CN104479474A - 一种超耐候氟碳涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超耐候氟碳涂料，原料按质量百分比为：聚偏二氟乙烯树脂10.00-40.00％、改性丙烯酸树脂1.00-20.00％、颜料1.00-30.00％、填料10.00-40.00％、助剂0.00-2.00％，余量为溶剂。本发明还公开了上述涂料的制备方法。所述涂料的配方及生产过程所涉及物料皆为低毒或无毒物质，且性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及氟碳涂料，具体涉及一种超耐候氟碳涂料及其制备方法。
背景技术
随着城市现代化程度的加深，建筑越来越高，易掉落的贴面瓷砖、玻璃等装饰已逐渐退出市场，取替之的是涂料或预涂装的幕墙板材型材。预涂装幕墙因其兼具装饰和防护功能而广泛应用于各种大型、高档建筑，但是随之而来的问题是幕墙表面涂层的更换和清洁维护成本太高。氟碳涂料以其优异的耐候性和防污性引起了人们的关注，将其应用在建筑外墙，可以起到长达15-30年的装饰和保护作用，延长维护周期3-6倍。
中国专利CN 100455634C公开了一种环保型无毒含氟卷材涂料，该卷材涂料用作底漆；中国专利申请CN 1657578A公开了一种塑窗型材用超耐候彩色氟碳涂料，它们对于树脂或丙烯酸树脂的概念过于模糊，不能对其声称可以达到的耐候性提供支持。中国专利申请CN101235240A公开了一种聚偏二氟乙烯树脂涂料及其生产方法。该涂料用于铝幕墙板、铝型材、彩钢板等高档外墙装饰保护材料的预涂装，但其所用溶剂为毒性较大、气味较重的二甲苯、异佛尔酮等，在生产和应用中会危害工人健康、破坏环境。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明采用低毒或无毒物质以及改性的丙烯酸树脂作为氟碳涂料的配方，提供了以下技术方案：
本发明的技术方案的第一方面提供了一种超耐候氟碳涂料，包括聚偏二氟乙烯树脂、改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂，其中各组分质量百分比为：聚偏二氟乙烯树脂10.00％-40.00％、改性丙烯酸树脂1.00％-20.00％、颜料1.00％-30.00％、填料10.00％-40.00％、助剂0.00％-2.00％，余量为溶剂，共计100％；其中，所述的改性丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯共聚物。
本发明的技术方案的第二方面提供了一种制备上述超耐候氟碳涂料的方法，包括以下步骤：
1)将改性丙烯酸树脂溶解在溶剂中制备成固体质量含量为30.00-50.00％的溶液；
2)将步骤1)制得的树脂溶液与颜料、填料、助剂以及溶剂混合研磨分散至细度≤30μm，制得色浆；
3)将聚偏二氟乙烯树脂与溶剂加入色浆中，搅拌分散均匀，过滤。
根据本发明第一方面的技术方案提供的超耐候氟碳涂料，在一些实施方式中，原料按质量百分比为：聚偏二氟乙烯树脂20.00-40.00％、改性丙烯酸树脂10.00-20.00％、颜料5.00-20.00％、填料10.00-20.00％、助剂0.00-2.00％，余量为溶剂，共计100％。
在一些实施方式中，所述的改性丙烯酸树脂中，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的比例为3:1-9；在又一些实施方式中，还包括含羟基单体，如丙烯酸羟乙酯，用量1-20％。
在一些实施方式中，所述聚偏氟乙烯树脂分子量为300000-1000000。包括市售商品等。
在一些实施方式中，所述颜料选自金红石型二氧化钛、炭黑、钴蓝、钼铋黄或氧化铁红。
在一些实施方式中，所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯或邻苯二甲酸二甲酯。
在一些实施方式中，所述填料选自碳酸钙、硫酸钡、云母粉或滑石粉。
在一些实施方式中，所述助剂为消泡剂、分散剂、流平剂中的一种或几种。
根据本发明第二方面的技术方案提供的制备方法，在一些实施方式中，步骤3)中搅拌速度为500-5000rpm。
在一些实施方式中，所述过滤为用50-500目滤网过滤。
本发明的实施方式中使用的水均采用去离子水。
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，“搅拌速度为500-5000rpm”表示搅拌速度R的范围为500rpm≤R≤5000rpm。
本发明使用的定义“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，“填料选自碳酸钙、硫酸钡、云母粉或滑石粉”表示填料可以是碳酸钙、硫酸钡、云母粉、滑石粉之中的一种，也可以是其一种以上的组合。
本发明中的数字均为近似值，无论有否使用“大约”或“约”等字眼。数字的数值有可能会出现1％、2％、5％、7％、8％、10％等差异。每当公开一个具有N值的数字时，任何具有N+/-1％，N+/-2％，N+/-3％，N+/-5％，N+/-7％，N+/-8％或N+/-10％值的数字会被明确地公开，其中“+/-”是指加或减，并且N-10％到N+10％之间的范围也被公开。例如，对于“膨化的升温速率为10℃/min”，则有10℃/min+/-1％，10℃/min+/-2％，10℃/min+/-3％，10℃/min+/-5％，10℃/min+/-7％，10℃/min+/-8％和10℃/min+/-10％的值被同时公开，同时，10℃/min-10％到10℃/min+10％之间的温度范围也属于公开的范围，亦即9-11℃/min之间的值，都在膨化的升温速率的包含范围内。
根据本发明第一方面的技术方案提供的超耐候氟碳涂料，其适用于铝、铁、锌、钛、镍等金属或合金基材；适用于喷涂、辊涂、刮涂、浸涂等涂装工艺；可与丙烯酸底漆、环氧树脂底漆、氨基树脂底漆、氟碳树脂底漆等多种底漆配合涂装，也可单独涂装。
本发明克服了现有技术中原料及产品不环保、物质信息不明确等种种不足，提供了一种比较环保的超耐候氟碳涂料及生产和应用该涂料的方法，具体的，本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：1)本发明第一方面的技术方案提供的涂料或第二方面提供的制备方法，其配方及生产过程所涉及物料皆为低毒或无毒物质；2)改性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯共聚物，可以有效提高涂层附着力和耐候性；3)制备所得超耐候氟碳涂料性能优异，高于标准《HGT 3793-2005热熔型氟树脂(PVDF)涂料》的要求。
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。
实施例1
将90g份改性丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯单体、丙烯酸乙酯单体、丙烯酸羟乙酯单体的比例为2:2:1)溶解在210g乙酸丁酯中制备成固体质量含量为30.00％的树脂溶液300g；将上述300g树脂溶液与70g钛白粉、20g钴蓝、10g炭黑、100g滑石粉、5g消泡剂、5g分散剂、90g邻苯二甲酸二甲酯混合研磨分散至细度≤30μm，以100目滤网过滤制得色浆500g；将300g聚偏二氟乙烯树脂与33g邻苯二甲酸二甲酯加入上述500g色浆中，搅拌分散均匀，搅拌速度2000rpm；以300目滤网过滤即制得本发明所述的超耐候氟碳涂料。
将上述氟碳面漆稀释至50％固含量，用80μm线棒涂布器涂装于预涂有丙烯酸底漆的钢板上，置于250℃烘箱中烘烤15min，取出后室温自然冷却。
按照《HGT 3793-2005热熔型氟树脂(PVDF)涂料》标准进行试板涂装及检测，测试其PVDF含量、涂膜外观、铅笔硬度、干附着力、湿附着力、沸水附着力、耐冲击性、耐磨性、耐盐酸性、耐硝酸性、耐砂浆性、耐洗涤性、耐窗洗液性、耐湿热性、耐盐雾性及耐紫外光加速老化性能，结果见表1。
实施例2
将180g份改性丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的比例为3:1)溶解在180g乙酸乙酯中制备成固体质量含量为50.00％的树脂溶液360g；将上述360g树脂溶液与50g钛白粉、200g碳酸钙、5g分散剂、15g流平剂、50g丁二酸二甲酯、50g戊二酸二甲酯、50g己二酸二甲酯混合研磨分散至细度≤30μm，以200目滤网过滤制得色浆700g；将160g聚偏二氟乙烯树脂与36g丁二酸二甲酯加入上述700g色浆中，搅拌分散均匀，搅拌速度1000rpm；以200目滤网过滤即制得本发明所述的超耐候氟碳涂料。
将上述氟碳面漆稀释至40％固含量，用自动刮涂机涂装于预涂有氨基树脂底漆的铝板上，湿膜厚度控制在100μm，然后置于240℃烘箱中烘烤10min，取出后室温自然冷却。
按照《HGT 3793-2005热熔型氟树脂(PVDF)涂料》标准进行试板涂装及检测，检测项目同实施例1，结果见表1。
实施例3
将90g份改性丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的比例为1:3)溶解在100g乙酸丁酯、35g邻苯二甲酸二甲酯中制备成固体质量含量为40.00％的树脂溶液225g；将上述225g树脂溶液与150g钛白粉、50g钼铋黄、100g硫酸钡、50g丁二酸二乙酯、100g戊二酸二甲酯混合研磨分散至细度≤30μm，以400目的滤网过滤制得色浆600g；将240g聚偏二氟乙烯树脂与49g邻苯二甲酸二甲酯加入上述600g色浆中，搅拌分散均匀，搅拌速度3000rpm；以100目滤网过滤即制得本发明所述的超耐候氟碳涂料。
将上述氟碳面漆稀释至30％固含量，用喷枪喷涂涂装于预涂有氟碳底漆的铝板上，湿膜厚度控制在120μm，然后置于230℃烘箱中烘烤15min，取出后室温自然冷却。
按照《HGT 3793-2005热熔型氟树脂(PVDF)涂料》标准进行试板涂装及检测，检测项目同实施例1，结果见表1。
表1实施例1-3的性能测试结果
从表1可知，实施例1-3所制备氟碳涂料及涂层的各项性能均达到标准要求，其中铅笔硬度超出标准2到3个等级，耐磨性最高高于标准80％，耐湿热性最高高于标准100％，耐盐雾性最高高于标准50％，耐紫外光加速老化性最高高于标准100％。
Claims (10)
1.一种超耐候氟碳涂料，包括聚偏二氟乙烯树脂、改性丙烯酸树脂、颜料、填料、助剂、溶剂，其特征在于，各组分质量百分比为：聚偏二氟乙烯树脂10.00％-40.00％、改性丙烯酸树脂1.00％-20.00％、颜料1.00％-30.00％、填料10.00％-40.00％、助剂0.00％-2.00％，余量为溶剂，共计100％；
其中，所述的改性丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯共聚物。
2.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的比例为3:1-9。
3.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，原料按质量百分比为：聚偏二氟乙烯树脂20.00-40.00％、改性丙烯酸树脂10.00-20.00％、颜料5.00-20.00％、填料10.00-20.00％、助剂0.00-2.00％，余量为溶剂，共计100％。
4.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，所述聚偏氟乙烯树脂分子量为300000-1000000。
5.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，所述颜料选自金红石型二氧化钛、炭黑、钴蓝、钼铋黄或氧化铁红。
6.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯或邻苯二甲酸二甲酯。
7.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，所述填料选自碳酸钙、硫酸钡、云母粉或滑石粉。
8.根据权利要求1所述的超耐候氟碳涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂、分散剂、流平剂中的一种或几种。
9.一种制备权利要求1-8所述超耐候氟碳涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将改性丙烯酸树脂溶解在溶剂中制备成固体质量含量为30.00-50.00％的溶液；
2)将步骤1)制得的树脂溶液与颜料、填料、助剂以及溶剂混合研磨分散至细度≤30μm，制得色浆；
3)将聚偏二氟乙烯树脂与溶剂加入色浆中，搅拌分散均匀，过滤。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤3)中搅拌速度为500-5000rpm。
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