CN103992716A - 一种用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料及其制备方法。它需要解决现有特氟龙涂料喷涂不均匀和涂料飘散的技术问题。本发明涂料由以下重量份的组分混合均匀而成：氟树脂溶液：0.3-10，氟树脂溶液固含量为10-40%，溶剂是水和醇醚类溶剂的混合物；水性环氧阴极电泳漆：75-85；颜料色浆：15-25；平均粒径2-5μm的聚四氟乙烯微粉：0.0-5；粘度范围50-5000厘泊的流平剂:0.0-5，它选自的聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷一种或者两种的混合物；助溶剂:0.0-5，它选自乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者多种混合物；水：0.1-15。

Description

一种用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机氟材料技术领域，具体涉及一种能电泳水性含氟涂料及其制备方法。该涂料是一种以电泳工艺对工件进行涂覆的含氟水性涂料，特别适用于对油烟机叶轮、网罩、壳体进行表面涂覆，主要起到防止油污粘附和耐盐雾腐蚀作用。

背景技术

特氟龙涂料具有小的表面张力，耐油污损、耐腐蚀。但传统水性特氟龙涂料一般采用聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯、四氟乙烯-全氟烷基醚等水分散体，需要300℃左右的高温烘烤，而且一般采用喷涂方法对复杂有凹凸表面进行喷涂，这会造成漏喷，如本专利应用油烟机的叶轮、网罩、壳体等，特别是弧形的叶轮的叶片的背面。同时在喷涂过程中大量喷射的涂料液滴会散发到环境中，污染环境，对施工人员的健康也会有危害。

电泳电泳又名-电着(著)，泳漆，电沉积。创始于二十世纪六十年代，由福特汽车公司最先应用于汽车底漆。其通过外加直流电源的作用下，涂料中胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动，这种现象叫做电泳。由于其出色的防腐、防锈功能，很快在军工行业得到广泛应用。近几年才应用到日用五金的表面处理。由于其优良的素质和高度环保，正在逐步替代传统油漆喷涂。由于采用电化学的方法，特别适合有负责表面的工件，不会漏涂。固化后电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。

本发明的目的是将电泳技术应用到特氟龙涂料中，设计一种采用全氟烷基丙烯酸酯的聚合物的水性特氟龙涂料，通过电化学反应，电泳浸涂的方法加工，其过程是钢质工件接阴极，带阳离子的特氟龙涂料富集到工件表面，形成均匀覆盖。避免涂料对环境的污染，保证工件不会有漏涂。氟聚合物的较低成膜温度保证其在固化过程中会富集涂层表面，形成有轻微凹凸的均匀表面，全氟烷基丙烯酸酯的聚合物具有憎油效果，使油滴在表面如水滴在荷叶表面的效果，具有优异有耐油污粘附和耐腐蚀性能。最低成膜温度为150℃，30分钟。

发明内容

本发明需要解决现有特氟龙涂料喷涂不均匀和涂料飘散的技术问题，提供一种新型电泳水性特氟龙涂料及其制备方法。

本发明结合特氟龙涂料和电泳漆涂料的各自特点，采用水性环氧阴极电泳漆为基础，添加全氟烷基丙烯酸酯的聚合物，通过下面技术方案来实现：

本发明的用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料，它由以下重量份的组分混合均匀而成：

氟树脂溶液：0.3-10，氟树脂溶液固含量为10-40％(优选为0.5-6，氟树脂溶液固含量为15-30％)，溶剂是水和醇醚类溶剂的混合物；

水性环氧阴极电泳漆：75-85；

颜料色浆：15-25；

平均粒径2-5μm的聚四氟乙烯微粉：0.0-5(优选为0.3-3)；

粘度范围50-5000厘泊的流平剂：0.0-5(优选粘度范围100-3000厘泊的流平剂：0.3-4)，所述流平剂选自的聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷一种或者两种的混合物；

助溶剂：0.0-5(优选为0.05-3)，所述助溶剂为选自乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者多种混合物；

水：0.1-15(优选为0.5-10)，去离子水或者蒸馏水。

本发明所用的氟树脂为一种含氟的高分子聚合物，是全氟烷基丙烯酸酯的聚合物，不含PFOA及其衍生物，化学结构如下：

Y：H、Cl，

a、b、c：各链段的聚合度，1～几千。

以上组分均为市售产品。

本发明的用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料的制备方法，按如下步骤：

1)平均粒径2-5μm的聚四氟乙烯微粉(即PTFE微粉)在1000-3000转/分钟搅拌下加入1/5-1/3量的水性环氧阴极电泳漆中，分散3-5小时，得到含有20％浓度的聚四氟乙烯微粉(即PTFE微粉)分散液待用；

2)先加入其余量的水性环氧阴极电泳漆，在600-1000转/分钟搅拌下将氟树脂溶液、流平剂、制好的聚四氟乙烯微粉(即PTFE微粉)分散液，搅拌0.5-1.5小时后，调节转速为1500-2000转/分钟搅拌1.5-2.5小时后，减低转速到600-1000转/分钟，搅拌21.5-2.5小时；停止搅拌，静止12小时以上后，600-1000转/分钟搅拌下20-40分钟；加入；助溶剂，搅拌0.5-1.5小时；

3)在电泳使用前，加入颜料色浆，在600-1000转/分钟搅拌10-20分钟，加入125-150份去离子水或者蒸馏水，搅拌10-20分钟。

电泳时根据工件大小，将工件接阴极，电压在100-130V，通电时间根据涂膜厚度和工件的表面积要求，在45秒-180秒间调节。电泳后用去离子水淋洗表面，170℃烘烤5-10分钟即可。

本发明电泳水性特氟龙涂料的有益效果是，采用电泳的方法进行涂覆，固化后涂膜由于氟素部分在表面富集，形成有轻微凹凸的均匀表面，使油滴在表面如水滴在荷叶表面的效果，可自由流动不留痕迹，并且可以快速收缩成珠状。具有耐油污粘附，同时保持了普通电泳漆优异耐腐蚀性能。

以下是本发明制备的水性特氟龙涂膜的性能测试结果：

其中耐盐雾试验按照GB/T2423.18-2000《电工电子产品环境试验第2部分：试验试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液)》测定，溶液为5±0.1氯化钠溶液，测试后无锈迹和严重发黑现象。

其中耐油污粘附采取下面方法，用毛笔蘸少许菜籽油在有特氟龙涂层的钢板上划线，目测油迹快速收缩凝结成颗粒状。在大于60度的倾斜下，滴0.5-1毫升油滴，其能沿斜面快速流淌，并不留痕迹。达到上述情况即判为通过，否则为不合格。

具体实施方式

以下实施例本发明的具进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

步骤1)：先加入80克水性环氧阴极电泳漆，在2000转/分钟搅拌下，加入PTFE微粉20克，分散4小时，得到含有20％的PTFE微粉分散液备用。

步骤2)：再加入720克水性环氧阴极电泳漆，在800转/分钟搅拌下加入40克氟树脂溶液(固含量＝25％)；聚醚改性硅氧烷流平剂30克，粘度500厘泊；全部的步骤1的PTFE微粉分散液，加完后搅拌1小时后。调节转速为1500-2000转/分钟搅拌2小时后，减低转速到800转/分钟，搅拌2小时。停止搅拌，静止12小时以上后，800转/分钟搅拌下30分钟，加入助溶剂乙二醇丁醚10克和去离子水5克，搅拌1小时。

步骤3)：在电泳使用前，加入200克颜料色浆(水性环氧阴极电泳漆配套色浆)，在800转/分钟搅拌10-20分钟，加入1250份去离子水，搅拌10-20分钟，即可。

实施例2

氟树脂溶液(固含量＝25％)添加10克，余同实施例1。

实施例3

采用聚酯改性硅氧烷流平剂30克，粘度500厘泊，余同实施例1。

实施例4

步骤1中80克水性环氧阴极电泳漆中加PTFE微粉10克，余同实施例1。

实施例5

采用聚醚改性硅氧烷流平剂30克，粘度2000厘泊，余同实施例1。

实施例6

采用聚醚改性硅氧烷流平剂10克，粘度500厘泊，余同实施例1。

实施例7

加入800克水性环氧阴极电泳漆，在800转/分钟搅拌下加入40克氟树脂溶液(固含量＝25％)；聚醚改性硅氧烷流平剂30克，粘度500厘泊，加完后搅拌1小时后。调节转速为1500-2000转/分钟搅拌2小时后，减低转速到800转/分钟，搅拌2小时。停止搅拌，静止12小时以上后，800转/分钟搅拌下30分钟，加入助溶剂乙二醇丁醚10克和去离子水5克，搅拌1小时。在电泳使用前，加入200克颜料色浆(水性环氧阴极电泳漆配套色浆)，在800转/分钟搅拌10-20分钟，加入1250份去离子水，搅拌10-20分钟，即可。

实施例8

步骤1)：先加入80克水性环氧阴极电泳漆，在2000转/分钟搅拌下，加入PTFE微粉20克，分散4小时，得到含有20％的PTFE微粉分散液备用。

步骤2)：再加入720克水性环氧阴极电泳漆，在800转/分钟搅拌下加入40克氟树脂溶液(固含量＝25％)；全部的步骤1的PTFE微粉分散液，加完后搅拌1小时后。调节转速为1500-2000转/分钟搅拌2小时后，减低转速到800转/分钟，搅拌2小时。停止搅拌，静止12小时以上后，800转/分钟搅拌下30分钟，加入助溶剂乙二醇丁醚10克和去离子水5克，搅拌1小时。

步骤3)：在电泳使用前，加入200克颜料色浆(水性环氧阴极电泳漆配套色浆)，在800转/分钟搅拌10-20分钟，加入1250份去离子水，搅拌10-20分钟，即可。

实施例9

步骤1)：先加入80克水性环氧阴极电泳漆，在2000转/分钟搅拌下，加入PTFE微粉20克，分散4小时，得到含有20％的PTFE微粉分散液备用。

步骤2)：再加入720克水性环氧阴极电泳漆，在800转/分钟搅拌下加入40克氟树脂溶液(固含量＝25％)；聚醚改性硅氧烷流平剂30克，粘度500厘泊；全部的步骤1的PTFE微粉分散液，加完后搅拌1小时后。调节转速为1500-2000转/分钟搅拌2小时后，减低转速到800转/分钟，搅拌2小时。停止搅拌，静止12小时以上后，800转/分钟搅拌下30分钟，加入去离子水5克，搅拌1小时。

步骤3)：在电泳使用前，加入200克颜料色浆(水性环氧阴极电泳漆配套色浆)，在800转/分钟搅拌10-20分钟，加入1250份去离子水，搅拌10-20分钟，即可。

上述实施例制备的油烟机的电泳水性特氟龙涂料，分别进行电泳，烘烤。采用磷化的1.0mm冷轧钢板样板，尺寸为120mm X60mm，将样板浸入涂料中，接阴极，电压在100V，通电时间60秒，电泳后用去离子水淋洗表面，170℃烘烤5-10分钟即可。涂膜具有以下性能，见表1。

表1：本发明产品性能对比表

表1数据显示，氟树脂添加量直接影响了涂膜的耐油污粘附性能，微粉和流平剂直接影响了涂膜的表观性能。同时硅氧烷流平剂和微粉对耐油污粘附有一定的帮助。

Claims (3)

1.一种用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料，其特征在于由以下重量份的组分混合均匀而成：

氟树脂溶液：0.3-10，氟树脂溶液固含量为10-40%，溶剂是水和醇醚类溶剂的混合物；

水性环氧阴极电泳漆：75-85；

颜料色浆：15-25；

平均粒径2-5μm的聚四氟乙烯微粉：0.0-5；

粘度范围50-5000厘泊的流平剂:0.0-5，所述流平剂选自的聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷一种或者两种的混合物；

助溶剂:0.0-5，所述助溶剂为选自乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者多种混合物；

水：0.1-15，去离子水或者蒸馏水。

2.根据权利要求1所述的用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料，其特征在于所述的固含量为15-30%的氟树脂溶液添加量为0.5-6重量份；

所述的流平剂的粘度范围为100-3000厘泊，添加量为0.3 -4重量份；

所述的助溶剂添加量为0.05-3重量份；

所述的平均粒径2-5μm的聚四氟乙烯微粉（即PTFE微粉）添加量为0.3-3份。

3.一种如权利要求1所述的用于油烟机的电泳水性特氟龙涂料的制备方法，其特征在于按如下步骤：

1）平均粒径2-5μm的聚四氟乙烯微粉（即PTFE微粉）在1000-3000转/分钟搅拌下加入1/5-1/3量的水性环氧阴极电泳漆中，分散3-5小时，得到含有20%浓度的聚四氟乙烯微粉（即PTFE微粉）分散液待用；

2）先加入其余量的水性环氧阴极电泳漆，在600-1000转/分钟搅拌下将氟树脂溶液、流平剂、制好的聚四氟乙烯微粉（即PTFE微粉）分散液，搅拌0.5-1.5小时后，调节转速为1500-2000转/分钟搅拌1.5-2.5小时后，减低转速到600-1000转/分钟，搅拌21.5-2.5小时；停止搅拌，静止12小时以上后，600-1000转/分钟搅拌下20-40分钟；加入；助溶剂，搅拌0.5-1.5小时；

3）在电泳使用前，加入颜料色浆，在600-1000转/分钟搅拌10-20分钟，加入125-150份去离子水或者蒸馏水，搅拌10-20分钟。