CN104448985A

CN104448985A - 一种丙烯酸预聚体在聚偏氟乙烯卷材涂料中的应用

Info

Publication number: CN104448985A
Application number: CN201410710656.2A
Authority: CN
Inventors: 李义涛; 王言伦; 张凌飞; 汤诚; 游孟梦
Original assignee: Dongyang Dongguan City Chang'an Light Aluminum Research And Development Co Ltd
Current assignee: Dongyang Dongguan City Chang'an Light Aluminum Research And Development Co Ltd
Priority date: 2013-11-30
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明涉及一种丙烯酸预聚体A在聚偏氟乙烯卷材涂料中的应用。本发明还涉及一种包含上述预聚体的PVDF卷材清漆涂料和包含上述预聚体的PVDF卷材面漆涂料，其具有耐甲乙酮、抗老化、透明性好等特点，可应用于铝板、镀锌钢板和普通钢板。

Description

一种丙烯酸预聚体在聚偏氟乙烯卷材涂料中的应用

技术领域

本发明具体涉及一种丙烯酸预聚体的应用，还涉及含有该预聚体的聚偏氟乙烯卷材涂料。

背景技术

中温烘烤型聚偏氟乙烯(PVDF)卷材涂料，主要用于建筑幕墙用金属板材及型材的表面装饰和保护，PVDF卷材涂料具有非常好的户外耐候性，户外使用年限达20年以上，由于所采用的PVDF树脂不溶于一般有机溶剂，所以，通常制成在它的潜溶剂中的悬浮分散体，再加入一定量的热塑性丙烯酸树脂，以提供树脂施工粘度和改善漆膜附着力。

传统的热塑性丙烯酸树脂与PVDF树脂拼用后所制得的漆膜的柔韧性相对较好，但当漆膜经过长时间的水浸泡后或者溶剂侵润后，丙烯酸树脂存在溶胀的问题，造成漆膜的附着力下降，同时漆膜的耐甲乙酮擦拭性能较差、漆膜表面硬度较低，影响漆膜的保护效果，而市售热固性丙烯酸树脂的共聚链段中含有苯乙烯或高碳链丙烯酸单体，导致其与偏二氟乙烯树脂的混溶性很差，与这类热固性丙烯酸树脂混合的偏二氟乙烯树脂所形成的漆膜经过紫外照射后，易在丙烯酸树脂富集区产生降解而形成空洞，对偏二氟乙烯漆膜的保护效果及抗老化性能造成不利影响。

中国专利CN100593551C提出了一种含有热固性丙烯酸树脂的高温烘烤型PVDF卷材涂料，具有良好的抗老化性、透明性、柔韧性，但该方法中完全采用热固性丙烯酸树脂，漆膜在烘烤固化时充分交联固化，会导致漆膜的韧性变差，因此使该漆膜的耐冲击性较差，在卷材方面不易采用。中国专利CN101824251A具有高耐候性、保色泽性和耐化学腐蚀性的PVDF型碳树脂涂料，但由于甲基丙烯酸甲酯为热塑性材料，并且经过长期户外环境侵蚀，酯键易发生断裂，导致漆膜硬度较差，使漆膜使用寿命变短。

发明内容

本发明的目的是针对前述现有技术的问题，改进现有的PVDF卷材涂料。由于二乙烯二醇酯类预聚体具有非常好的交联能力，可以将链状聚合物分子连接成为网状分子或在成膜过程中可提供多官能团参与交联反应，其两端虽为柔性链段，但链段短受力后不易拉伸，可有效固定树脂基体，提高树脂及膜的热稳定性和耐候性，因此发明人将其应用于PVDF卷材涂料中，同时通过在预聚体中引入少量苯环结构，以期在保持树脂柔韧性的条件下，有效改善树脂的硬度，特别是避免由于丙烯酸树脂缺陷而导致PVDF漆膜整体耐候性、力学性能下降。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

本发明的一个技术方案提供了一种丙烯酸预聚体A用于在聚偏氟乙烯卷材涂料中的应用，所述预聚体A为式I化合物，

式I中，R选自

或者

或者-(CH2)n-，1≤n≤4。

本发明的又一个技术方案提供了一种聚偏氟乙烯卷材涂料，含有丙烯酸预聚体A，所述的丙烯酸预聚体A为式I化合物，

式I中，R选自

或者

或者-(CH₂)_n-，1≤n≤4。

根据上述技术方案提供的涂料，在一些实施方式中被制成中温烘烤型聚偏氟乙烯卷材面漆涂料，其包含下列质量百分数的组分：

1)20-30％的聚偏氟乙烯树脂；

2)8-15％的丙烯酸树脂；

3)1.5-6％的丙烯酸预聚体A；

4)40-50％的有机溶剂；

5)15-20％的颜填料；

6)1-3％的助剂。

在一些实施方式中，所述的颜填料选自钛白、耐高温陶瓷颜料、透明氧化铁颜料、铝粉或珠光颜料。

根据上述技术方案提供的涂料，在一些实施方式中被制成中温烘烤型聚偏氟乙烯卷材清漆涂料，其包含下列质量百分数的组分：

1)15-30％的聚偏氟乙烯树脂；

2)8-15％的丙烯酸树脂；

3)2.5-9％的丙烯酸预聚体A；

4)40-70％的有机溶剂；

5)1-3％的助剂。

根据上述技术方案提供的涂料，在一些实施方式中，丙烯酸类树脂选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯羟丙酯。

根据上述技术方案提供的涂料，在一些实施方式中，有机溶剂为二甲苯、丙酮或尼龙酸二甲酯中至少2种的混合溶剂。

根据上述技术方案提供的涂料，在一些实施方式中，所述的助剂选自多元羧酸类聚合物润湿分散剂、改性聚氨酯嵌段聚合物润湿分散剂或氟改性聚丙烯酸酯类流平剂。

上述技术方案提供的涂料，可应用于铝板、镀锌钢板和普通钢板。

本发明前述技术方案明所述的丙烯酸预聚体A是与丙烯酸类树脂溶液共混，然后与PVDF树脂进行共混制备涂料。

根据本发明上述技术方案提供的涂料，在一些实施方式中，其使用方法是：将上述涂料涂覆于基材以后，经过200-230℃烘烤，40-50s固化成膜。

除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，涂覆于基材以后，“40-50s固化成膜”表示固化成膜的时间范围t为40s≤t≤50s。

本发明使用的术语“或”表示备选方案，如果合适的话，可以将它们组合，也就是说，术语“或”包括每个所列出的单独备选方案以及它们的组合。例如，“有机溶剂选自丙酮、甲醇或乙醇”表示有机溶剂可以是丙酮、甲醇、乙醇的一种，也可以是其一种以上的组合。

本发明的上述技术方案提供的涂料，其有益效果在于：

1、由于本发明使用的丙烯酸预聚体漆膜在烘烤时，预聚体能有效发生交联反应，并且和丙烯酸树脂、PVDF树脂分子链之间发生分子间作用力及分子链的相互缠绕，形成互穿网络结构，改善漆膜的抗老化性能，能有效提高漆膜的表面硬度改善漆膜的耐甲乙酮测试性能，同时对颜料的润湿性和固定也有所帮助。

2、由于本发明使用的丙烯酸预聚体A含有苯环等基团，并且具有较高的交联活性，同时与丙烯酸树脂的相容性非常优异，整个涂层的致密性更好，能够有效改善漆膜的抗老化性能。

3、本发明的丙烯酸树脂、PVDF树脂与丙烯酸预聚体A具有优异的混溶性，可以有效改善丙烯酸预聚体A与底材的附着力，被用于清漆时，能显著提高清漆漆膜的透明性。

4、根据本发明的技术方案制备的漆膜烘烤温度在较低温度200-230℃左右就可以发生有效交联反应和固化，降低能耗和减少丙烯酸树脂在高温下变黄、分解的发生。

具体实施方式

以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。实施例中所用的原料均可以通过商业途径获得。

除非另有说明，实施例及对比例中的数据均以重量份表示，实施例和表格中如未标明，则单位为克。

对比例1

丙烯酸树脂溶液预先配置为浓度40％的树脂溶液，选用的溶剂为二甲苯和丙酮，清漆中PVDF树脂与丙烯酸树脂配比为70:30，清漆的理论固含量为40％，将原料混合后用砂磨分散至细度在25μm以下出料。对其进行透光、T弯、铅笔硬度和耐甲乙酮擦拭测试，其中铅笔硬度、耐甲乙酮擦拭均按照HG/T3793-2005中的要求进行。透光率用分光光度计测定，在玻璃板上涂清漆，在烘烤冷却后采用580nm的波长的光源测定，T弯测定按照HG/T3830-2006标准执行。

原料配方见表1，性能结果见表2，其中Perenol E11购自深圳汇利兴，BYK-088购自比克化学。

实施例1

配制方法同对比例1，原料配方见表1，测试项目及标准同对比例1，性能结果见表2，其中Perenol E11购自深圳汇利兴，BYK-088购自比克化学。

表1清漆配方

表2清漆产品性能比较

由表2可以看出，实验组1-4的透光率均高于对比例1，说明本发明的热固性丙烯酸树脂预聚体A应用于中温烘烤型PVDF涂料中，能够有效提高漆膜的透明性。同时，由表2可知实验组1-4的漆膜柔韧性(T弯)明显优于对比例1，能够满足中温烘烤型PVDF卷材涂料使用要求。

对比例2

丙烯酸树脂溶液预先配置为浓度40％的树脂溶液，选用的溶剂为二甲苯和丙酮，PVDF树脂与丙烯酸树脂配比为70:30，面漆的理论固含量为50％，钛白R960为DUPONT公司产品，上述原料混合后用砂磨分散至细度在25μm以下出料。对其进行人工加速老化和T弯测试测试。人工加速老化性能测试按照HG/T3793-2005中的要求进行，T弯测定按照HG/T3830-2006标准执行。

原料配方见表3，性能结果见表4，表中助剂皆购自比克化学。

实施例2

配制方法同对比例2，原料配方见表3，测试项目及标准同对比例2，性能结果见表4，表中助剂皆购自比克化学。

表3面漆配方

表4面漆产品的漆膜性能比较

从表4可以看到，实验组5-7已通过人工加速老化4000小时的实验，抗老化性能满足HG/T3793-2005的要求。而对比例2在3000小时的失光率就大于标准要求，同时出现粉化现象。

Claims

1.一种丙烯酸预聚体A用于在聚偏氟乙烯卷材涂料中的应用，所述丙烯酸预聚体A为式I化合物，

式I中，R选自

或者

或者-(CH₂)_n-，1≤n≤4。

2.一种聚偏氟乙烯卷材涂料，其特征是，含有丙烯酸预聚体A，所述的丙烯酸预聚体A为式I化合物，

式I中，R选自

或者

或者-(CH₂)_n-，1≤n≤4。

3.根据权利要求2所述的涂料，其特征是，包含下列质量百分数的组分：

1)20-30％的聚偏氟乙烯树脂；

2)8-15％的丙烯酸树脂；

3)1.5-6％的丙烯酸预聚体A；

4)40-50％的有机溶剂；

5)15-20％的颜填料；

6)1-3％的助剂。

4.根据权利要求3所述的涂料，其特征是，所述的颜填料选自钛白、耐高温陶瓷颜料、透明氧化铁颜料、铝粉或珠光颜料。

5.根据权利要求2所述的涂料，其特征是，包含下列质量百分数的组分：

1)15-30％的聚偏氟乙烯树脂；

2)8-15％的丙烯酸树脂；

3)2.5-9％的丙烯酸预聚体A；

4)40-70％的有机溶剂；

5)1-3％的助剂。

6.根据权利要求3或5任一项所述的涂料，其特征是，丙烯酸类树脂选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯羟丙酯。

7.根据权利要求3或5任一项所述的涂料，其特征是，有机溶剂选自二甲苯、丙酮或尼龙酸二甲酯中至少2种的混合溶剂。

8.根据权利要求3或5任一项所述的涂料，其特征是，所述的助剂选自多元羧酸类聚合物润湿分散剂、改性聚氨酯嵌段聚合物润湿分散剂或氟改性聚丙烯酸酯类流平剂。