CN104817903B - 一种喷涂pvdf氟碳自洁型清漆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，由甲组分和乙组分组成，其中甲组分由以下质量份配比的原料制成：PVDF氟碳树脂40～50、丙烯酸树脂10～25、溶剂15～20、氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物15～20、助剂1～2、聚苯乙烯3～5、乙组分由以下质量份原料制成：多异氰酸酯固化剂2～5。该喷涂PVDF氟碳自洁型清漆具有更强烈的自洁效果，尤其是对小颗粒污染物，且自洁效果保持时间长，可长达50年，还能降低建筑物外墙清洗频率，降低维护费用。本发明还公开了上述喷涂PVDF氟碳自洁型清漆的制作方法。

Description

一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆及其制作方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆及其制作方法。

背景技术

氟碳涂料作为一种高性能的涂料产品，是以含氟树脂为主要成膜物，并在氟树脂基础上经过改性、加工而成的一种新型涂层材料。氟碳涂料的主要特点是树脂中含有大量的F-C键，键能为485kJ/mol，远高于C-H的键能(413kJ/mol)。因此在光照、热环境、或强化学腐蚀环境下，F-C键仍然能够保持稳定的状态，从而显示出氟碳涂料超长的耐候性、突出的耐盐雾性及耐化学介质腐蚀稳定性作为一种新兴的高耐候性涂料，氟碳涂料问世于20世纪50年代，现已被广泛应用于大型建筑钢结构的防腐蚀工程，如体育场馆、大型桥梁的钢结构重防腐涂装等。

PVDF氟碳烤漆主要应用在铝合金外墙装饰幕墙上，目前中国是世界主要外墙铝合金幕墙加工生产基地。随着中国经济的高速发展，国内也越来越多的建筑采用高档铝合金建筑幕墙。PVDF氟碳涂料本身具有一定的自清洁效果，但是国内很多地方，由于汽车尾气以及大量雾霾天气的出现，对这种外墙自洁效果的要求越来越强烈。

普通的氟碳涂料虽然具有优异的保光保色性，但由于并不具备自清洁效果，长期使用后会造成建筑物表面污染严重，导致其景观形象受到影响。

申请号为200712094的专利申请公开了一种抗污自洁氟碳艺术毛面幕墙板及其制备方法，该幕墙板由基板和抗污氟碳涂层组成，涂层厚度为30～50μm，涂层组分由聚酯树脂和含氟树脂、固化剂、助剂、颜料和抗污自洁剂按一定质量配比组成。其制备获得的幕墙板产品可抗高温，涂层厚度持久，可避免灰尘颗粒侵入，保持抗污自洁的效果明显；具有特殊的表面艺术效果，可保持20a以上。

申请号为200712095的专利申请公开了一种自清洁氟碳树脂涂料及其制备方法，主要步骤包括：先将二异氰酸酯与三元醇反应到一定程度，再加入计量的聚乙二醇单醚进行反应制得支化改性的二异氰酸酯，然后将改性二异氰酸酯与氟碳树脂反应，在氟碳树脂上引入亲水分子基团，获得一种自清洁氟碳树脂。将该自清洁氟碳树脂按常规方法配制成涂料，其亲水分子基团在施工后向涂层表面迁移，使涂膜表面亲水化，从而具备自清洁功能；同时氟碳树脂在涂层底部形成致密涂膜，防止污染物随雨水进入涂膜内部形成永久污染。

申请号为201410713038.3的专利申请公开了一种自清洁抗菌氟碳涂料，其原料按重量份包括以下组分：含氟聚丙烯酸树脂40-60份、硅烷偶联剂5-13份、氨基树脂1-6份、钛白粉3-15份、碳酸钙2-6份、改性纳米二氧化钛10-28份、氮化硅2-6份、钼酸锌2-8份、2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯5-10份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.3-1.2份、消泡剂0.2-1.2份、润湿剂0.5-1.8份、流平剂0.3-0.8份、固化剂0.6-1.5份、溶剂30-60份。该自清洁抗菌氟碳涂料，其具有高的自清洁能力，且抗菌性好，可以应用于建筑外墙中。

申请号为201410590610.1的专利申请公开了一种高耐候自清洁防水涂料及其制备方法，该高耐候自清洁防水涂料由下列重量份的原料制成：有机硅改性氟碳树脂30-40、氧化锆溶胶23-27、端羟基聚硅氧烷乳液0.4-0.8、二壬基萘磺酸钡1-2、硅酸铝镁0.4-0.8、葵二酸二辛脂1-2、反光粉1-2、竹炭粉2-4、玻化微珠1-3、聚乙二醇二辛基苯醚1-2、聚醚改性聚硅氧烷消泡剂0.3-0.4、过硫酸钾0.1-0.3、自清洁浆料6-9、氨丙基三甲氧基硅烷0.5-1.0、去离子水14-18；该涂料添加的反光粉能够反射光源，在夜晚带来炫目的色彩，增强涂料的装饰性能，添加的自清洁浆料具有很好的自清洁效果，减少人工清洁的费用，添加的竹炭粉具有杀菌抑菌、净化空气的作用。

但是上述氟碳涂料都只是对大气污染物中的大颗粒污染物进行了清洁，对于人体有害的小颗粒污染物方面的清洁作用未作研究，且自清洁效果保持不长，最多为20年。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，该喷涂PVDF氟碳自洁型清漆具有更强烈的自洁效果，尤其是对小颗粒污染物，且自洁效果保持时间长，可长达50年，还能降低建筑物外墙清洗频率，降低维护费用。

本发明的目的还在于提供上述喷涂PVDF氟碳自洁型清漆的制作方法，该制作方法工艺简洁，成本低。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，由甲组分和乙组分组成，

由甲组分和乙组分组成，其中甲组分由以下质量份配比的原料制成：

乙组分为以下质量份的原料：

多异氰酸酯固化剂 2～5。

各组分起到作用具体如下：

PVDF氟碳树脂是主要的成膜物质，提供漆膜的高耐候性和耐化学腐蚀性及各项基本物理性能(如硬度，附着力等)。

PVDF氟碳树脂是指聚偏二氟乙烯，外观为半透明或白色粉体或颗粒，是由1.1-二氟乙烯(H₂C＝CF₂)在自由引发剂的作用下聚合而成偏二氟乙烯均聚物。

丙烯酸树脂是次主要成膜物质，耐候性能和耐化学腐蚀性等较好，不易黄变，价格较PVDF氟碳树脂要低得多，配方中上述用量的丙烯酸树脂能有效降低成本，提高性价比，更有利于实际应用的推广。

本发明所述的丙烯酸树脂优选为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂中一种或两种。

溶剂主要用于调整成品粘度，提高贮存稳定性，同时满足施工性能的要求，主要平衡施工时挥发速度，不宜过快或过慢。

本发明所述的溶剂优选为甲苯、二甲苯、丁酮、异佛尔酮、丙二醇乙醚醋酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、二元酸酯混合物DBE和乙二醇单丁醚中一种或几种。

氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物是功能性关键复合材料，主要是其含氟改性烷基，所以具有极低的表面张力，氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物在氟碳涂料表面的移动性很大，氟碳涂料施工后涂膜表面的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物含量迅速升高，涂膜表面形成浓缩层的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物可以进行加水分解，实现了涂膜表面亲水化，而且氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物比普通的硅酸盐材料的硬度更高，粘结性更好，更不易脱落，它的导热系数低，有一定的保温功能，施工时适用温度范围广，并且可以单独在氟碳树脂和异氰酸酯固化剂中稳定存在，不存在贮放时间久或交联反应而使氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物失去表面迁移效果，从而获得一种自清洁氟碳涂料。

本发明所述的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物由氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐、溶剂和润湿分散剂制成，氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者的质量份配比优选为1～2.5：6～7：1～2，润湿分散剂的用量占氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者总质量的1～2％。

本发明所述氟碳改性聚硅氧烷优选为氟素改性聚硅氧烷复配物、氟碳改性硅氧烷溶剂、有机氟改性聚硅氧烷和氟基烷基改性聚硅氧烷的混合物；所述的硅酸盐为硅酸铝、硅酸镁、硅酸钾和硅酸钙中一种或几种；所述的溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮、异佛尔酮、丙二醇乙醚醋酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、二元酸酯混合物DBE和乙二醇单丁醚中一种或几种；所述的润湿分散剂优先为100％固含的氟改性烷基化合物，性价比高，不含有机硅，低稳泡，不影响重涂，以荷兰埃夫卡化学公司生产型号为EFKA-3650的润湿剂为佳。

其中氟素改性聚硅氧烷复配物(型号MCK-2130)，广州市千松聚合物科技有限公司生产，100％固含，具有高效的抑泡及快速的消泡性能，效果持久，不衰减，同时不影响附着力和不会引起漆膜缩孔。

氟碳改性硅氧烷溶剂(型号MCK-3068)，广州市千松聚合物科技有限公司生产，是氟碳改性有机硅，比一般的有机硅更高温，在360℃时都不产生裂解，特别适用于户外高温环境下，不影响重涂，具有高透明性，高光泽及丰满度，防止颜料折浮色与分层，还可消除漆膜表面桔皮和油污，使得漆膜具有一定的自洁能力、与体系有良好相容性。

有机氟改性聚硅氧烷(型号MCK-910或MCK-920)，广州市千松聚合物科技有限公司生产，是一种特殊的防涂鸦助剂，其最大亮点是可使涂膜的亲水性大大提高，兼有流平的功效，使涂料具有易清洗的功能。

氟基烷基改性聚硅氧烷(型号BD-FT-12)，优选为杭州市包尔得有机硅有限公司生产，100％有效成份的氟基烷基改性聚硅氧烷，比单纯氟基改性聚硅氧烷具有更好的体系相容性，适用于溶剂型或无溶剂体系要求，不仅具有极低的表面张力，还在配方能持续具有抑泡、消泡功能，兼有流平，展布、润湿效果，手感柔滑干爽。

所述的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物是通过包含以下步骤的方法制备获得的：

(1)取硅酸盐和溶剂，调节转速为400～600r/min中速分散10～15分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷和润湿分散剂，然后调节转速为1000～1300r/min高速分散20～30min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)研磨后的物料，调节转速为200～400r/min低速分散10～15分钟后，混匀即得氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物。

本发明所述的助剂主要有附着力促进剂和润湿分散剂，用量虽少但对漆的生产和贮存，施工性能，漆膜性均有不同的影响和作用。其中所述的附着力促进剂优选为硅烷偶联剂，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷较佳，所述的润湿分散剂优先为100％固含的氟改性烷基化合物，性价比高，不含有机硅，低稳泡，不影响重涂，以荷兰埃夫卡化学公司生产型号为EFKA-3650的润湿剂为佳。

通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，易着色，加工流动性好，价格适中，其适宜的加量是3～5质量份，实验数据表明如果加量超5质量份时，漆膜会变脆，厚涂会容易开裂，添加聚苯乙烯能明显提高漆膜的刚性及耐化学腐蚀性等。

多异氰酸酯固化剂是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响，例如芳香多胺、咪唑、酸酐等固化剂固化环氧树脂的耐热性高于脂肪族多胺、低分子聚酰胺固化剂；芳香族酸酐固化环氧树脂的耐水性优于芳香二胺和脂肪族多胺固化剂；三亚乙基四胺固化剂耐碱性好，但耐酸性和耐甲醛溶液性较差。脂环族多胺(如异佛尔酮二胺)固化环氧树脂的耐药品性优良。酸酐固化剂固化环氧树脂的耐碱性优于耐酸性。应根据不同的用途和性能要求选择适当的固化剂。本发明主要选择的是脂肪族胺类多异氰酸酯固化剂，其反应活性高，室温或低温下可以快速固化；对湿度相对不敏感。具有一定的颜色稳定性；良好的耐化学腐蚀性，尤其是耐溶剂；用于热固化时，具有良好的高温表现；很好的耐化学腐蚀性并具有良好的电性能和机械性能。

因此，本发明所述的多异氰酸酯固化剂优选为HDI缩二脲多异氰酸酯。HDI缩二脲多异氰酸酯(HDI多聚体)的制品耐候性、耐光性都比TDI加成物和TDI三聚体多异氰酸酯好，且生产成本低于HDI缩二脲和HDI三聚体，固化速度快于TDI加成物多异氰酸酯，提高涂层的致密性方面多聚交联网状结构比普通的线型结构和二聚结构(缩二脲)更加致密，大大提高了涂膜的硬度，污染物很难渗入涂层表面，同时污染物也不易粘附，在改善涂膜表面性能方面，通过增大或减小涂膜表面的水接触角，从而使涂膜表面具有疏水性或亲水性是实现涂膜耐沾污、自清洁功能的两大方向。

本发明中自清洁氟碳涂料的制备原理是：PVDF氟碳树脂、丙烯酸树脂、溶剂、氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物、助剂、聚苯乙烯混合后，可以作为甲组分，多异氰酸酯固化剂作为乙组分，通过在常规氟碳涂料甲组分中添加氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物(指氟碳改性聚硅氧烷和硅酸盐材料先单独预先分散作为功能复合材料)，配合乙组分三聚体结构的异氰酸酯固化剂交联成膜后，在氟碳树脂上引入亲水分子基团，同时氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物中含氟烷基硅酸盐表面自由能低，具有极低的表面张力，氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物在氟碳涂料表面的移动性很大，氟碳涂料施工后涂膜表面的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物含量迅速升高，涂膜表面形成浓缩层的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物可以进行加水分解，实现了涂膜表面亲水化。而且氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物可以单独在氟碳树脂和异氰酸酯固化剂中稳定存在，不存在贮放时间久或交联反应而使氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物失去表面迁移效果，从而获得一种自清洁氟碳涂料。

本发明在传统PVDF清漆的基础上，通过添加氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，聚苯乙烯和多异氰酸酯固化剂，使涂料表面具有更强烈的自洁效果，经过雨水冲刷，可以使建筑物外墙焕然一新，很大程度上降低建筑物外墙清洗频率，降低维护费用。

本发明在聚苯乙烯中掺入少量多异氰酸酯共聚物，可以显著提高聚合物膜的憎水、憎油性。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：上述喷涂PVDF氟碳自洁型清漆的制作方法，含以下步骤：

(1)按计量关系取PVDF氟碳树脂、丙烯酸树脂和溶剂，加入到有回流冷却水的搅拌釜里，调节转速为400～600r/min中速分散20～30分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，然后调节转速为1200～1500r/min高速分散20～40min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)在研磨后的物料中按计量关系加入助剂，混匀即得喷涂PVDF氟碳自洁型清漆甲组分，备用；

(4)按计量关系取多异氰酸酯固化剂即乙组分，备用；

(5)施工时，将甲组分和乙组分混匀，即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆。

其中步骤(1)的分散和步骤(2)的研磨过程中优选保持温度不超过38℃。

本发明所述清漆使用时，采用喷涂的方式上漆，喷涂时烘烤温度为230～250℃，烘烤时间为10～30分钟。

制得油漆的施工粘度通常可以调整到15～25秒/20℃，涂-4杯。

本发明具有如下有益效果：

(1)本发明在传统PVDF清漆的基础上，通过添加氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，聚苯乙烯和多异氰酸酯固化剂，使涂料表面具有更强烈的自洁效果，经过雨水冲刷，可以使建筑物外墙焕然一新，很大程度上降低建筑物外墙清洗频率，降低维护费用；

(2)本发明在聚苯乙烯中掺入少量多异氰酸酯共聚物，可以显著提高聚合物膜的憎水、憎油性；

(3)通过自动喷涂线喷涂就可以提供建筑外墙铝合金装饰幕墙以更好地自清洁效果，以降低养护费用，提高外墙美观度；

(4)本发明制备获得的涂料产品可抗高温，涂层厚度持久，可避免灰尘颗粒物(包括大颗粒物，PM10和PM2.5)侵入，保持抗污自洁的效果明显；如果往上述清漆当中加入不同的色彩的色浆或特殊效果颜料(如珠光粉，闪银粉，金粉等)则可以使得漆膜具有特殊的表面艺术效果，可保持50a以上，通过对产品的保光性、粉化性能测试指标的对比，根据AAMA2605标准，色差不超过5△E，粉化率≥8，多次实测平均值均小于2△E(约50年)。

具体实施方式

以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明，以下采用的各组分，如无特殊指明，均为市售。

实施例1

本实施例提供的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，主要由甲组分和乙组分组成，甲组分由以下质量份配比的原料制成：

乙组分

多异氰酸酯固化剂 4。

PVDF氟碳树脂为聚偏二氟乙烯。

丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂。

溶剂为甲苯。

氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物由氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐、溶剂和润湿分散剂制成，氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者的质量份配比为2.5：6：1.5，润湿分散剂的用量占氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者总质量的1.5％。

氟碳改性聚硅氧烷为氟素改性聚硅氧烷复配物(型号MCK-2130，广州市千松聚合物科技有限公司)、氟碳改性硅氧烷溶剂(型号MCK-3068，广州市千松聚合物科技有限公司)、有机氟改性聚硅氧烷(型号MCK-910或MCK-920，广州市千松聚合物科技有限公司)和氟基烷基改性聚硅氧烷(型号BD-FT-12，杭州市包尔得有机硅有限公司生产)的混合物，四者的质量份配比为1:1:1:1。

硅酸盐为硅酸铝、硅酸镁、硅酸钾三种，三者比例为1：1：1。

溶剂为甲苯，润湿分散剂为100％固含的氟改性烷基化合物，荷兰埃夫卡化学公司生产的型号为EFKA-3650的润湿剂。

该氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物是通过包含以下步骤的方法制备获得的：

(1)取硅酸盐和溶剂，调节转速为400r/min中速分散15分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷和润湿分散剂，然后调节转速为1000r/min高速分散30min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)研磨后的物料，调节转速为200r/min低速分散15分钟后，混匀即得氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物。

助剂为附着力促进剂和润湿分散剂，附着力促进剂为硅烷偶联剂，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷较佳，润湿分散剂为100％固含的氟改性烷基化合物，荷兰埃夫卡化学公司生产的型号为EFKA-3650的润湿剂。

通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物。

多异氰酸酯固化剂为HDI缩二脲多异氰酸酯，德国拜尔化工有限公司的N-3390。

该喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，通过以下方法制备获得：

(1)按计量关系取PVDF氟碳树脂、丙烯酸树脂和溶剂，加入到有回流冷却水的搅拌釜里，调节转速为400r/min中速分散30分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，然后调节转速为1200r/min高速分散40min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)在研磨后的物料中按计量关系加入助剂，混匀即得喷涂PVDF氟碳自洁型清漆甲组分，密封好后备用；

(4)按计量关系取多异氰酸酯固化剂即乙组分，密封好后备用；

(5)施工时，将甲组分和乙组分混匀，搅拌5～10min均匀后即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，可以正常喷涂使用。

其中步骤(1)的分散和步骤(2)的研磨过程中优选保持温度不超过38℃。

包装即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆。

该清漆使用时，采用喷涂的方式上漆，喷涂时烘烤温度为230℃，烘烤时间为30分钟。

实施例2

本实施例提供的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，主要由甲组分和乙组分组成，甲组分由以下质量份配比的原料制成：

乙组分

多异氰酸酯固化剂 3。

其中PVDF氟碳树脂为聚偏二氟乙烯。

丙烯酸树脂为热固性丙烯酸树脂。

溶剂为二元酸酯混合物DBE。

氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物由氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐、溶剂和润湿分散剂制成，氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者的质量份配比为1：7：1，润湿分散剂的用量占氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者总质量的1％。

氟碳改性聚硅氧烷为氟素改性聚硅氧烷复配物(型号MCK-2130，广州市千松聚合物科技有限公司)、氟碳改性硅氧烷溶剂(型号MCK-3068，广州市千松聚合物科技有限公司)、有机氟改性聚硅氧烷(型号MCK-910或MCK-920，广州市千松聚合物科技有限公司)和氟基烷基改性聚硅氧烷(型号BD-FT-12，杭州市包尔得有机硅有限公司生产)的混合物，四者的质量份配比为1：2：2：1。

硅酸盐为硅酸铝。

溶剂为二元酸酯混合物DBE，润湿分散剂为100％固含的氟改性烷基化合物，荷兰埃夫卡化学公司生产的型号为EFKA-3650的润湿剂。

该氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物是通过包含以下步骤的方法制备获得的：

(1)取硅酸盐和溶剂，调节转速为500r/min中速分散12分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷和润湿分散剂，然后调节转速为1100r/min高速分散25min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)研磨后的物料，调节转速为300r/min低速分散12分钟后，混匀即得氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物。

助剂为附着力促进剂和润湿分散剂，其中附着力促进剂优选为硅烷偶联剂，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷较佳，润湿分散剂为100％固含量的氟改性烷基化合物，性价比高，不含有机硅，低稳泡，不影响重涂，以荷兰埃夫卡化学公司生产型号为EFKA-3650的润湿剂为佳。

通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物。

多异氰酸酯固化剂为HDI缩二脲多异氰酸酯，日本聚氨酯化工有限公司(NPU)的HX-100。

该喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，通过以下方法制备获得：

(1)按上述用量比例将PVDF氟碳树脂、丙烯酸树脂和溶剂加入到有回流冷却水的搅拌釜里，500r/min中速分散30分钟，注意分散过程中温度不能超过38℃；然后加入氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，调节转速为1300r/min高速分散30min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm，研磨过程中保持温度不超过38℃；

(3)在研磨后的物料中按计量关系加入助剂，混匀即得喷涂PVDF氟碳自洁型清漆甲组分，密封好后备用；

(4)按计量关系取多异氰酸酯固化剂即乙组分，密封好后备用；

(5)施工时，将甲组分和乙组分混匀，搅拌5～10min均匀后即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆。

(5)施工时只需要将上述制得甲组分和乙组分在混合一起，手动搅拌5～10min均匀后就能正常喷涂使用；

其中步骤(1)的高速分散和步骤(2)的研磨过程中优选保持温度不超过38℃。

包装即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆。

该清漆使用时，采用喷涂的方式上漆，喷涂时烘烤温度为240℃，烘烤时间为20分钟。

实施例3

本实施例提供的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，主要由甲组分和乙组分组成，甲组分由以下质量份配比的原料制成：

乙组分

多异氰酸酯固化剂 2。

其中PVDF氟碳树脂为聚偏二氟乙烯多元共聚物。

丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂的混合物，二者的质量比为1:1。

溶剂为异佛尔酮和丁酮的混合物，二者的体积比为1:1。

氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物由氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐、溶剂和润湿分散剂制成，氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者的质量份配比为1.5：6.5：1.5，润湿分散剂的用量占氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者总质量的2％。

氟碳改性聚硅氧烷为氟素改性聚硅氧烷复配物(型号MCK-2130，广州市千松聚合物科技有限公司)、氟碳改性硅氧烷溶剂(型号MCK-3068，广州市千松聚合物科技有限公司)、有机氟改性聚硅氧烷(型号MCK-910或MCK-920，广州市千松聚合物科技有限公司)和氟基烷基改性聚硅氧烷(型号BD-FT-12，杭州市包尔得有机硅有限公司生产)的混合物，四者的质量份配比为1：3：2：1。

硅酸盐为硅酸钙。

溶剂为异佛尔酮和丁酮的混合物，二者的体积比为1:1，润湿分散剂为100％固含的氟改性烷基化合物，荷兰埃夫卡化学公司生产的型号为EFKA-3650的润湿剂。

该氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物是通过包含以下步骤的方法制备获得的：

(1)取硅酸盐和溶剂，调节转速为600r/min中速分散10分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷和润湿分散剂，然后调节转速为1300r/min高速分散20min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)研磨后的物料，调节转速为400r/min低速分散10分钟后，混匀即得氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物。

助剂为附着力促进剂和润湿分散剂，其中附着力促进剂优选为硅烷偶联剂，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷较佳，润湿分散剂为100％固含量的氟改性烷基化合物，性价比高，不含有机硅，低稳泡，不影响重涂，以荷兰埃夫卡化学公司生产型号为EFKA-3650的润湿剂为佳。

通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物。

多异氰酸酯固化剂为HDI缩二脲多异氰酸酯，德国拜尔化工有限公司的N-3390。

该喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，通过以下方法制备获得：

(1)按上述用量比例将PVDF氟碳树脂、丙烯酸树脂和溶剂加入到有回流冷却水的搅拌釜里，600r/min高速分散20分钟，注意分散过程中温度不能超过38℃；然后加入氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，调节转速为1500r/min高速分散20min；

(2)将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30μm；

(3)在研磨后的物料中按计量关系加入助剂，混匀即得喷涂PVDF氟碳自洁型清漆甲组分，密封好后备用；

(4)按计量关系取多异氰酸酯固化剂，即得喷涂PVDF氟碳自洁型清漆乙组分，密封好后备用；

(5)施工时只需要将上述制得甲组分和乙组分在混合一起，手动搅拌5～10min均匀后就能正常喷涂使用；包装即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆。

该清漆使用时，采用喷涂的方式上漆，喷涂时烘烤温度为250℃，烘烤时间为10分钟。

本发明通过将实施例1-2中的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆喷涂在铝型材表面，成膜后放置1个星期后检测涂膜水接触角度。

表1实施例1-3中的涂膜水接触角度

本发明实施例1-3中通过添加氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，降低PVDF喷涂氟碳涂料的表面张力，使涂膜与水接触角度降低，减小涂膜表面的亲水性，通过自然雨水冲刷，使涂膜表面具有更强烈的自洁效果，能降低外墙养护费用，提高建筑物美观度。

根据AAMA2605标准，通过对产品的保光性、粉化性能测试指标的对比，色差不超过5△E，粉化率≥8，多次实测平均值均小于2△E(约50年)。与普通氟碳喷涂产品的性能对比具体如下表1：

表1本发明喷涂PVDF氟碳自洁型清漆与普通氟碳喷涂产品的性能指标对比

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，其特征是：由甲组分和乙组分组成，其中甲组分由以下质量份配比的原料制成：

PVDF氟碳树脂 40~50

丙烯酸树脂 10~25

溶剂 15~20

氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物 15~20

助剂 1~2

聚苯乙烯 3~5

乙组分为以下质量份的原料：

多异氰酸酯固化剂 2~5；

所述的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物由氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐、溶剂和润湿分散剂制成，氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者的质量份配比为1~2.5：6~7：1~2，润湿分散剂的用量占氟碳改性聚硅氧烷、硅酸盐和溶剂三者总质量的1~2%；

所述的氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物是通过包含以下步骤的方法制备获得的：

（1）取硅酸盐和溶剂，调节转速为400~600r/min中速分散10~15分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷和润湿分散剂，然后调节转速为1000~1300r/min高速分散20~30min；

（2）将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30µm；

（3）研磨后的物料，调节转速为200~400r/min低速分散10~15分钟后，混匀即得氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物。

2.根据权利要求1所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，其特征是：所述的丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂中一种或两种。

3.根据权利要求1所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，其特征是：所述的溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮、异佛尔酮、丙二醇乙醚醋酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、二元酸酯混合物DBE和乙二醇单丁醚中一种或几种。

4.根据权利要求1所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，其特征是：所述氟碳改性聚硅氧烷为氟素改性聚硅氧烷复配物、氟碳改性硅氧烷溶剂、有机氟改性聚硅氧烷和氟基烷基改性聚硅氧烷的混合物；所述的硅酸盐为硅酸铝、硅酸镁、硅酸钾和硅酸钙中一种或几种；所述的溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮、异佛尔酮、丙二醇乙醚醋酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、二元酸酯混合物DBE和乙二醇单丁醚中一种或几种。

5.根据权利要求1所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，其特征是：所述助剂为附着力促进剂和润湿分散剂。

6.根据权利要求1所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆，其特征是：所述多异氰酸酯固化剂为HDI缩二脲多异氰酸酯。

7.权利要求1-6任一项所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆的制作方法，其特征是含以下步骤：

（1）按计量关系取PVDF氟碳树脂、丙烯酸树脂和溶剂，加入到有回流冷却水的搅拌釜里，调节转速为400~600r/min中速分散20~30分钟后，加入氟碳改性聚硅氧烷硅酸盐复配物，然后调节转速为1200~1500r/min高速分散20~40min；

（2）将高速分散后的各原料研磨，研磨至细度不大于30µm；

（3）在研磨后的物料中按计量关系加入助剂，混匀即得喷涂PVDF氟碳自洁型清漆甲组分，备用；

（4）按计量关系取多异氰酸酯固化剂即乙组分，备用；

（5）施工时，将甲组分和乙组分混匀，即为喷涂PVDF氟碳自洁型清漆。

8.根据权利要求7所述的喷涂PVDF氟碳自洁型清漆的制作方法，其特征是：步骤（1）的分散和步骤（2）的研磨过程中保持温度不超过38℃。