占Ti2AlC/TiAl复合材料的10～15%(重量)。
所述的流平剂为有机硅聚合物、聚二甲基硅氧烷和聚醚改性的聚硅氧烷中的一种或几种，其中有机硅聚合物为聚醚改性硅油。
所述的稳定剂为硬脂酸铅、2-乙基乙酸铅、水杨酸铅、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的一种或几种混合。
所述的分散剂为甲基丙烯酸甲酯、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种混合。
所述的消泡剂为聚乙二醇醚、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯。
所述的溶剂为二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯、正丁醇、丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种，其中优选二甲苯、乙酸乙酯和乙酸丁酯。
本发明的彩钢板用耐候防褪色有机涂料基本树脂采用聚丙烯酸树脂和聚偏氟乙烯树脂，既保留了聚丙烯酸树脂和聚偏氟乙烯树脂保光、快干、机械强度高和耐辐照性好的特点，具有良好的化学稳定性，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，并且在此基础上加入了少量其他化学成分，尤其是Ti2AlC/TiAl复合材料的加入，显著改善了涂料性能，使其光泽性、耐久性、耐水性、混溶性、抗老化性和固化速率更优异。
Ti2AlC/TiAl复合材料，经过热爆反应、放电等离子烧结高温热处理，和研磨细化晶粒等处理方式，使材料的弯曲强度和断裂韧性都明显提高，改善了其力学性能。由于Ti2AlC/TiAl复合材料可显著改善材料结构性能，增强了本发明中耐候防褪色有机涂料对紫外线的屏蔽作用，可有效增强涂料本身的抗老化性和颜色持久性，且通过在涂料配方中增加少量流平剂等其他化学成分，进一步增强Ti2AlC/TiAl复合材料的分散性，进而进一步提高涂料的耐候防褪色性能，且在附着牢度、柔韧性、耐酸碱性、固化速率、耐水、混溶性、流动性和流平性等方面均具有显著的作用。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明的彩钢板用耐候防褪色有机涂料，具有涂层附着牢度、柔韧性、结合力、抗冲击性、耐酸碱性、抗老化性、光泽性、固化速率、耐水性、耐久性、混溶性和耐候性好，膜厚差异对色差影响小等优点。本发明的耐候防褪色有机涂料通过在基本树脂中加入Ti2AlC/TiAl复合材料，显著增强了原料间复配协同效果，使用本发明涂料的彩钢板具有涂层致密，柔韧性佳，固化快，柔韧性与高表面硬度兼具，附着牢度好，冷热冲击试验无裂纹，高温水蒸汽煮表面无变色发蒙等问题，颜色鲜艳，可保持长时间使用不褪色等优异性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例和对比例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。对本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下做出的改进，都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的彩钢板用耐候防褪色有机涂料组合物，包括以下重量份的原料组成：
聚丙烯酸树脂 25份，
聚偏氟乙烯树脂 20份，
聚甲基硅氧烷 3份，
钛白粉 5份，
铝粉 5份，
石墨粉 2份，
流平剂 2份，
Ti2AlC/TiAl复合材料 4份，
有机膨润土 0.5份，
稳定剂 0.5份，
分散剂 0.2份，
消泡剂 0.5份，
溶剂 30份。
本实施例中，流平剂为聚二甲基硅氧烷，稳定剂为硬脂酸铅，分散剂为甲基丙烯酸甲酯，消泡剂为聚乙二醇醚，溶剂选用乙酸乙酯。
实施例2
本实施例的彩钢板用耐候防褪色有机涂料组合物，包括以下重量份的原料组成：
聚丙烯酸树脂 35份，
聚偏氟乙烯树脂 30份，
聚甲基硅氧烷 5份，
钛白粉 8份，
铝粉 7份，
石墨粉 3份，
流平剂 3份，
Ti2AlC/TiAl复合材料 5份，
有机膨润土 2份，
稳定剂 1份，
分散剂 1份，
消泡剂 1份，
溶剂 40份。
本实施例中，流平剂为聚醚改性的聚硅氧烷，稳定剂为硬脂酸钙，分散剂为聚丙烯酰胺，消泡剂为聚氧丙烯甘油醚，溶剂选用乙酸丁酯。
实施例3
本实施例的彩钢板用耐候防褪色有机涂料组合物，包括以下重量份的原料组成：
聚丙烯酸树脂 30份，
聚偏氟乙烯树脂 28份，
聚甲基硅氧烷 4份，
钛白粉 7份，
铝粉 6份，
石墨粉 2份，
流平剂 3份，
Ti2AlC/TiAl复合材料 6份，
有机膨润土 1份，
稳定剂 0.8份，
分散剂 0.5份，
消泡剂 0.8份，
溶剂 35份。
本实施例中，流平剂为聚醚改性硅油， 稳定剂为硬脂酸铅，分散剂为甲基丙烯酸甲酯，消泡剂为聚氧丙烯甘油醚，溶剂选用二甲苯。
对比例1
以实施例3为基准，不加Ti2AlC/TiAl复合材料，其所占6份额分别补加为钛白粉和石墨粉。
本对比例的彩钢板用耐候防褪色有机涂料组合物，包括以下重量份的原料组成：
聚丙烯酸树脂 30份，
聚偏氟乙烯树脂 28份，
聚甲基硅氧烷 4份，
钛白粉 10份，
铝粉 6份，
石墨粉 5份，
流平剂 3份，
有机膨润土 1份，
稳定剂 0.8份，
分散剂 0.5份，
消泡剂 0.8份，
溶剂 35份。
本对比例中，流平剂为聚醚改性硅油， 稳定剂为硬脂酸铅，分散剂为甲基丙烯酸甲酯，消泡剂为聚氧丙烯甘油醚，溶剂选用二甲苯。
实施例1～3和对比例1所制备的产品性能指标，检测结果见下表：
| 性能项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 附着力/级 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| 耐冲击性/cm | 68 | 70 | 73 | 60 |
| 耐25%硫酸/天 | 380 | 375 | 386 | 307 |
| 耐25%盐酸/天 | 392 | 388 | 398 | 325 |
| 耐25%氢氧化钠/天 | 375 | 399 | 402 | 346 |
| 耐人工老化/h | 3000 | 3200 | 3300 | 2800 |
| 光泽（60℃）/光泽单位 | 86 | 82 | 88 | 64 |
| 干燥时间/天 | 3.5 | 3.8 | 3.6 | 3.7 |
| 耐水性/天 | 920 | 922 | 925 | 921 |
| 耐紫外光照射时间/h | 950 | 930 | 925 | 830 |
通过测试可知，本发明的涂料其在涂层附着牢度、柔韧性、结合力、抗冲击性、耐酸碱性、抗老化性能、光泽性、固化速率、耐水性、耐久性、混溶性和耐候性等方面均优于目前已有涂料，且由对比例1可以看出，涂料中增加了Ti2AlC/TiAl复合材料后，在增加涂料抗老化及颜色持久性等方面效果尤为突出。
采用本发明的涂料组成，能够起到良好的协同作用，涂层致密，柔韧性佳，固化快，柔韧性与高表面硬度兼具，附着牢度好，是一种综合性能优良的彩钢板用耐候防褪色有机涂料，具备极大的市场应用价值。
Claims (8)
1.一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
聚丙烯酸树脂 20～35份，
聚偏氟乙烯树脂 20～30份，
聚甲基硅氧烷 3～5份，
钛白粉 5～8份，
铝粉 5～8份，
石墨粉 2～3份，
流平剂 2～3份，
Ti2AlC/TiAl复合材料 4～6份，
有机膨润土 0.5～2份，
稳定剂 0.5～1份，
分散剂 0.2～1份，
消泡剂 0.5～1份，
溶剂 30～40份；
所述的Ti2AlC/TiAl复合材料是采用以下方法制成：按摩尔比为1:1的比例称取Ti粉和Al粉，机械混合后，升温至1100～1200℃，采用热爆反应合成法制成TiAl，研磨过325目筛，得TiAl基合金粉末；将上述TiAl基合金粉末加入TiC陶瓷颗粒粉末，采用放电等离子烧结法，制成Ti2AlC/TiAl复合材料，TiC陶瓷颗粒粉末加入量占Ti2AlC/TiAl复合材料的10～15%(重量)。
2.根据权利要求1所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，所述的流平剂为有机硅聚合物中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，所述的有机硅聚合物为聚醚改性硅油。
4.根据权利要求1所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，所述的稳定剂为硬脂酸铅、2-乙基乙酸铅、水杨酸铅、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的一种或几种混合。
5.根据权利要求1所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于， 所述的分散剂为甲基丙烯酸甲酯、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种混合。
6.根据权利要求1所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，所述的消泡剂为聚乙二醇醚或聚氧丙烯甘油醚。
7.根据权利要求1所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，所述的溶剂为二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、醋酸正丙酯、正丁醇、丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种彩钢板用耐候防褪色有机涂料，其特征在于，所述的溶剂为二甲苯、乙酸乙酯和乙酸丁酯。
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