CN109651899A - 一种涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种涂料及其制备方法。所述涂料以重量份数计，包括如下组分：水性氟碳树脂25‑45份，水性含氟丙烯酸树脂15‑40份，成膜助剂2‑13份，功能助剂3‑12份，消泡剂0.1‑0.6份，流平剂0.5‑1.5份，防老化剂0.5‑2份，润湿分散剂0.5‑1份，水10‑24份。该涂料安全环保，具有优异的耐候性和自清洁性。本发明的实施例同时涂料的制备方法，该制备方法简单、环保。

Description

一种涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种涂料及其制备方法。
背景技术
溶剂型涂料在生产以及使用过程中会释放出大量有毒有害气体，严重危害生产及施工人员的身体健康，并对环境造成极大危害，这在注重环保的今天是被人们排斥的。因此，在防腐界选择水性涂料渐渐地成为了趋势。将氟碳树脂水性化并应用于水性氟碳涂料的研发，用于室外用钢筋、混凝土表面防护，变得越来越普遍。
氟碳涂料具有优异的户外耐候性。氟碳涂料具有超高键能的C-F键，这使得涂料具有极强的化学稳定性，优异的抗紫外线降解能力和超耐候性能。但是由于其水性涂料本身的特殊性，纵使氟碳涂料拥有C-F键的超高键能，其耐水性也不是很理想。在体系设计时经常会将水性氟碳涂料作为面漆使用，使用过程中难免受到雨水及其他污染物的侵蚀。久而久之，漆膜容易产生气泡进而脱落。期望能够有一种耐候性(具体为耐水性)优良并且具有自清洁功能的水性氟碳涂料。
目前市场上研发的水性氟碳涂料，多为在水性氟碳涂料中添加聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷、含OH官能团的有机硅改性聚丙烯酸酯溶液、基于石蜡的非离子型乳液功能助剂等，但是自清洁效果远远没有预期中的好。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种涂料，该涂料具有优异的耐候性和自清洁性。
本发明的目的之二在于提供该涂料制备方法。
根据本发明的一个方面，提供一种涂料，所述涂料以重量份数计，包括如下组分：
水性氟碳树脂25-45份，水性含氟丙烯酸树脂15-40份，成膜助剂2-13份，功能助剂3-12份，消泡剂0.1-0.6份，流平剂0.5-1.5份，防老化剂0.5-2份，润湿分散剂0.5-1份，水10-24份。
优选地，所述水性氟碳树脂和所述水性含氟丙烯酸树脂混合涂覆后固化成膜。
优选地，所选水性氟碳树脂为阴离子型VDF烯酸的氟聚合物。
优选地，所述功能助剂选自非离子硅氧基乳液、聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷、含OH官能团的有机硅改性聚丙烯酸酯溶液、基于石蜡的非离子型乳液中的一种或几种。
优选地，所述功能助剂为非离子硅氧基乳液，其中的不挥发成份为52.5％。
优选地，所述功能助剂为聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液，其中的不挥发成份为25％。
优选地，所述功能助剂为聚醚改性丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷，其中的不挥发成份为96％。
优选地，所述功能助剂为含OH官能团的有机硅改性聚丙烯酸酯溶液，其中的不挥发成份为25％。
优选地，所述功能助剂为基于石蜡的非离子型乳液，其中的不挥发成份为50％。
优选地，所述成膜助剂选自二碳酸二异丁脂、脂肪酸脂、丙二醇脂肪单脂、环氧大豆油、尼龙酸二甲酯、聚丙二醇烷基苯基醚中的一种或几种。
优选地，所述成膜助剂为尼龙酸二甲酯。
优选地，所述防老化剂选自苯并三唑水分散体、氧化铈纳米颗粒分散体、三嗪水分散体、受阻胺水分散体中的一种或几种。
优选地，受阻胺水分散体和氧化铈纳米颗粒分散体进行复配作为防老化助剂使用，复配重量比为1:1。
优选地，所述防老化剂为苯并三唑水分散体，其中的不挥发成份为30％。
优选地，所述防老化剂为氧化铈纳米颗粒分散体，其中的不挥发成份为23％。
优选地，所述防老化剂为三嗪水分散体，其中的不挥发成份为30％。
优选地，所述防老化剂为受阻胺水分散体，其中的不挥发成份为95％。
优选地，所述消泡剂选自矿物油消泡剂、疏水混合物消泡剂、破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物、改性硅氧烷类消泡剂、星型聚合物消泡剂中的一种或几种。
优选地，所述消泡剂的不挥发成份均为100％。
优选地，选择星型聚合物为消泡剂。
优选地，所述润湿分散剂选自螯合剂、脂肪醇改性乳化剂、脂肪族聚醚、磷酸酯、可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物、改性聚丙烯酸酯型中的一种或几种。
优选地，所述分散剂为改性聚丙烯酸酯型，其中的不挥发成份为40％。
优选地，所述分散剂为螯合剂，其中的不挥发成份为50％。
优选地，所述分散剂为脂肪醇改性乳化剂，其中的不挥发成份为100％。
优选地，所述分散剂为脂肪族聚醚，其中的不挥发成份为100％。
优选地，所述分散剂为磷酸酯，其中的不挥发成份为30％。
优选地，所述分散剂为可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物的不挥发成份为40％。
优选地，所述流平剂选自聚丙烯酸酯溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性硅氧烷溶液、聚醚改性硅氧烷中的一种或几种。
优选地，所述流平剂为聚醚改性硅氧烷溶液，其中的不挥发成份为45％。
优选地，所述流平剂为聚丙烯酸酯溶液的不挥发成份为80％。
优选地，所述流平剂为非离子型丙烯酸共聚物溶液的不挥发成份为52％。
优选地，所述流平剂为离子型聚丙烯酸酯溶液的不挥发成份为52％。
优选地，所述流平剂为聚醚改性硅氧烷的不挥发成份为96％。
根据本发明的另一方面，提供一种水性氟碳涂料的制备方法，所述制备方法依次包括如下步骤：
将水性氟碳树脂、水性含氟丙烯酸树脂、水共混，用高速分散机分散；
在高速分散机不停止工作的情况下依次加入配方中相应的成膜助剂、功能助剂、消泡剂、流平剂、防老化剂、润湿分散剂；
使用高速分散机分散至涂料混合均匀后即可使用。
本发明的一个实施例具有以下优点或有益效果：水性氟碳树脂和水性含氟丙烯酸树脂混拼固化成膜，制得的漆膜耐候性较好，且涂料成本较低。
本发明的一个实施例具有以下优点或有益效果：水性氟碳涂料中添加有复配的非离子硅氧基乳液和星型聚合物消泡剂，提高了接触角，提高了涂料的自清洁性。
本发明的一个实施例具有以下优点或有益效果：水性氟碳涂料中添加非离子硅氧基乳液作为功能助剂，降低了被处理材料的吸水性，延长了涂料的固化时间。
本发明的一个实施例具有以下优点或有益效果：水性氟碳涂料中添加星型聚合物作为消泡剂，星型聚合物降低了表面张力，提高了消泡的效果，显著降低了水的敏感度，提高了粘度的稳定性。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1：
提供一种涂料，该涂料具体的原料组成及原料配比如下：
水性氟碳树脂：以重量份数计，水性氟碳树脂35份。
水性含氟丙烯酸树脂：以重量份数计，水性含氟丙烯酸树脂25份。
成膜助剂：选择尼龙酸二甲酯，以重量份数计，尼龙酸二甲酯5份。
功能助剂：选择非离子硅氧基乳液，以重量份数计，非离子硅氧基乳液11.5份。
消泡剂：选择改性硅氧烷类，以重量份数计，改性硅氧烷类0.5份。
流平剂：选择聚醚改性硅氧烷溶液，以重量份数计，聚醚改性硅氧烷溶液1份。
润湿分散剂：选择改性聚丙烯酸酯型，以重量份数计，改性聚丙烯酸酯型1份。
防老化剂：选择受阻胺水分散体和氧化铈纳米颗粒分散体进行复配作为耐老剂使用，复配比例为1:1。以重量份数计，防老化剂1份。
水：以重量份数计，水20份。
实施例1提供的水性氟碳涂料的性能如下：
目测观察，水性氟碳涂料在容器中处于均匀流体状态，所述涂料涂覆后固化成膜。
目测观察，漆膜颜色与外观为无色透明，漆膜略微有麻点。
按照GB/T 1731进行测试，水性氟碳涂料的柔韧性≤1mm。
按照GB/T 9286用划格法进行测试，水性氟碳涂料的附着力≤1级。
按照GB/T 1732进行测试，水性氟碳涂料的耐冲击性为50cm。
按照GB/T 1733测试耐水性，当试片浸泡到120h时出现起泡现象。
按照GB/T 1865，对水性氟碳涂料进行1500小时的耐紫外人工气候老化性测试，测试结果为无起泡、无粉化、失光＜1级，粉化＜0级。
水性氟碳涂料的接触角(水)≤60°。
在本发明的一个实施例中，水性氟碳涂料的原料种类与实施例1的原料种类相同，但其中的原料按重量分数计的配比不同。
在本发明的一个实施例中，水性氟碳树脂为阴离子型VDF(VDF,偏氟乙烯)烯酸的氟聚合物。
实施例2：
提供一种涂料，该涂料具体的原料组成及原料配比如下：
水性氟碳树脂，以重量份数计，水性氟碳树脂35份。
水性含氟丙烯酸树脂，以重量份数计，水性含氟丙烯酸树脂25份。
成膜助剂：选择尼龙酸二甲酯，以重量份数计，尼龙酸二甲酯5份。
功能助剂：选择聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液，以重量份数计，聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液11.5份。
消泡剂：选择星型聚合物，以重量份数计，星型聚合物0.5份。
流平剂：选择聚醚改性硅氧烷溶液，以重量份数计，聚醚改性硅氧烷溶液1份。
润湿分散剂：选择改性聚丙烯酸酯型，以重量份数计，改性聚丙烯酸酯型1份。
防老化剂，选择受阻胺水分散体和氧化铈纳米颗粒分散体进行复配作为耐老化剂，复配比例为1:1。以重量份数计，防老化剂1份。
水，以重量份数计，水20份。
实施例2提供的水性氟碳涂料的性能如下：
目测观察，水性氟碳涂料在容器中为均匀流体状态，所述涂料涂覆后固化成膜。
目测观察，漆膜颜色与外观为无色透明，漆膜平整。
按照GB/T 1731进行测试，水性氟碳涂料的柔韧性≤1mm。
按照GB/T 9286进行划格法测试，水性氟碳涂料的附着力≤1级。
按照GB/T 1732进行测试，水性氟碳涂料的耐冲击性为50cm。
按照GB/T 1733测试耐水性，当试片浸泡到96h时出现起泡现象。
按照GB/T 1865，对水性氟碳涂料进行1500h的耐紫外人工气候老化性测试，测试结果为无起泡、无粉化、失光＜1级，粉化＜0级。
水性氟碳涂料的接触角(水)≤80°。
在本发明的一个实施例中，水性氟碳涂料的原料种类与实施例2的原料种类相同，但其中的原料按重量分数计的配比不同。
实施例3：
提供一种涂料，该涂料具体的原料组成及原料配比如下：
水性氟碳树脂，以重量份数计，水性氟碳树脂35份。
水性含氟丙烯酸树脂，以重量份数计，水性含氟丙烯酸树脂25份。
成膜助剂：选择尼龙酸二甲酯，以重量份数计，尼龙酸二甲酯5份。
功能助剂：选择非离子硅氧基乳液，以重量份数计，非离子硅氧基乳液11.5份。
消泡剂：选择星型聚合物，以重量份数计，星型聚合物0.5份。
流平剂：选择聚醚改性硅氧烷溶液，以重量份数计，聚醚改性硅氧烷溶液1份。
润湿分散剂：选择改性聚丙烯酸酯型，以重量份数计，改性聚丙烯酸酯型1份。
防老化剂：选择受阻胺水分散体和氧化铈纳米颗粒分散体进行复配作为防老化剂，复配比例为1:1。以重量份数计，防老化剂1份。
水，以重量份数计，水20份。
实施例3提供的水性氟碳涂料的性能如下：
目测观察，水性氟碳涂料在容器中处于均匀流体的状态，所述涂料涂覆后固化成膜。
目测观察，漆膜颜色与外观为无色透明，漆膜平整。
按照GB/T 1731进行测试，水性氟碳涂料的柔韧性≤1mm。
按照GB/T 9286进行划格法测试，水性氟碳涂料的附着力≤1级。
按照GB/T 1732进行测试，水性氟碳涂料的耐冲击性为50cm。
按照GB/T 1733进行耐水性测试，试片浸泡168小时漆膜不起泡、无剥落、无锈斑。
按照GB/T 1865，对水性氟碳涂料进行1500小时的耐紫外人工气候老化性测试，测试结果为无起泡、无粉化、失光＜1级，粉化＜0级。
水性氟碳涂料的接触角(水)≥100°，可达120°左右。
在本发明的实施例3中，选用的是水性氟碳树脂乳液复配水性含氟丙烯酸树脂乳液为主要成膜物。添加一种含有52.5％活性组分的能提高体系接触角的非离子硅氧基乳液作为整个体系的功能助剂，它的显著特性就是具有疏水性，并且可以降低处理材料的吸水性，并且它里面还有的活性成分属于反应性材料，可以与砖石或水泥基材料表面发生化学反应，低分子硅烷可以侵入处理过的表面。当它均匀的分散到水性氟碳乳液中时，体系中的助溶剂会降低它的固化时间延长它侵入混凝土内部途径，减少混凝土的吸水率，但在这个过程中会产生大量的气泡及体系润湿差等不良问题。针对这些问题，选择星型聚合物为消泡剂，它可以降低表面张力、对消泡及粘度的稳定都有积极的影响。星型聚合物消泡剂与常规的乙氧基化或阴离子表面活性剂相比，它添加到水性氟碳涂料中时可以在消泡的同时可以使其水的敏感度显著降低，与非离子硅氧基乳液复配提高水性氟碳涂料的自清洁性，提高接触角。
在本发明的一个实施例中，水性氟碳涂料的原料种类与实施例3的原料种类相同，但其中的原料按重量分数计的配比不同。
实施例1的水性氟碳涂料具有以下性能：漆膜略有麻点；耐水性测试结果为当试片浸泡到120h时出现起泡现象；接触角(水)≤60°。实施例3的水性氟碳涂料具有以下性能：漆膜平整；耐水性的测试结果为试片浸泡到168h时无起泡现象；接触角(水)≥100°。
实施例1与实施例3相比，消泡剂的种类不同。实施例1的消泡剂为改性硅氧烷类，实施例3的消泡剂为星型聚合物。实施例3相较于实施例1，消除了漆膜的麻点，提高了漆膜的平整度，还增强了涂料与水的接触角以及涂料的耐水性。
实施例2的水性氟碳涂料具有以下性能：耐水性测试结果为当试片浸泡到120h时出现起泡现象；接触角(水)≤80°。实施例3的水性氟碳涂料具有以下性能：耐水性的测试结果为试片浸泡到168h时无起泡现象；接触角(水)≥100°。
实施例2与实施例3相比，功能助剂的种类不同。实施例2的功能助剂为聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液，实施例3的功能助剂为非离子硅氧基乳液。实施例3相较于实施例2，增强了涂料与水的接触角以及涂料的耐水性。
通过上述实施例之间的比较，可以看到实施例3使用非离子硅氧基乳液作为功能助剂和星型聚合物作为消泡剂复配制备成的水性氟碳涂料具有较好的效果，漆膜平整，耐水性好，与水具有较大的接触角，具有较高的自清洁性。
在本发明的一个实施例中，功能助剂可以为非离子硅氧基乳液、聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷、含OH官能团的有机硅改性聚丙烯酸酯溶液、基于石蜡的非离子型乳液中的某一种单独使用，或是其中的几种复配在一起使用。
在本发明的一个实施例中，成膜助剂可以为二碳酸二异丁脂、脂肪酸脂、丙二醇脂肪单脂、环氧大豆油、尼龙酸二甲酯、聚丙二醇烷基苯基醚中的某一种单独使用，或是其中的几种复配在一起使用。
在本发明的一个实施例中，防老化剂可以为苯并三唑水分散体、氧化铈纳米颗粒分散体、三嗪水分散体、受阻胺水分散体中的某一种单独使用，或是其中的几种复配在一起使用。
在本发明的一个实施例中，消泡剂可以为矿物油消泡剂、疏水混合物消泡剂、破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物、改性硅氧烷类消泡剂、星型聚合物消泡剂中的某一种单独使用，或是其中的几种复配在一起使用。
在本发明的一个实施例中，润湿分散剂可以为螯合剂、脂肪醇改性乳化剂、脂肪族聚醚、磷酸酯、可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物、改性聚丙烯酸酯型中的某一种单独使用，或是其中的几种复配在一起使用。
在本发明的一个实施例中，流平剂可以为聚丙烯酸酯溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性硅氧烷溶液、聚醚改性硅氧烷中的某一种单独使用，或是其中的几种复配在一起使用。
在本发明的一个实施例中，涂料的制备方法如下：
首先准备好配料杯，以重量份数计，添加水性氟碳树脂35份、水性含氟丙烯酸树脂25份、水20份。
然后使用高速分散机以600转/分钟的转速，对配料杯中的混合物分散5分钟。
接着在高速分散机不停止工作的情况下，向配料杯中依次添加成膜助剂(尼龙酸二甲酯)5份、功能助剂(非离子硅氧基乳液)11.5份、消泡剂(星型聚合物)0.5份、流平剂(聚醚改性硅氧烷溶液)1份、防老化剂(受阻胺水分散体和氧化铈纳米颗粒分散体进行复配作为耐老化助剂使用，复配比例大约为1:1)1份、润湿分散剂(改性聚丙烯酸酯型)1份。
最后使用高速分散机对配料杯中的混合物分散10分钟，得到混合均匀的水性氟碳涂料即可直接使用。
以上内容描述了本发明的基本原理和主要特征，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种涂料，其特征在于，以重量份数计，所述涂料包括如下组分：
水性氟碳树脂25-45份，水性含氟丙烯酸树脂15-40份，成膜助剂2-13份，功能助剂3-12份，消泡剂0.1-0.6份，流平剂0.5-1.5份，防老化剂0.5-2份，润湿分散剂0.5-1份，水10-24份。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述水性氟碳树脂和所述水性含氟丙烯酸树脂混合涂覆后固化成膜。
3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述水性氟碳树脂为阴离子型VDF和丙烯酸的氟聚合物。
4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述功能助剂选自非离子硅氧基乳液、聚醚改性羟基官能性聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷、含OH官能团的有机硅改性聚丙烯酸酯溶液、基于石蜡的非离子型乳液中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述成膜助剂选自二碳酸二异丁脂、脂肪酸脂、丙二醇脂肪单脂、环氧大豆油、尼龙酸二甲酯、聚丙二醇烷基苯基醚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述防老化剂选自苯并三唑水分散体、氧化铈纳米颗粒分散体、三嗪水分散体、受阻胺水分散体中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述消泡剂选自矿物油消泡剂、疏水混合物消泡剂、破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物、改性硅氧烷类消泡剂、星型聚合物消泡剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述润湿分散剂选自螯合剂、脂肪醇改性乳化剂、脂肪族聚醚、磷酸酯、可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物、改性聚丙烯酸酯型中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述流平剂选自聚丙烯酸酯溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性硅氧烷溶液、聚醚改性硅氧烷中的一种或多种。
10.一种涂料的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
将水性氟碳树脂、水性含氟丙烯酸树脂、水共混，用高速分散机分散；
在高速分散机不停止工作的情况下依次加入配方中相应的成膜助剂、功能助剂、消泡剂、流平剂、防老化剂、润湿分散剂；
使用高速分散机分散至涂料混合均匀后即可使用。
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