CN106947332A - 一种含氟环保涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种含氟环保涂料，包括以下重量份的组分：氟树脂20‑40份，含氟丙烯酸酯树脂10‑20份，金红石型钛白粉8‑18份，防锈颜料5‑12份，表面活性剂2‑4份，助剂2‑4份，有机溶剂50‑90份。本发明还涉及含氟环保涂料的制备方法。本发明的含氟环保涂料具有附着力高，漆膜强度大、浸润性好、流平性好、耐候性好的优点并且不会造成环境污染。

Description

一种含氟环保涂料及其制备方法

技术领域

本发明具体涉及一种含氟环保涂料，同时涉及该含氟环保涂料的制备方法。

背景技术

预涂卷材又叫有机涂层钢板、彩色钢板、塑料复合钢板。用户可以对其直接加工成型或直接使用，无需再进行涂装。根据卷材的材质不同，可分为不同的预涂卷材，有钢板、镀锌板、铝板等。另外，预涂卷材也包括铝塑复合卷材，这类材料在目前的装修行业相当紧俏。预涂卷材的涂层可以分为预处理层和涂料层，预涂卷材的预处理层是卷材生产商对卷钢的前期处理，而预涂卷材的涂料层，即底漆、面漆、背面漆。卷材涂料的底漆主要作用是：①提高卷材的防腐蚀性；②为面漆提供基础；卷材涂料底漆可分为溶剂型底漆、水性底漆、塑溶胶型底漆。常用的溶剂型底漆主要有以下两个品种：⑴环氧型底漆；环氧型底漆的特点是对底材的附着性好、与面漆的配套性好。同时环氧型底漆的防腐蚀性突出，抗化学性强。缺点是环氧底漆对紫外线较为敏感，柔韧性和耐侯性差。环氧底漆主要分氨基交联型和聚氨酯交联型。⑵聚酯底漆；聚酯底漆的通用性强，耐侯性、柔韧性突出。但其附着力等机械性能欠佳。

经济和社会的发展也伴随者建筑业的蓬勃发展，因此，彩涂钢板、彩涂铝塑板等需求越来越大。同时由于环境质量对人们身心健康有着越来越重要的影响，环境质量受到了越来越多的关注，板材涂料的环保性越来越受到关注。传统的底漆涂料因含有六价铅和铬的毒性较大，对使用者的健康有较大影响也不利于环保。

目前，随着国家环保政策和节能减排政策的逐步实施，涂料的研究和发展方向越来越明确，就是寻求毒性不断降低、直至为零的涂料，涂料在保证高耐候性、机械强度的同时，正朝着采用环保性能良好的材料和工艺方向发展。

发明内容

为了解决现有板材涂料、机械性能不足、附着力不足、耐候性差和造成环境污染的问题，本发明提供了一种含氟环保涂料，其具有附着力好，漆膜强度高、浸润性提高流平性增强、耐候性好的优点并且不会造成环境污染。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种含氟环保涂料，包括以下重量份的组分：氟树脂20-40份，含氟丙烯酸酯树脂10-20份，金红石型钛白粉8-18份，防锈颜料5-12份，表面活性剂2-4份，助剂2-4份，有机溶剂50-90份。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，包括以下重量份的组分：氟树脂25-30份，含氟丙烯酸酯树脂15-20份，金红石型钛白粉12-15份，防锈颜料8-12份，表面活性剂2-4份，助剂2-4份，有机溶剂60-80份。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，所述氟树脂为聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，所述含氟丙烯酸酯树脂为聚甲基丙酸酯三氟乙酯、聚甲氧基丙烯酸三氟乙酯、聚丙烯酸三氟乙酯或聚丙烯酸五氟丙酯。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，所述防锈颜料为钼酸盐颜料。优选为MgPr2MoO₇、SmMoO₁₂、Pr₂MoO₆、钼酸钠/磷酸二氢钠等量混合或钼酸盐与亚硝酸盐2:3混合。

亚硝酸根对钼酸亚铁膜向钼酸高铁膜的转化有促进作用，提高膜稳定性，钼酸根与磷酸二氢根协同作用，可减少钼酸盐用量。混合钼酸盐类防锈颜料防腐蚀效率更高，同时可减少钼酸盐颜料用量，降低成本。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，所述表面活性剂为月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠、磺基琥珀酸单月桂酯二钠或十二烷基硫酸三乙醇胺。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，所述助剂为消泡流平剂、平滑流平剂、快速破泡剂或溶剂型脱泡剂。优选为丙烯酸酯类流平剂、氟碳类流平剂或硅烷类流平剂。

更具体地，本发明所述的含氟环保涂料，所述有机溶剂为DBE(尼龙酸甲酯)、二甲苯、异佛尔酮、乙酸乙酯或丙酮。

本发明的含氟环保涂料中以含氟丙烯酸树脂作为载体，氟树脂与含氟丙烯酸树脂共同组成涂层基膜，添加助剂和表面活性剂，消除气泡，提高流平性，增加各成分之间的侵润性，附着力提高，涂在板材表面更加光滑，利于进一步刷涂面漆，利于产品整体品质提升。

另一方面，本发明还提供了所述含氟环保涂料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤(1)按重量份配比称取含氟丙烯酸酯树脂、金红石型钛白粉、有机溶剂、表面活性剂、助剂及防锈颜料，并将称取的金红石型钛白粉、20％的有机溶剂、表面活性剂、助剂、防锈颜料和60％的含氟丙烯酸酯树脂加入到高速搅拌器中，保持转速300-1000rpm，高速搅拌2-4小时后，得到混合物；

步骤(2)将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用；

步骤(3)将按照重量份配比称量的氟树脂和剩余80％的有机溶剂混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和剩余的40％的含氟丙烯酸酯树脂，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速300-700rpm，高速搅拌0.5-2小时，即得含氟环保涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、配方中使用适量的表面活性剂，增加各成分之间的侵润性，改善涂料的渗透性，减少刷涂斑点，附着力提高，成膜均匀，涂在板材表面更加光滑，利于进一步刷涂面漆，利于产品整体品质提升；

2、主要原料之一选用含氟丙烯酸树脂，相较于普通的丙烯酸树脂，混合更容易且产品的耐候性有很大提升；

3、涂料制备过程中采用氧化锆珠球磨机进行研磨，粒度更细，刷涂在板材上，漆膜强度更高，机械强度提升；

4、涂料成分中的防锈颜料选用钼酸盐颜料，当含有钼酸盐颜料的涂膜与水接触时，会有少量的钼酸盐离子释放出来，进入该涂膜，而当这些离子接触金属底材时，他们就会在该金属上加速形成一种保护性钝化氧化层，防止其发生腐蚀，抗腐蚀效果好；传统的铅基和铬酸盐基等微溶的防腐蚀颜料，因含有六价铅和铬的毒性较大，对使用者的健康有较大影响也不利于环保；换用钼酸盐颜料更加环保，也不会有损使用者的健康。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

制备实施例：

实施例1：

步骤(1)：称取聚甲基丙酸酯三氟乙酯60g、金红石型钛白粉80g、钼酸盐类防锈颜料(Pr₂MoO₆)50g、表面活性剂(月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠)20g、助剂(丙烯酸酯类流平剂)20g、有机溶剂(DBE)100g，并将称取的上述原料加入到高速搅拌器中，保持转速800-1000rpm，高速搅拌2小时后，得到混合物。

步骤(2)：将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用。

步骤(3)：称量PFA200g、和有机溶剂400g DBE混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和聚甲基丙酸酯三氟乙酯40g，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速500-700rpm，高速搅拌0.5小时，充分混匀即得含氟环保涂料。

实施例2：

步骤(1)：称取聚甲氧基丙烯酸三氟乙酯90g、金红石型钛白粉120g、钼酸盐类防锈颜料(钼酸钠和磷酸二氢钠等量混合)80g、表面活性剂(月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠)20g、助剂(氟碳类流平剂)20g、有机溶剂(DBE)120g，并将称取的上述原料加入到高速搅拌器中，保持转速600-800rpm，高速搅拌3小时后，得到混合物。

步骤(2)：将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用。

步骤(3)：称量FEP 250g、和有机溶剂480g DBE混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和聚甲氧基丙烯酸三氟乙酯60g，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速400-600rpm，高速搅拌1小时，充分混匀即得含氟环保涂料。

实施例3：

步骤(1)：称取聚丙烯酸三氟乙酯120g、金红石型钛白粉150g、钼酸盐类防锈颜料(钼酸盐与亚硝酸盐2:3混合)120g、表面活性剂(磺基琥珀酸单月桂酯二钠)30g、助剂(氟碳类流平剂)30g、有机溶剂(异佛尔酮)170g，并将称取的上述原料加入到高速搅拌器中，保持转速300-600rpm，高速搅拌4小时后，得到混合物。

步骤(2)：将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用。

步骤(3)：称量ETFE 300g、和异佛尔酮680g混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和聚丙烯酸三氟乙酯80g，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速300-500rpm，高速搅拌2小时，充分混匀即得含氟环保涂料。

实施例4：

步骤(1)：称取聚丙烯酸五氟丙酯120g、金红石型钛白粉180g、钼酸盐类防锈颜料(SmMoO₁₂)120g、表面活性剂(磺基琥珀酸单月桂酯二钠)40g、助剂(硅烷类流平剂)40g、有机溶剂(丙酮)180g，并将称取的上述原料加入到高速搅拌器中，保持转速700-1000rpm，高速搅拌4小时后，得到混合物。

步骤(2)：将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用。

步骤(3)：称量PFA 400g、和丙酮720g混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和聚丙烯酸五氟丙酯80g，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速500-700rpm，高速搅拌2小时，充分混匀即得含氟环保涂料。

实施例5：

步骤(1)：称取聚丙烯酸五氟丙酯90g、金红石型钛白粉130g、钼酸盐类防锈颜料(MgPr2MoO₇)100g、表面活性剂(十二烷基硫酸三乙醇胺)30g、助剂(硅烷类流平剂)40g、有机溶剂(乙酸乙酯)160g，并将称取的上述原料加入到高速搅拌器中，保持转速900-1000rpm，高速搅拌3小时后，得到混合物。

步骤(2)：将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用。

步骤(3)：称量PTFE 300g、和乙酸乙酯640g混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和聚甲基丙酸酯三氟乙酯60g，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速600-700rpm，高速搅拌1小时，充分混匀即得含氟环保涂料。

性能测试：

将实施例1-5制备得到的涂料刷涂在钢板上，置于箱式电炉中，采用升温程序升温至220℃，取出并冷却至室温后，进行耐高温性能、涂层性能、附着力、硬度等进行测试。测试方法均采用本领域常规检测手段。实验结果如表1所示：

附着力使用荷兰TQC附着力仪测试，评级标准如下：

0级:切割边缘完全平滑无一格脱落；

1级：在切口交叉处有少许涂层脱落，但交叉切割面积受影响不能明显大于5％；

2级：在切口交叉处和/或沿切口边缘有涂层脱落，受影响的交叉切割面积明显大于5％，但不能明显大于15％；

3级：涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落和/或在格子不同部位上部分或全部剥落受影响的交叉切割面积明显大于15％，但不能明显大于35％；

4级：涂层沿切割边缘大碎片剥落和/或一些方格部分或全部出现脱落，受影响的交叉切割面积明显大于35％，但不能明显大于65％；

5级：剥落的程度超过4级。

表1：本发明实施例涂料的性能实验结果

由上述性能试验可以看出，采用本发明配方制备得到的含氟环保涂料附着力性能非常好，几乎无脱落。反冲强度满足行业标准，耐溶剂腐蚀和盐雾腐蚀试验中表现出较好的抗腐蚀性能；硬度提高，光泽度可以高度保持。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种含氟环保涂料，包括以下重量份的组分：氟树脂20-40份，含氟丙烯酸酯树脂10-20份，金红石型钛白粉8-18份，防锈颜料5-12份，表面活性剂2-4份，助剂2-4份，有机溶剂50-90份。

2.根据权利要求1所述的含氟环保涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：氟树脂25-30份，含氟丙烯酸酯树脂15-20份，金红石型钛白粉12-15份，防锈颜料8-12份，表面活性剂2-4份，助剂2-4份，有机溶剂60-80份。

3.根据权利要求1所述的含氟环保涂料，其特征在于，所述氟树脂为PTFE、PFA、FEP或ETFE。

4.根据权利要求1所述的含氟环保涂料，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯树脂为聚甲基丙酸酯三氟乙酯、聚甲氧基丙烯酸三氟乙酯、聚丙烯酸三氟乙酯或聚丙烯酸五氟丙酯。

5.根据权利要求书1所述的含氟环保涂料，其特征在于，所述的防锈颜料为钼酸盐系列颜料。

6.根据权利要求书1所述的含氟环保涂料，其特征在于，所述表面活性剂为月桂酸-乙醇酰胺硫酸钠、磺基琥珀酸单月桂酯二钠或十二烷基硫酸三乙醇胺。

7.根据权利要求书1所述的含氟环保涂料，其特征在于，所述助剂为消泡流平剂、平滑流平剂、快速破泡剂或溶剂型脱泡剂。

8.根据权利要求书1所述的含氟环保涂料组合物，其特征在于，所述有机溶剂为DBE、异佛尔酮、乙酸乙酯或丙酮。

9.权利要求书1-8所述的含氟环保涂料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤(1)按重量份配比称取含氟丙烯酸酯树脂、金红石型钛白粉、有机溶剂、表面活性剂、助剂及防锈颜料，将称取的金红石型钛白粉、20％的有机溶剂、表面活性剂、助剂、防锈颜料和60％的含氟丙烯酸酯树脂加入到高速搅拌器中，保持转速300-1000rpm，高速搅拌2-4小时后，得到混合物；

步骤(2)将步骤(1)所得混合物放入带有氧化锆珠的球磨机中进行球磨分散，制得细度10-20微米的浓缩浆待用；

步骤(3)将按照重量份配比称量的氟树脂和剩余80％的有机溶剂混合分散，向其中加入步骤(2)所得的浓缩浆和剩余的40％的含氟丙烯酸酯树脂，混合之后加入到高速搅拌器中，保持转速300-700rpm，高速搅拌0.5-2小时，即得含氟环保涂料。