CN104559611A - 一种易清洁氟碳漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种易清洁氟碳漆及其制备方法，该氟碳漆包括以下组分和重量份含量：氟碳树脂40～60、交联性树脂10～20、混合溶剂5～20、颜料3～30、消光粉0～5、流平剂0～1、消泡剂0～1、分散剂0～1；主要是采用表面能低的氟碳树脂，与交联性树脂发生交联固化，利用其成膜后含氟侧链能集中在涂膜表面的特点，最大限度的发挥氟原子的作用，有效改变共聚物的表面性能，形成疏水疏油基团，从而起到防水、防油、防锈等作用。与现有技术相比，本发明的氟碳漆易清洁性能好，漆膜外观光滑平整，颜色丰满，保光保色性能好。

Description

一种易清洁氟碳漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工建筑装饰涂料，尤其是涉及一种易清洁氟碳漆及其制备方法。

背景技术

氟碳树脂是以含氟烯烃，如四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、偏二氯乙烯(VDF)、氯乙烯(VF)等为基本单元进行均聚或共聚，或与其它单体进行共聚，以及侧链上含有氟碳化学键的单体自聚或共聚而得到的分子结构中含有较多氟碳键(F-C)的聚合物。氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的涂料，其主要特点是树脂中含有的F-C键，键能大，且键长小，且C-C键由于受氟原子空间屏蔽效应的保护，其它原子不易入侵，在受光、热的作用下难以断裂，因此含氟化合物及其聚合物的涂料显示出表面自由能低、耐候性高及化学稳定性好等优点。

含氟树脂的氟碳涂料已在建筑、机械、化工、航空航天、陶瓷、塑料等领域得到广泛的应用，涂层耐沾污能力不足是普遍存在的共性问题，也是制约我国装饰涂料推广应用的突出技术难题。饰面被污染，大大影响了其美观性和耐久性。人们一直期望开发不易附着污染或者使附着污染物能借助于雨水、风力等外界自然条件被去除的自清洁涂料。因此，改善氟碳涂料涂膜的耐沾污性和自清洁性是氟碳涂料发展中的一个重要研究课题。

目前，国内外普遍采用表面能低的氟碳树脂、有机硅改性丙烯酸树脂或者向涂料中添加含氟、含硅助剂来降低污染物的附着，主要选用微粉化技术、荷叶效应、气球陶瓷理论、自分层技术及光催化效应等理论与技术来提高涂膜耐沾污性和易清洁性，但一些技术难关尚未完全攻克，对我国还有一定的不适用性和局限性，常用的PVDF和FEVE氟碳涂料的长期装饰性还存在着问题，表现为涂膜在一些场合下装饰效果在短期内变差，失去原来鲜艳的色彩，变黑变灰，或形成各种条状的黑色、黄色斑痕，严重影响装饰效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种同时具有良好的易清洁性能和装饰效果的易清洁氟碳漆及其制备方法。本发明采用侧链含有含氟基团的全氟烷基丙烯酸酯改性丙烯酸酯作为成膜物质，利用其成膜后含氟侧链能集中在涂膜表面的特点，最大限度的发挥氟原子的作用，有效改变共聚物的表面性能，使漆膜具有优异的耐污染性及易去污性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种易清洁氟碳漆，该氟碳漆包括以下组分和重量份含量：氟碳树脂40～60、交联性树脂10～20、混合溶剂5～20、颜料3～30、消光粉0～5、流平剂0～1、消泡剂0～1、分散剂0～1。

所述的氟碳树脂为含氟的丙烯酸酯聚合物，优选丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯为单体的聚合物。

所述的交联性树脂为脂肪族聚氰酸酯或氨基树脂，优选脲醛树脂(UF)、三聚氰胺甲醛树脂(MF)或聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)。

所述的混合溶剂为酯类、酮类、芳香烃类或醇类，优选乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丁酮、环己酮、异氟尔酮、甲苯、二甲苯、丙醇或丁醇的一种或几种。

所述的颜料为无机或有机颜料；

无机颜料选自钛白粉、铝银粉、氧化铁、钼铬红或铅铬黄中的一种或几种；

有机颜料选自如下的颜料：炭黑、偶氮颜料、苯并咪唑酮颜料、金属络合物颜料、苝颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚啉颜料、蒽醌颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、喹吖啶酮醌颜料或二噁嗪颜料。

所述的消光粉为气相二氧化硅、滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙或低分子热塑性树脂。

所述的流平剂为聚丙烯酸酯聚合物、醇或有机硅氧烷，选自丙二醇、聚甲基丙烯酸酯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体、丙二醇、甲醚醋酸酯或聚二甲基聚硅氧烷复合物，优选Levaslip 435或Levaslip 882。

所述的消泡剂为有机硅氧烷或聚醚或酰胺，选自聚二甲基硅氧烷、磷酸三丁酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚丙烯酰胺，优选Deform 6600或Deform 5500。

所述的分散剂为无机分散剂或有机分散剂，

所述无机分散剂为硅酸盐或碱金属磷酸盐，选自水玻璃、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠；

所述有机分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、古尔胶、羟甲基纤维素钠或脂肪酸聚乙二醇酯，优选Disponer 903、Disponer923、Disponer983或Disponer9850。

一种易清洁氟碳漆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按配方要求投料量先将全部或部分氟碳树脂、混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将各种助剂、颜料依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)混合分散均匀后让物流经过研磨机研磨，至需要的细度；

(4)加入其余的助剂、消光粉、氟碳树脂；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤，得到混合物a；

(6)使用时，将混合物a加入交联性树脂，混合均匀后施工；

上述配方为：氟碳树脂40～60重量份，交联性树脂10～20重量份，混合溶剂5～20重量份，颜料3～30重量份，消光粉0～5重量份，流平剂0～1重量份、消泡剂0～1重量份、分散剂0～1重量份；

步骤(3)所述的细度为粒径为5～30微米。

与现有技术相比，本发明高性能的易清洁装饰氟碳漆，主要由含氟丙烯酸树脂、脂肪族聚异氰酸酯树脂或氨基树脂作交联剂、分散助剂、流平助剂、有机溶剂、颜料等组成。主要是采用表面能低的氟碳树脂，与交联性树脂发生交联固化反应，利用其成膜后含氟侧链能集中在涂膜表面的特点，最大限度的发挥氟原子的作用，有效改变共聚物的表面性能，形成疏水疏油基团，从而起到防水、防油、防锈等作用。上述配比是考虑颜基比、交联固化程度、分散性能、施工粘度等，通过实验优化，反复验证得到的，若组分或配比不在上述范围内，则不能具有上述效果。

本发明方法简单，原材料来源丰富且价格低廉，产品各项指标均符合国家标准，对附着在墙面上的灰尘、油污具有显著的自清洁功能，该建筑涂料可长期保持各种建筑物外墙及户外建筑设施干净清洁，效果明显优于现有自清洁涂料。本发明的有益效果是：易清洁性能好，漆膜外观光滑平整，颜色丰满，保光保色性能好。

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。

实施例1

丙烯酸三氟乙酯聚合物40g，脂肪族聚氰酸酯10g，混合溶剂(异氟尔酮、二甲苯及丙二醇甲醚乙酸酯)16g，颜料30g，消光粉(气相二氧化硅)3g，助剂0.5g(包括流平剂Levaslip 435、消泡剂Deform 6600)。

制备上述涂料的方法，包括以下工艺步骤：

(1)按配方要求先将全部氟碳树脂40g，异氟尔酮5g、二甲苯5g和丙二醇甲醚乙酸酯6g组成的混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将助剂0.2g流平剂Levaslip 435，颜料30g氧化铁依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)待混合均匀后过研磨机，粒径达到5微米；

(4)加入其余的助剂0.3g的消泡剂Deform 6600、消光粉3g；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤、得到混合物a；

(6)使用时，在混合物a中加入脂肪族聚异氰酸酯10g，混合均匀后施工。

两组份混合后的施工性和涂膜性能如下：在常温条件下的混合粘度3000-5000mPa.s，可操作时间4-6小时，半硬化时间8-12小时，硬化时间为24-48小时，具有优异的涂料施工性和涂膜干燥性。

经喷涂所形成的涂膜姓能指标如表1所示：

表1实施例1所得氟碳漆经喷涂所形成的涂膜姓能指标

测试结果可知：该装饰氟碳涂料易清洁性能好，漆膜外观光滑平整，颜色丰满，保光保色性能好。

实施例2

甲基丙烯酸三氟乙酯聚合物55g，脲醛树脂(UF)15g，混合溶剂10g，颜料5g，消光粉0g，助剂1g。

所述的混合溶剂包括乙酸丁酯、环己酮、丙二醇甲醚乙酸酯。

制备上述涂料的方法，包括以下工艺步骤：

(1)按配方要求先将氟碳树脂45g，2g乙酸丁酯、2g环己酮、6g丙二醇甲醚乙酸酯组成的混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将0.3g分散剂Disponer 903、1g钛白粉、1g钛菁蓝和3g钛菁绿依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)待混合均匀后过研磨机，粒径达到30微米；

(4)加入其余的助剂0.2g分散剂Disponer 903、氟碳树脂10g；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤、得到混合物a；

(6)使用时，在混合物a中加入脂肪族聚异氰酸酯15g，混合均匀后施工。

涂料的施工性和涂膜性能与实施例1相似。

实施例3

丙烯酸五氟丙酯聚合物45g，三聚氰胺甲醛树脂(MF)10g，混合溶剂15g，颜料15g，消光粉2g，助剂0.8g。

所述的混合溶剂包括环己酮、二甲苯、丙二醇甲醚乙酸酯。

制备上述涂料的方法，包括以下工艺步骤：

(1)按配方要求先将部分氟碳树脂25g，环己酮10g、二甲苯2g、丙二醇甲醚乙酸酯3g组成的混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将0.2g流平剂Levaslip 882、0.2g消泡剂Deform 5500、0.1g分散剂Disponer983，15g炭黑依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)待混合均匀后过研磨机，粒径达到20微米；

(4)加入其余的助剂0.1g流平剂Levaslip 882、0.1g消泡剂Deform 5500、0.1g分散剂Disponer983、2g气相二氧化硅、20g氟碳树脂；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤、得到混合物a；

(6)使用时，在混合物a中加入脂肪族聚异氰酸酯10g，混合均匀后施工。

涂料的施工性和涂膜性能与实施例1相似。

实施例4

一种易清洁装饰氟碳漆，该氟碳漆包括以下组分和重量份含量：

氟碳树脂(甲基丙烯酸五氟丙酯)60，

交联性树脂(聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE))          20，

混合溶剂(1∶1∶1的乙酸丁酯、环己酮、异氟尔酮)  20，

颜料(钛菁蓝与钛菁绿)    30，

消光粉(气相二氧化硅)    5，

助剂(流平剂Levaslip 435与Levaslip 882各0.2重量份、消泡剂Deform6600与Deform 5500各0.2重量份，分散剂Disponer 903、Disponer923、Disponer983或Disponer9850各0.05重量份)。

上述易清洁装饰氟碳漆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按配方要求先将全部或部分氟碳树脂、混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将助剂、颜料依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)待混合均匀后过研磨机，研磨到粒径为10微米；

(4)加入其余的助剂、消光剂、氟碳树脂；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤，得到混合物a；

(6)使用时，将混合物a加入交联性树脂，混合均匀后施工。

涂料的施工性和涂膜性能与实施例1相似。

实施例5

一种易清洁装饰氟碳漆，该氟碳漆包括以下组分和重量份含量：

助剂(流平剂Levaslip 435与Levaslip 882各0.2重量份、消泡剂Deform6600与Deform 5500各0.2重量份，分散剂Disponer 903、Disponer923、Disponer983或Disponer9850各0.05重量份)。

上述易清洁装饰氟碳漆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按配方要求先将全部或部分氟碳树脂、混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将助剂、颜料依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)待混合均匀后过研磨机，研磨到粒径为30微米；

(4)加入其余的助剂、消光剂、氟碳树脂；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤，得到混合物a；

(6)使用时，将混合物a加入交联性树脂，混合均匀后施工；

涂料的施工性和涂膜性能与实施例1相似。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种易清洁氟碳漆，其特征在于，该氟碳漆包括以下组分和重量份含量：氟碳树脂40～60、交联性树脂10～20、混合溶剂5～20、颜料3～30、消光粉0～5、流平剂0～1、消泡剂0～1、分散剂0～1。

2.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的氟碳树脂为含氟的丙烯酸酯聚合物，优选丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯为单体的聚合物。

3.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的交联性树脂为脂肪族聚氰酸酯或氨基树脂，优选脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或聚酰胺多胺环氧氯丙烷。

4.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的混合溶剂为酯类、酮类、芳香烃类或醇类，优选乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丁酮、环己酮、异氟尔酮、甲苯、二甲苯、丙醇或丁醇的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的颜料为无机或有机颜料；

无机颜料选自钛白粉、铝银粉、氧化铁、钼铬红或铅铬黄中的一种或几种；

有机颜料选自如下的颜料：炭黑、偶氮颜料、苯并咪唑酮颜料、金属络合物颜料、苝颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚啉颜料、蒽醌颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、喹吖啶酮醌颜料或二噁嗪颜料。

6.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的消光粉为气相二氧化硅、滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙或低分子热塑性树脂。

7.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的流平剂为聚丙烯酸酯聚合物、醇或有机硅氧烷，选自丙二醇、聚甲基丙烯酸酯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体、丙二醇、甲醚醋酸酯或聚二甲基聚硅氧烷复合物，优选Levaslip435或Levaslip882。

8.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅氧烷或聚醚或酰胺，选自聚二甲基硅氧烷、磷酸三丁酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚丙烯酰胺，优选Deform6600或Deform5500。

9.根据权利要求1所述的一种易清洁氟碳漆，其特征在于，所述的分散剂为无机分散剂或有机分散剂，

所述无机分散剂为硅酸盐或碱金属磷酸盐，选自水玻璃、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠；

所述有机分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、古尔胶、羟甲基纤维素钠或脂肪酸聚乙二醇酯，优选Disponer903、Disponer923、Disponer983或Disponer9850。

10.一种如权利要求1所述的易清洁氟碳漆的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按配方要求投料量先将全部或部分氟碳树脂、混合溶剂投入反应釜中，并进行搅拌；

(2)保持搅拌并将各种助剂、颜料依次投入反应釜中，搅拌0.5～1小时；

(3)混合分散均匀后让物流经过研磨机研磨，至需要的细度；

(4)加入其余的助剂、消光粉、余下氟碳树脂；

(5)再缓缓搅拌0.5～1小时，过滤，得到混合物a；

(6)使用时，将混合物a加入交联性树脂，混合均匀后施工；

上述配方为：氟碳树脂40～60重量份，交联性树脂10～20重量份，混合溶剂5～20重量份，颜料3～30重量份，消光粉0～5重量份，流平剂0～1重量份、消泡剂0～1重量份、分散剂0～1重量份；

步骤(3)所述的细度为粒径为5～30微米。