CN108948904A - 一种金属专用涂料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属涂料，具体涉及一种金属专用涂料及其生产方法，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂50～60份，聚四氟乙烯树脂30～40份，无机蒙脱石10～20份，玻璃纤维10～20份，云母粉20～25份，铝粉10～15份，紫外线屏蔽剂5～15份，醋酸丁酯5～8份，流平剂3～5份，消泡剂2～3份，分散剂1～1.5份，防沉剂0.8～1份，增稠剂0.5～1份，制得的金属专用涂料具有优异的耐候性，耐烟雾性和自洁性。遮盖力强，对光和热的反射性能均好。防腐蚀保护强，经过涂料处理的金属工件的表面平滑，光泽高，颜色均匀，干燥后的漆膜耐化学品优异。

Description

一种金属专用涂料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种金属涂料，具体涉及一种金属专用涂料及其生产方法。
背景技术
70 年代英、美、法批量生产的氟碳漆，以及90 年代在我国飞速发展起来的氟碳涂料倍受人们青睐。这是由于氟碳树脂的分子中氟碳原子结构的独特性形成氟碳漆的超凡性能。
氟元素处在周期表中的第二周期第七主族，原子半径小、电负性最大，因此氟碳树脂分子难于发生均裂。选用相应的原料制成的涂料耐热性、抗老化性、防腐性以及涂膜厚度、附着力、耐冲击等综合性能都优于传统涂料。利用氟碳树脂的特有优点，选择合适的原料和助剂通过先进的生产工艺配制出新型氟碳金属漆，以克服金属漆难施工、涂膜出现色差等问题。
氟碳涂料由于具有多种优良性能，在涂料工业发展中一枝独秀，特别是耐化学性、耐热性及耐候性能大大优于其它涂料品种。
金属腐蚀是自然界中存在的一种非常普遍的现象，对人们在日常生活和生产中用到的金属构件的危害非常大，目前，人们采用防腐涂料来实现对金属的防腐保护，但现有的防腐涂料防腐效果并不十分理想，且功能单一。
传统的聚氨酯、醇酸、硝基等金属漆涂层的物理性能（硬度、附着力、柔韧性）及化学性能（耐热性、抗老化性、防腐性）远远不能满足现代行业对于高科技金属漆涂层性能的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种金属专用涂料及生产方法，具有优异的耐候性，耐烟雾性和自洁性。遮盖力强，对光和热的反射性能均好等特点。
一种金属专用涂料，包括以下重量份数的原料：
丙烯酸树脂 50 ～ 60份；
聚四氟乙烯树脂 30 ～ 40份；
无机蒙脱石 10 ～ 20份；
玻璃纤维 10 ～ 20份；
云母粉 20 ～ 25份；
铝粉 10 ～ 15份；
紫外线屏蔽剂 5 ～ 15份；
醋酸丁酯 5 ～ 8份；
流平剂 3 ～ 5份；
消泡剂 2 ～ 3份；
分散剂 1 ～ 1.5份；
防沉剂 0.8 ～ 1份；
增稠剂 0.5 ～ 1份。
所述丙烯酸树脂，用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体按照重量比例1：1共聚合成的丙烯酸树脂；
所述聚四氟乙烯树脂，全氟丁基乙烯与气相四氟乙烯单体按照重量比例1：1进行聚合反应得到聚四氟乙烯分散树脂；
所述无机蒙脱石，为白色，粒径为400～800目；
所述玻璃纤维，为粒度26～30μm的丝粉；
所述云母粉，为金云母，粒径为5μm～10μm；
所述铝粉，呈鳞片状，片径为5～25μm；
所述紫外线屏蔽剂，为二氧化钛、氧化锌和高岭土的混合物，重量比例为3：5：4；
所述流平剂，为改性二甲基硅氧烷；
所述消泡剂，为聚丙二醇或聚丙烯酸；
所述分散剂，为改性聚氨酯类分散剂；
所述防沉剂，为聚酰胺蜡或气相二氧化硅防沉剂；
所述增稠剂为壳聚糖、羧乙基纤维素和聚乙烯醇按照重量比例1:1:3混合。
一种金属专用涂料的生产方法，步骤如下：
将丙烯酸树脂和四氟乙烯树脂一起加入反应瓶中，搅拌并逐渐升温至80～120℃，保持0.5～1h；停止加热后缓缓加入醋酸丁酯，加完后，升温80～120℃，保持20～50min；依次加入无机蒙脱石、玻璃纤维和云母粉，搅拌均匀，降温到45～50℃；依次加入流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌均匀，保持20～50min；升温80～120℃，添加铝粉和紫外线屏蔽剂，搅拌均匀，保持0.5～1h；添加防沉剂和增稠剂，搅拌均匀，保持1.5～2h；于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得。
各原料在本发明的涂料中起到的作用：
1、丙烯酸树脂，英文名称为Acrylic acid Polymers，中文别名为丙烯酸树脂乳液，分子式为(C3H4O2)n，用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以本发明制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、在高温烘烤时不变色、不返黄。
2、聚四氟乙烯树脂，聚四氟乙烯Polytetrafluoroethene，是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，氟涂料的性能优异，从分子结构而言，聚烯烃分子的碳链呈锯齿形，将氢原子换成氟原子，由于氟原子电负性大，原子半径小，C-F键短，而且由于相邻氟原子的相互排斥，使氟原子不在同一平面，主链中C-C-C键角由112°变为107°，沿碳链作螺旋分布，故碳链四周被一系列性质稳定的氟原子所包围。由于是对称分布，整个分子呈非极性，又因氟原子极化率低，碳氟化合物的介电常数和损耗因子均很小，所以其聚合物是高度绝缘的，在化学上突出的表现是高热稳定性和化学惰性。
本发明将其加入金属涂料中，使得涂料具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。
3、无机蒙脱石，蒙脱石是典型的2：1型含结晶水的层状硅酸盐矿物，由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝(镁)氧(氢氧)八面体片，使得本涂料具有高分散性、悬浮性、膨润性、粘结性、吸附性、阳离子交换性等许多优良特性。
4、玻璃纤维，glass fiber或fiberglass，主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，为无机纤维，由于玻璃纤维具有比重较大、初始模量大、抗拉强度高、伸长率低、电气绝缘性好、耐高温、耐高热和吸声性能好等特点，加入本发明的金属涂料中，耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，增强漆膜的性能。
5、云母粉，本发明采用的是金云母，是白云母类矿物中的一种，属单斜晶体层状硅酸盐矿物，它是含铁、镁和钾的一种铝硅酸盐，由于金云母为片状结构、大径厚比、高折射率、高纯度、高光泽特性，形态规则、附着力强、外观精细，手感光滑，色泽自然，本发明将其加入金属涂料中，使得涂料具有优秀耐候性，耐热性，极高的电绝缘性，抗酸碱腐蚀。
6、铝粉，俗称“银粉”，即银色的金属颜料，铝粉质轻，漂浮力高，遮盖力强，对光和热的反射性能均好。铝粉式一种耐化学介质优良的片状物理性颜料，铝粉由于片状重叠堆积，使得本发明的涂料具有很好的耐水与气渗透的作用，对紫外线有一定的反射能力，防腐蚀保护。
7、紫外线屏蔽剂，本发明采用的是二氧化钛、氧化锌和高岭土的混合物，重量比例为3：5：4；二氧化钛是白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性，可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害，也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应；氧化锌是一种重要而且使用广泛的物理防晒剂，屏蔽紫外线的原理为吸收和散射，氧化锌属于N型半导体，价带上的电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁，这也是它们吸收紫外线的原理，而散射紫外线的功能就和材料的粒径相关，当尺寸远小于紫外线的波长时，粒子就可以将作用在其上的紫外线向各个方向散射，从而减小照射方向的紫外线强度；高岭土是一种较为常见的铝硅酸盐矿物，主要在造纸、陶瓷、涂料等领域得到应用，高岭土有增强作用，也可提高电绝缘性能，另一方面它对红外及紫外等微波具有较强的吸收能力，可以改善聚合物的耐紫外光辐射的老化性能。本发明的紫外线屏蔽剂采用这三种物质结合，加强紫外线屏蔽的屏蔽作用，降低成本。
8、醋酸丁酯
醋酸丁酯，C6H12O2 ,又名醋酸正丁酯，为无色透明具有水果香味的可燃性液体。它可与醇、酮、酯和大多数常用的有机溶剂互溶，本发明将其加入涂料中，作为溶剂，相应减少甲苯、二甲苯以及酮类等有机溶剂的用量。
9、助剂：
流平剂，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性，改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加复盖性，使成膜均匀、自然；
消泡剂，避免发生泡沫，在涂料的制作中，实际是不可能的，因而必须采取消泡措施。涂料制作、使用的多道工序都存在起泡问题，采用加消泡剂的方法，消除泡沫；
分散剂，作用是减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的物料分散体，改性物料粒子表面性质，调整物料粒子的运动性，缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降；
防沉剂，是一类涂料的流变控制剂，它使涂料具有触变性，黏度大大提高；消泡剂，避免在制作涂料的过程中发生泡沫。
与现有技术相比，本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、本发明添加丙烯酸树脂，使得涂料具有优异的耐光性及户外老化性能；聚四氟乙烯树脂使本发明具有优良的高热稳定性；无机蒙脱石使本发明具有高分散性、悬浮性；玻璃纤维使得本发明耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，增强漆膜的性能；云母粉，使得涂料具有优秀耐候性，耐热性，极高的电绝缘性，抗酸碱腐蚀；铝粉，使得本发明的涂料具有很好的耐水与气渗透的作用，对紫外线有一定的反射能力，防腐蚀保护；紫外线屏蔽剂，本发明采用的是二氧化钛、氧化锌和高岭土的混合物，重量比例为3：5：4，采用这三种物质结合，加强紫外线屏蔽的屏蔽作用，降低成本。
2、具有优异的耐候性，耐烟雾性和自洁性。遮盖力强，对光和热的反射性能均好。防腐蚀保护强，经过涂料处理的金属工件的表面平滑，光泽高，颜色均匀，干燥后的漆膜耐化学品优异。
具体实施方式
实施例1
一种金属专用涂料，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂50份；聚四氟乙烯树脂30份；无机蒙脱石10份；玻璃纤维10份；云母粉20份；铝粉10份；紫外线屏蔽剂5份；醋酸丁酯5份；流平剂3份；消泡剂2份；分散剂1份；防沉剂0.8份；增稠剂0.5份。
所述无机蒙脱石，为白色，粒径为400目；所述玻璃纤维，为粒度26μm的丝粉；所述云母粉，为金云母，粒径为5μm；所述铝粉，呈鳞片状，片径为10μm；所述消泡剂，为聚丙二醇；所述分散剂，为改性聚氨酯分散剂；所述防沉剂，为聚酰胺蜡防沉剂。
一种金属专用涂料的生产方法，步骤如下：
将丙烯酸树脂和四氟乙烯树脂一起加入反应瓶中，搅拌并逐渐升温至80℃，保持0.5h；停止加热后缓缓加入醋酸丁酯，加完后，升温90℃，保持20min；依次加入无机蒙脱石、玻璃纤维和云母粉，搅拌均匀，降温到45℃；依次加入流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌均匀，保持20min；升温100℃，添加铝粉和紫外线屏蔽剂，搅拌均匀，保持0.5h；添加防沉剂和增稠剂，搅拌均匀，保持1.5h；于60kHz超声40分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得。
实施例2
一种金属专用涂料，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂55份；聚四氟乙烯树脂35份；无机蒙脱石15份；玻璃纤维15份；云母粉22份；铝粉12份；紫外线屏蔽剂7份；醋酸丁酯6份；流平剂4份；消泡剂3份；分散剂1份；防沉剂0.8份；增稠剂0.5份。
所述无机蒙脱石，为白色，粒径为400目；所述玻璃纤维，为粒度27μm的丝粉；所述云母粉，为金云母，粒径为7μm；所述铝粉，呈鳞片状，片径为13μm；所述消泡剂，为丙烯酸；所述分散剂，为改性聚氨酯分散剂；所述防沉剂，为气相二氧化硅防沉剂。
一种金属专用涂料的生产方法，步骤如下：
将丙烯酸树脂和四氟乙烯树脂一起加入反应瓶中，搅拌并逐渐升温至90℃，保持0.7h；停止加热后缓缓加入醋酸丁酯，加完后，升温100℃，保持30min；依次加入无机蒙脱石、玻璃纤维和云母粉，搅拌均匀，降温到48℃；依次加入流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌均匀，保持30min；升温80℃，添加铝粉和紫外线屏蔽剂，搅拌均匀，保持0.5h；添加防沉剂和增稠剂，搅拌均匀，保持1.8h；于70kHz超声50分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得。
实施例3
一种金属专用涂料，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂58份；聚四氟乙烯树脂38份；无机蒙脱石18份；玻璃纤维18份；云母粉24份；铝粉13份；紫外线屏蔽剂13份；醋酸丁酯7份；流平剂5份；消泡剂3份；分散剂1.5份；防沉剂1份；增稠剂0.8份。
所述无机蒙脱石，为白色，粒径为400目；所述玻璃纤维，为粒度28μm的丝粉；所述云母粉，为金云母，粒径为8μm；所述铝粉，呈鳞片状，片径为25μm；所述消泡剂，为聚丙二醇；所述分散剂，为改性聚氨酯分散剂；所述防沉剂，为聚酰胺蜡防沉剂。
一种金属专用涂料的生产方法，步骤如下：
将丙烯酸树脂和四氟乙烯树脂一起加入反应瓶中，搅拌并逐渐升温至80℃，保持1h；停止加热后缓缓加入醋酸丁酯，加完后，升温110℃，保持40min；依次加入无机蒙脱石、玻璃纤维和云母粉，搅拌均匀，降温到50℃；依次加入流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌均匀，保持40min；升温120℃，添加铝粉和紫外线屏蔽剂，搅拌均匀，保持0.5h；添加防沉剂和增稠剂，搅拌均匀，保持2h；于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得。
实施例4
一种金属专用涂料，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂60份；聚四氟乙烯树脂40份；无机蒙脱石20份；玻璃纤维20份；云母粉25份；铝粉15份；紫外线屏蔽剂15份；醋酸丁酯8份；流平剂5份；消泡剂3份；分散剂1.5份；防沉剂1份；增稠剂1份。
所述无机蒙脱石，为白色，粒径为400目；所述玻璃纤维，为粒度30μm的丝粉；所述云母粉，为金云母，粒径为10μm；所述铝粉，呈鳞片状，片径为25μm；所述消泡剂，为丙烯酸；所述分散剂，为改性聚氨酯分散剂；所述防沉剂，为气相二氧化硅防沉剂。
一种金属专用涂料的生产方法，步骤如下：
将丙烯酸树脂和四氟乙烯树脂一起加入反应瓶中，搅拌并逐渐升温至90℃，保持1h；停止加热后缓缓加入醋酸丁酯，加完后，升温120℃，保持50min；依次加入无机蒙脱石、玻璃纤维和云母粉，搅拌均匀，降温到50℃；依次加入流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌均匀，保持50min；升温120℃，添加铝粉和紫外线屏蔽剂，搅拌均匀，保持1h；添加防沉剂和增稠剂，搅拌均匀，保持2h；于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得。
经检测，质量技术指标如下：

Claims (10)

1.一种金属专用涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
丙烯酸树脂 50 ～ 60份；
聚四氟乙烯树脂 30 ～ 40份；
无机蒙脱石 10 ～ 20份；
玻璃纤维 10 ～ 20份；
云母粉 20 ～ 25份；
铝粉 10 ～ 15份；
紫外线屏蔽剂 5 ～ 15份；
醋酸丁酯 5 ～ 8份；
流平剂 3 ～ 5份；
消泡剂 2 ～ 3份；
分散剂 1 ～ 1.5份；
防沉剂 0.8 ～ 1份；
增稠剂 0.5 ～ 1份；
所述金属专用涂料的生产方法，步骤如下：
将丙烯酸树脂和四氟乙烯树脂一起加入反应瓶中，搅拌并逐渐升温至80～120℃，保持0.5～1h；停止加热后缓缓加入醋酸丁酯，加完后，升温80～120℃，保持20～50min；依次加入无机蒙脱石、玻璃纤维和云母粉，搅拌均匀，降温到45～50℃；依次加入流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌均匀，保持20～50min；升温80～120℃，添加铝粉和紫外线屏蔽剂，搅拌均匀，保持0.5～1h；添加防沉剂和增稠剂，搅拌均匀，保持1.5～2h；于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得。
2.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述丙烯酸树脂，用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体按照重量比例1：1共聚合成的丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述聚四氟乙烯树脂，全氟丁基乙烯与气相四氟乙烯单体按照重量比例1：1进行聚合反应得到聚四氟乙烯分散树脂。
4.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述无机蒙脱石，为白色，粒径为400～800目。
5.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述玻璃纤维，为粒度26～30μm的丝粉；所述云母粉，为金云母，粒径为5μm～10μm；所述铝粉，呈鳞片状，片径为5～25μm。
6.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述紫外线屏蔽剂，为二氧化钛、氧化锌和高岭土的混合物，重量比例为3：5：4。
7.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述流平剂，为改性二甲基硅氧烷。
8.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述消泡剂，为聚丙二醇或聚丙烯酸。
9.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述分散剂，为改性聚氨酯类分散剂。
10.根据权利要求1所述的金属专用涂料，其特征在于，所述防沉剂，为聚酰胺蜡或气相二氧化硅防沉剂；所述增稠剂为壳聚糖、羧乙基纤维素和聚乙烯醇按照重量比例1:1:3混合。
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