CN109233568A - 一种卷材涂料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种卷材涂料及其生产方法，包括以下重量份数的原料：环氧树脂80～120份，丙烯酸树脂50～70份，聚偏二氟乙烯15～20份，石榴石3～5份，玻璃纤维10～15份，二氧化钛5～10份，氧化锌5～10份，助剂0.5～2份，制得的卷材涂料对紫外光有反射作用，阻止了紫外光对涂层的光化学反应所引起的成膜老化、粉化、开裂等破坏作用，增强了涂层的耐候性；综合机械性能优良，贮存稳定性高，装饰性和保护性好，耐久性、耐冲压加工性、耐磨、耐光、耐候性、抗划伤性、物理硬度等都好，质地细腻、外观平滑、不积灰尘、保光保色、不易黄变；有优越的附着性。

Description

一种卷材涂料及其生产方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种卷材涂料及其生产方法。
背景技术
随着技术的不断成熟，卷材涂料发展速度很快，卷材材料最早在20世纪30年代在美国投入市场，而我国的卷材涂料发展史是从20世纪80年代开始的。卷材涂料在涂料界，虽不像建筑涂料、家具涂料那样耳熟能详、赫赫有名，但也是社会发展必不可少的一种工业涂料。
卷材涂料是主要用于涂覆钢板、铝板表面，制成预涂卷材而使用的一种专用涂料。目前卷材涂料技术主要向超长寿命、产品功能化和环境友好型的方向发展，并不断开拓新的应用领域。卷材由于质轻、性优、价廉而获得广泛应用。船舶内部装饰、家用电器、家具、内外建筑等领域都先后采用了卷材涂料。
随着国家环保政策趋紧，市场呼唤低VOC的涂料产品。卷材涂料作为一种低VOC产品，具有优良的防腐性、耐候性、耐久性等特性，在家电、家装、建筑等领域的应用将逐步增加。但是目前的卷材涂料仍存在很多问题，防腐性、耐候性、耐久性等特性差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种卷材涂料及其生产方法，具有综合机械性能优良，贮存稳定性高，装饰性和保护性好，耐久性、耐冲压加工性、耐磨、耐光、耐候性、抗划伤性和物理硬度都优良等特点。
卷材涂料，包括以下重量份数的原料：
环氧树脂 80 ～ 120份；
丙烯酸树脂 50 ～ 70 份；
聚偏二氟乙烯 15 ～ 20份；
石榴石 3 ～ 5份；
玻璃纤维 10 ～ 15份；
二氧化钛 5 ～ 10份；
氧化锌 5 ～ 10份；
助剂 0.5 ～ 2份。
所述环氧树脂，为n的平均值小于2，软化点低于50℃的环氧树脂；
所述丙烯酸树脂，为热塑性丙烯酸树脂；
所述石榴石，为石榴石滤料，粒径为200～500目；
所述玻璃纤维，为粒度26～30μm的丝粉；
所述二氧化钛，为金红石型纳米二氧化钛。
所述助剂，为防沉剂、消泡剂、分散剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂的混合物，重量比例为3:2:1.5:2:3:0.8。
所述防沉剂，为BYK410、有机膨润土、滑石粉的混合物，重量比例为1:8:3。
所述消泡剂，为聚二甲基硅氧烷和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚按照重量比例5:1混合。
所述分散剂，为分散剂BYK-110。
所述流平剂，为流平剂deggusa1484、EFKA3777或EFKA3239的一种或一种以上。
所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷、γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三（β—甲氧基乙氧基）硅烷或γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的任意两种按照重量比例1:1混合。
所述抗流挂助剂，为NAD-12 纳米级改性脲和BYK-430 改性脲按照重量比例2：1混合。
卷材涂料的生产方法，步骤如下：
将环氧树脂、丙烯酸树脂、聚偏二氟乙烯和分散剂加入反应釜中，1100～1200r/min，搅拌均匀21～25分钟；再将二氧化钛和氧化锌投入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，搅拌均匀20～50min；将玻璃纤维投入进去，于45～60℃水浴加热，搅拌均匀20～45min；再加入石榴石和防沉剂 、消泡剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂，于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
各原料在本发明的涂料中起到的作用：
1、环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。作为本发明涂料中的主料，有着优良的耐水性、耐腐蚀性、耐化学药品性。
2、丙烯酸树脂，至今为止已经发展成为类型最多，综合性能最全的一类涂料品种。本发明选择的是热塑型丙烯酸树脂，使得涂料具有具有优良的户外耐候性、保光保色好及机械性能良好。
3、聚偏二氟乙烯，polyvinylidene difluoride ，聚偏二氟乙烯是一种纯热塑性含氟聚合物，由偏二氟乙烯经聚合而成的高分子化合物。白色固体。密度1.78。熔点160～170℃。可在-60～150℃范围使用。能溶于强极性溶液如二甲基乙酰胺等。抗老化、耐化学药品、耐候、耐紫外线光辐射等性能均较优良。
聚偏二氟乙烯是高相对分子质量半结晶的氟聚合物，成膜物质中含氟量是评判涂层耐久性的重要标志，因为C-F键是有机化学键中键能最大的。本发明将聚偏二氟乙烯添加玻璃化温度较高的丙烯酸树脂，可改善对颜料的润湿，提高涂层的附着力和硬度，并降低涂料的成本。
4、石榴石，garnet，石榴石滤料又名“玉砂”或“天然金刚砂”，石榴石滤料由化学性能稳定的天然硅酸盐矿物石榴石加工而成，具有较强的硬度和很好的耐酸耐碱性，是一种岛状结构的铝（钙）硅酸盐，内部化学分子多，化学稳定性好。是国外当前新开发的立体喷墙涂料，还是玻壳厂唯一能做彩壳喷砂耐磨料。本发明将石榴石滤料应用卷材涂料中，利用其熔点高、比重大、硬度大、耐酸耐磨度强，制得的卷材涂料具有极好的耐冲压加工性，耐磨、耐光性好，优良的附着力、抗划伤性和良好的耐深加工性，保光、保色性好。
5、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，加入本发明的卷材涂料中，耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，增强漆膜的性能。
6、二氧化钛（化学式：TiO2），白色固体或粉末状的两性氧化物，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。同时，二氧化钛有较好的紫外线掩蔽作用，二氧化钛的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖，属一般的物理防晒，防晒能力较弱;随着粒径的减小，光线能透过二氧化钛的粒子面，对长波区紫外线的反射、散射性不明显，而对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线，主要吸收中波区紫外线。由此可见，二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样，对长波区紫外线的阻隔以散射为主，对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。本发明选用二氧化钛，具有很强的紫外线屏蔽作用。
7、氧化锌，Zinc oxide，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。本发明将其加入卷材涂料中，作为一种碱性颜料，具有防霉效果，着色力较好和不会粉化，具有良好的耐光性、耐热性和抗粉化性。
8、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；
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；
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；
偶联剂，是有机成膜物质和无机填料之间的桥梁，使填料更好，更快的分散在有机质中。能够提高涂层的附着力（使有机质和涂层面的结合更紧密）提高涂层的耐久性，耐候性，坚韧性（使有机质和填充涂料的结合更紧密）涂料颜色更均匀（降低填料的分散粘度，在有机质中分散的更均匀）；
抗流挂助剂，是指可以提高油漆的粘度，在油漆固化或施工过程中可以阻止流挂的一类化合物。
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、本发明将环氧树脂作为主料，使得本涂料具有优良的耐水性、耐腐蚀性、耐化学药品性；丙烯酸树脂使得本涂料具有具有优良的户外耐候性、保光保色好及机械性能良好；聚偏二氟乙烯与玻璃化温度较高的丙烯酸树脂混合，可改善对颜料的润湿，提高涂层的附着力和硬度，并降低涂料的成本；石榴石使涂料具有极好的耐冲压加工性，耐磨、耐光性好；玻璃纤维加入本发明的卷材涂料中，耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，增强漆膜的性能；二氧化钛增强本发明的防紫外线作用；氧化锌，本发明将其加入卷材涂料中，作为一种碱性颜料，具有防霉效果，着色力较好和不会粉化，具有良好的耐光性、耐热性和抗粉化性。
2、各原料的相互作用，使得本发明的涂料对紫外光有反射作用，阻止了紫外光对涂层的光化学反应所引起的成膜老化、粉化、开裂等破坏作用，增强了涂层的耐候性；综合机械性能优良，贮存稳定性高，装饰性和保护性好，耐久性、耐冲压加工性、耐磨、耐光、耐候性、抗划伤性、物理硬度等都好，质地细腻、外观平滑、不积灰尘、保光保色、不易黄变；有优越的附着性。
具体实施方式
实施例1
卷材涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂80份； 丙烯酸树脂50份；聚偏二氟乙烯15份；石榴石3份；玻璃纤维10份；二氧化钛5份；氧化锌5份；助剂0.5份。
所述石榴石，为石榴石滤料，粒径为200目；所述玻璃纤维，为粒度26μm的丝粉；所述流平剂，为流平剂deggusa1484；所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷和γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷按照重量比例1:1混合。
卷材涂料的生产方法，步骤如下：
将环氧树脂、丙烯酸树脂、聚偏二氟乙烯和分散剂加入反应釜中，1100r/min，搅拌均匀21分钟；再将二氧化钛和氧化锌投入反应釜中，580转/分钟搅拌，搅拌均匀20min；将玻璃纤维投入进去，于45℃水浴加热，搅拌均匀20min；再加入石榴石和防沉剂 、消泡剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂，于45kHz超声40分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例2
卷材涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂90份； 丙烯酸树脂60份；聚偏二氟乙烯17份；石榴石4份；玻璃纤维12份；二氧化钛6份；氧化锌6份；助剂1份。
所述石榴石，为石榴石滤料，粒径为300目；所述玻璃纤维，为粒度27μm的丝粉；所述流平剂，为流平剂deggusa1484和EFKA3777混合；所述偶联剂，为γ-甲基丙烯酰氧丙基三（β—甲氧基乙氧基）硅烷和γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的任意两种按照重量比例1:1混合。
卷材涂料的生产方法，步骤如下：
将环氧树脂、丙烯酸树脂、聚偏二氟乙烯和分散剂加入反应釜中，1200r/min，搅拌均匀25分钟；再将二氧化钛和氧化锌投入反应釜中， 620转/分钟搅拌，搅拌均匀50min；将玻璃纤维投入进去，于60℃水浴加热，搅拌均匀45min；再加入石榴石和防沉剂 、消泡剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂，于60kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例3
卷材涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂100份； 丙烯酸树脂65份；聚偏二氟乙烯17份；石榴石4份；玻璃纤维13份；二氧化钛8份；氧化锌8份；助剂1.5份。
所述石榴石，为石榴石滤料，粒径为400目；所述玻璃纤维，为粒度28μm的丝粉；所述流平剂，为流平剂deggusa1484、EFKA3777和EFKA3239混合；所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三（β—甲氧基乙氧基）硅烷按照重量比例1:1混合。
卷材涂料的生产方法，步骤如下：
将环氧树脂、丙烯酸树脂、聚偏二氟乙烯和分散剂加入反应釜中，1100r/min，搅拌均匀25分钟；再将二氧化钛和氧化锌投入反应釜中， 620转/分钟搅拌，搅拌均匀50min；将玻璃纤维投入进去，于60℃水浴加热，搅拌均匀45min；再加入石榴石和防沉剂 、消泡剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂，于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例4
卷材涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂120份； 丙烯酸树脂70 份；聚偏二氟乙烯20份；石榴石5份；玻璃纤维15份；二氧化钛10份；氧化锌10份；助剂2份。
所述石榴石，为石榴石滤料，粒径为500目；所述玻璃纤维，为粒度30μm的丝粉；所述流平剂，为流平剂EFKA3777和EFKA3239混合；所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷和γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的任意两种按照重量比例1:1混合。
卷材涂料的生产方法，步骤如下：
将环氧树脂、丙烯酸树脂、聚偏二氟乙烯和分散剂加入反应釜中， 1200r/min，搅拌均匀25分钟；再将二氧化钛和氧化锌投入反应釜中， 620转/分钟搅拌，搅拌均匀50min；将玻璃纤维投入进去，于60℃水浴加热，搅拌均匀45min；再加入石榴石和防沉剂 、消泡剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂，于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
经检测，质量技术指标如下：

Claims (10)

1.一种卷材涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
环氧树脂 80 ～ 120份；
丙烯酸树脂 50 ～ 70 份；
聚偏二氟乙烯 15 ～ 20份；
石榴石 3 ～ 5份；
玻璃纤维 10 ～ 15份；
二氧化钛 5 ～ 10份；
氧化锌 5 ～ 10份；
助剂 0.5 ～ 2份；
所述卷材涂料的生产方法，步骤如下：
将环氧树脂、丙烯酸树脂、聚偏二氟乙烯和分散剂加入反应釜中，1100～1200r/min，搅拌均匀21～25分钟；再将二氧化钛和氧化锌投入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，搅拌均匀20～50min；将玻璃纤维投入进去，于45～60℃水浴加热，搅拌均匀20～45min；再加入石榴石和防沉剂 、消泡剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂，于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
2.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述环氧树脂，为n的平均值小于2，软化点低于50℃的环氧树脂；所述丙烯酸树脂，为热塑性丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述石榴石，为石榴石滤料，粒径为200～500目；所述玻璃纤维，为粒度26～30μm的丝粉；所述二氧化钛，为金红石型纳米二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述助剂，为防沉剂 、消泡剂、分散剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂的混合物，重量比例为3:2:1.5:2:3:0.8。
5.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述防沉剂，为BYK410、有机膨润土、滑石粉的混合物，重量比例为1:8:3。
6.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述消泡剂，为聚二甲基硅氧烷和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚按照重量比例5:1混合。
7.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述分散剂，为分散剂BYK-110。
8.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述流平剂，为流平剂deggusa1484、EFKA3777或EFKA3239的一种或一种以上。
9.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷、γ-（β-氨乙基）氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三（β—甲氧基乙氧基）硅烷或γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的任意两种按照重量比例1:1混合。
10.根据权利要求1所述的卷材涂料，其特征在于，所述抗流挂助剂，为NAD-12 纳米级改性脲和BYK-430 改性脲按照重量比例2：1混合。
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