CN109054529A - 一种水性常温自融型pvdf氟碳涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料及其制备方法，其组分包括成膜物质、颜填料、助剂、成膜助溶剂和去离子水，其特征在于：所述成膜物质包含聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液，所述聚偏氟乙烯乳液的含氟量超过60％，固含量超过55％。其中，聚偏氟乙烯乳液具有常温成膜性，优异的耐候性、耐化学品性和较好的断裂延伸率，适合应用在建筑外墙、桥梁、储罐和工程防腐，还可用于建筑外墙抵抗墙体的细微裂缝。制备时，需用砂磨机研磨至细度小于20微米。

Description

一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别涉及一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料及其制备方法。
背景技术
早期的“氟碳涂料”其实早在1938年就诞生了，就是大家熟知的杜邦公司的特氟隆涂层，即聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟丙烯(FEP)等共聚合物。这类材料其独特优异的耐热(180℃ -260℃)、耐低温(-200℃)、自润滑性及化学稳定性能等，而被称为“拒腐蚀、永不粘的特富龙”。氟树脂是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的髙分子化合物。其中以含氟烯烃均聚物与其他单体共聚物为主要成膜物的涂料被称为氟碳树脂涂料，FEVE树脂是由氟烯烃单体如三氟氯乙烯(CTFE)或四氟乙烯(TFE)与各种功能的乙烯基醚交替的共聚物。基于F原子特殊的电负性，常温固化FEVE氟碳涂料中的氟碳键具有键距小、键能高特点，能有效抵抗紫外线的降解作用，因此，以FEVE氟碳树脂为基体的氟碳涂料具有优异的耐候性、综合性能优异，被广泛使用于建筑、桥梁、工程防腐、储罐、钢结构等。
但是，现有技术中，由于使用的FEVE双组分含氟涂料，双组分聚氨酯涂料因含异氰酸酯组分，使用不便，不能在常温下成膜且含较高的毒性；此外，在建筑外墙使用的溶剂型乳胶漆的耐候性不佳，涂刷在外墙后出现轻微开裂就容易造成渗水而形成空鼓等情况，不能满足高档性能的要求。因此，需要研制一种使用方便安全、低毒性，抵抗开裂能力强，超强耐候性的氟碳涂料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水性常温自融型(PVDF)氟碳涂料及其制备方法，该涂料毒性低，耐候性和耐化学品性强，使用方便安全，兼有很强的抗开裂能力。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其组分包括成膜物质、颜填料、助剂、成膜助溶剂和去离子水，其特征在于：所述成膜物质包含聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液，所述聚偏氟乙烯乳液的含氟量和其固含量的重量百分比分别超过60％和55％。
优选的，所述PVDF氟碳涂料的组分包括成膜物质、颜填料、助剂、成膜助溶剂和去离子水，其按重量百分比的比例为30-60％:15-40％:1-5％:1-5％:5-20％。
优选的，所述成膜物质包含聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液，其中，按重量百分比，聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液的重量比例为不低于65:35，所述丙烯酸乳液主要由丙烯酸酯单体乳液聚合而成，所述丙烯酸乳液的固含量的重量百分比为40-50％，其最低成膜温度为10-40℃。
优选的，所述颜填料包括金红石型钛白粉、填料、玻璃微珠。
优选的，所述颜填料选用热反射颜料，可制得冷屋顶涂料，具有很好的隔热保持性。
优选的，所述助剂包括防沉流变剂、消泡剂、润湿剂、杀菌剂、防霉剂、增稠流变剂和 PH值调节剂。
优选的，所述成膜助溶剂包含丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、醇酯-12的其中一种或几种。
本发明还提供了一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料的制备方法，其中包括以下步骤：
(1)在缸内计量加入去离子水，搅拌状态下加入防沉流变剂、消泡剂、润湿剂、无机颜料，高速分散均匀；
(2)用砂磨机研磨至细度小于20微米；
(3)补加成膜物质、成膜助溶剂、杀菌剂、防霉剂、增稠流变剂、PH值调节剂调节PH值为8.5左右；
(4)过滤包装，即得。
本发明还提供了所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料的应用，其应用范围包括工程防腐、桥梁、储罐、建筑、钢结构等表面涂装高性能防护涂装和高性能要求的外墙涂装。
采用上述技术方案，由于选取聚偏氟乙烯PVDF树脂乳液和丙烯酸乳液作为成膜物质，以及选取耐候性强的颜料、填料、成膜助溶剂、去离子水等组成水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其中PVDF树脂乳液具有常温成膜性，在常温下与丙烯酸树脂乳液溶融形成 PVDF-ACYLIC合金树脂膜，加上PVDF树脂乳液的氟含量的重量百分比超过60％，使得其具有优异的耐化学品性和耐候性能。另外，涂料的组分的挥发性有机化合物VOC低，含有的毒性不高且具有较好的延伸率，加上各项性能指标接近或达到热熔型PVDF氟碳涂料的基本性能指标。因而，本发明水性常温自融型PVDF氟碳涂料可以替代溶剂型和水性FEVE双组分氟涂料或双组分羟丙聚氨酯涂料。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种水性常温自融型(PVDF)氟碳涂料，包括下列重量份数的成分：
聚偏氟乙烯(PVDF)乳液400份、丙烯酸乳液160份、金红石型钛白粉150份、沉淀硫酸钡150份、丙二醇10份、醇酯-12 15份、去离子水110份、防沉流变剂2份、消泡剂3 份、润湿剂5份、增稠流变剂6份、杀菌剂1份、防霉剂1份、PH值调节剂2份；
水性常温自融型(PVDF)氟碳涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在缸内计量加入去离子水11份、丙二醇1份，搅拌状态下加入防沉流变剂2份、消泡剂3份、润湿剂5份、金红石型钛白粉150份、沉淀硫酸钡150份，高速分散均匀；
(2)用砂磨机研磨至细度小于20微米；
(3)补加聚偏氟乙烯乳液400份、丙烯酸乳液160份、醇酯-1 15份、增稠流变剂6份、杀菌剂1份、防霉剂1份、PH值调节剂2份，调节PH值8.5左右；
(4)过滤包装，即得。
实施例2一种水性常温自融型(PVDF)氟碳涂料的，包括下列重量份数的成分：
聚偏氟乙烯(PVDF)乳液30份、丙烯酸乳液140份、金红石型钛白粉130份、沉淀硫酸钡100份、玻璃微珠100份、丙二醇10份、二丙二醇丁醚15份、去离子水110份、防沉流变剂2份、消泡剂3份、润湿剂5份、增稠流变剂6份、杀菌剂1份、防霉剂1份、PH 值调节剂2份；
水性常温自融型(PVDF)氟涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在缸内计量加入去离子水11份，搅拌状态下加入防沉流变剂0.2份、消泡剂0.3份、润湿剂0.5份、金红石型钛白粉20份、高速分散均匀；
(2)用砂磨机研磨至细度小于20微米；
(3)补加聚偏氟乙烯(PVDF)乳液30份、丙烯酸乳液14份、二丙二醇丁醚15份、玻璃微珠10份，分散均匀；
(4)补加增稠流变剂6份、杀菌剂1份、防霉剂1份、PH值调节剂2份，调节PH值 8.5左右；
(5)过滤包装，即得。
实施例3
一种水性常温自融型(PVDF)氟碳涂料，包括下列重量份数的成分：
聚偏氟乙烯(PVDF乳液200份、丙烯酸乳液100份、金红石型钛白粉80份、云母粉50份、高岭土50份、碳酸钙100份、滑石粉50份、丙二醇10份、二丙二醇甲醚10份、二丙二醇丁醚10份、去离子水130份、防沉流变剂2份、消泡剂3份、润湿剂5份、增稠流变剂 8份、杀菌剂1份、防霉剂1份、PH值调节剂2份；
水性常温自融型(PVDF)氟涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在缸内计量加入去离子水130份，搅拌状态下加入防沉流变剂2份、消泡剂3份、润湿剂5份、金红石型钛白粉80份、云母粉50份、高岭土50份、碳酸钙100份、滑石粉 50份、丙二醇10份，高速分散均匀；
(2)用砂磨机研磨至细度小于25微米；
(3)补加聚偏氟乙烯乳液200份、丙烯酸乳液100份、二丙二醇甲醚10份、二丙二醇丁醚10份、增稠流变剂8份、杀菌剂1份、防霉剂1份、PH值调节剂2份，调节PH值 8.5左右；
(4)过滤包装，即得。
实施例4水性常温自融型PVDF氟碳料施工工艺
用去离子水将实施例1制备所得的水性常温自融型PVDF氟碳涂料稀释至25-35S/涂-4 杯，用喷枪喷涂环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆上，膜厚30-50微米。
实施例5水性常温自融型氟碳涂料施工工艺
用去离子水将实施例1中制备所得的水性常温自融型PVDF氟碳涂料稀释至30-40S/涂-4 杯，用漆刷或滚筒将涂料刷涂或滚涂于已涂了底漆的屋顶或外墙表面，膜厚25-30微米；常温干燥，避免雨天或雨前施工。
对实施例1的性能测试结果见下表：
表一：实施例1所制备得到的水性常温自融型PVDF氟碳涂料的性能测试
由检测结果可知，本发明提供的一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料以PVDF树脂乳液和丙烯酸树脂乳液为成膜物质，采用特定的颜填料和助剂按一定比例复配而成，测试结果表明：其中PVDF树脂乳液具有常温成膜性，该漆膜具有优异的耐候性、耐化学品性和较好的断裂延伸率，可以保持超久的使用年限，可应用在建筑外墙、桥梁、储罐和工程防腐。此外，还可用于建筑外墙抵抗墙体的细微裂缝，大大减少因为墙体开裂造成的渗漏。该发明克服了普通水性涂料使用不便且含毒性高，解决了目前市场上溶剂型乳胶漆得耐候性不佳，抵抗开裂能力不强以及无法在常温下成膜的缺陷。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其组分包括成膜物质、颜填料、助剂、成膜助溶剂和去离子水，其特征在于：所述成膜物质包含聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液，所述聚偏氟乙烯乳液的含氟量和其固含量的重量百分比分别超过60％和55％。
2.根据权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其特征在于：所述PVDF氟碳涂料的组分包括成膜物质、颜填料、助剂、成膜助溶剂和去离子水，其按重量百分比的比例为30-60％：15-40％：1-5％：1-5％：5-20％。
3.根据权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其特征在于：所述成膜物质包含聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液，其中，聚偏氟乙烯乳液和丙烯酸乳液的重量比例为不低于65：35，所述丙烯酸乳液主要由丙烯酸酯单体乳液聚合而成，所述丙烯酸乳液的固含量的重量百分比为40-50％，其最低成膜温度为10-40℃。
4.根据权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其特征在于：所述颜填料包括金红石型钛白粉、填料、玻璃微珠。
5.根据权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其特征在于：所述助剂包括防沉流变剂、消泡剂、润湿剂、杀菌剂、防霉剂、增稠流变剂和PH值调节剂。
6.根据权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其特征在于：所述成膜助溶剂包含丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、醇酯-12的其中一种或几种。
7.一种制备如权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在缸内计量加入去离子水，搅拌状态下加入防沉流变剂、消泡剂、润湿剂、无机颜料，高速分散均匀；
(2)用砂磨机研磨至细度小于20微米；
(3)补加成膜物质、成膜助溶剂、杀菌剂、防霉剂、增稠流变剂、PH值调节剂调节PH值为8.5左右；
(4)过滤包装，即得。
8.根据权利要求1所述的水性常温自融型PVDF氟碳涂料，其特征在于：可应用于工程防腐、桥梁、储罐、建筑、钢结构等表面涂装高性能防护涂装和高性能要求的外墙涂装，选用热反射颜料时，可制得冷屋顶涂料。
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