CN110511625A - 一种超耐候常温固化feve氟碳涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防腐蚀涂料领域，具体涉及一种耐老化性能优异即超耐候的常温固化FEVE氟碳涂料。该超耐候氟碳涂料制备在常温下进行，将氟碳树脂、抗沉降剂、分散剂先投入调漆罐中，进行充分搅拌混合，然后加入高耐候颜料，填料并进行搅拌混合，均匀后转入到砂磨机进行研磨分散，达到细度≤20μm，然后加入表面助剂等，充分搅拌分散，最后加溶剂调节固含量在48～68％之间，即制成该涂料主要部分A组分。涂装施工使用时，按照配比将涂料A组分与B组分固化剂溶液在常温下进行搅拌混合均匀，即制成涂料，熟化后采用喷涂、刷涂等方法施工涂装。

Description

一种超耐候常温固化FEVE氟碳涂料

技术领域

本发明涉及防腐蚀涂料领域，具体涉及一种耐老化性能优异即超耐候的常温固化FEVE氟碳涂料。

背景技术

FEVE为氟烯烃和乙烯基醚的共聚树脂，在市场上广泛应用已有20余年，提供了含氟树脂在芳烃、酯类或酮类溶剂中的可溶性，克服了以往含氟涂料必须高温烧结的缺点，使其在室温到高温较宽的范围内固化得到光泽、硬度、柔韧性理想的透明涂膜成为可能。FEVE树脂可以制成单组份产品，也可以与缩二脲多异氰酸酯或HDI三聚体制成双组分产品，而得到可常温交联固化的含氟聚氨酯涂料。氟碳树脂中的F-C键是键长最短、键能最大的化学键，因此化学性能非常稳定。以此氟碳树脂为基础的涂料或经改性的涂料将全部或部分地吸取氟碳树脂的特性，表现为低表面张力、耐候耐久性、耐化学药品性、非粘附性及耐污染、耐冲洗性和方便的涂装性能，逐渐成为超长效防腐面漆研究的热点和最重要的品种之一。

发明内容

FEVE氟碳树脂是氟烯烃和烷基乙烯基醚的共聚物，氟烯烃单元保护了不稳定的乙烯基醚结构单元，使其免受氧化侵蚀。不同氟树脂的耐老化性能即耐候性能差别很大，在氟含量相同情况下，氟碳树脂的化学组成和结构特征不同导致树脂的耐老化性能即耐候性能有所不同。单纯从氟含量角度无法全面判别FEVE氟碳树脂性能的优劣，需要从FEVE氟碳树脂的交替结构去判别。因此本发明采用下述技术方案，制备了一种超耐候可常温固化氟碳涂料，该涂料由A组分和B组分两组分配制而成。

所述A组分基本成分是：(按重量份)

所述B组分基本成分是：(按重量份)

异氰酸酯固化剂 40～60

溶剂 30～65

以上所述超耐候氟碳涂料，特征在于所述的A组分和B组分的质量混合比例是100：5～20。

所述A组分，其中氟碳树脂是可以常温固化的FEVE三氟烯烃和乙烯基醚共聚物，氟含量大于20％，结构如下：

氟烯烃：提供耐候性；

烷基乙烯基醚：R1为烷基，提供溶剂中可溶解性，透明性，光泽，硬度；

R2为环烷基，提供柔韧性；

R3为羟烷基，提供交联性，附着性；

R4为羧烷基，提供颜料分散性，附着性。

从该树脂结构式可看出，由于该树脂结构中含有氟原子，氟原子的电负性最高，原子半径较小，它和碳原子间形成的C-F键极短，但键能极高，因此分子结构非常稳定，由于C-F是由比紫外线能量大的键合强度连接着，所以不易受紫外线照射而断裂，因此耐紫外线性能即耐候性优异。并且从该树脂结构式可看出氟单体单元包围与其共聚用单体单元的构造为最好，即是说，氟单元与共聚单元必须交替排列，即为交替共聚性，交替共聚性越高，树脂的耐候性就越高。因为乙烯醚链节中碳原子上的氢和醚键中的氧容易发生化学反应，但是在严格交替的排列中，化学稳定的氟烯烃链节形成了立体屏蔽结构而产生了空间位阻，可以保护稳定性较差的乙烯醚键链节不受化学侵蚀。并且在该树脂的分子链中每个C-C键都被螺旋式的三维排列的氟原子紧紧地包围着，这种结构能保护其自身免收紫外线、热或其它介质侵害，由于其具有很小的透氧性，所以也能很好的防止底材锈蚀。

所述A组分，其中高耐候颜料是金红石型钛白粉、氧化铁黄、酞青蓝、高色素炭黑、有机红粉中的至少一种或几种。

所述A组分，其中填料为方解石粉、白云石粉、透闪石粉、硅灰石粉、硅藻土、硅微粉、硫酸钡、重晶石粉、立德粉、氧化镁、石英粉、滑石粉、珍珠岩粉、高岭土中的一种或几种。

所述A组分，其中分散剂为BYK-161、BYK-162、AFCONA4009、AFCONA4010、AFCONA4011、Disponer926、Disponer983中的至少一种，使用这些助剂的目的是，可以明显提高颜料润湿分散性能，降低涂料研磨粘度，并缩短研磨时间。

所述A组分，其中抗沉降剂为有机膨润土、白炭黑、聚酰胺蜡和气相二氧化硅中的一种或一种以上的混合物。

所述A组分，其中表面助剂为BYK-352、BYK-354、AFCONA3277、AFCONA3670、AFCONA3700、Levaslip431、Levaslip432、Levaslip433中的至少一种，使用这些助剂的目的是改善涂层流平性、防止贝纳德漩涡形成、改善涂层表面润湿性、防止浮色、发花等。

所述A组分，溶剂是与基体树脂有着良好相容性的溶剂，如甲乙酮、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯等中的至少一种。

所述B组分为异氰酸酯固化剂，制备该超耐候氟碳涂料前需将脂肪族异氰酸酯固化剂经溶剂稀释配制成固化剂溶液，配制在常温下进行，充分搅拌均匀，所用溶剂与所述A组分所用溶剂相同。

以上所述该超耐候氟碳涂料制备在常温下进行，将氟碳树脂、抗沉降剂、分散剂先投入调漆罐中，进行充分搅拌混合，然后加入高耐候颜料，填料并进行搅拌混合，均匀后转入到砂磨机进行研磨分散，达到细度≤20μm，然后加入表面助剂等，充分搅拌分散，最后加溶剂调节固含量在48～68％之间，即制成该涂料主要部分A组分。

涂装施工使用时，按照配比将涂料A组分与B组分固化剂溶液在常温下进行搅拌混合均匀，即制成涂料，熟化后采用喷涂、刷涂等方法施工涂装。

本发明专利制备的氟碳涂料具有优异的耐老化性能，耐人工气候老化性5180h，漆膜不起泡、不生锈、不开裂、不脱落，变色1级，粉化0级，失光1级；本发明专利制备的氟碳涂料交变湿热试验15个周期，漆膜不起泡、不脱落，基材不腐蚀；本发明专利制备的氟碳涂料中性盐雾试验2800h，漆膜不起泡、不生锈、不脱落，基材不腐蚀。本发明专利制备的氟碳涂料之所以具有以上优异的性能，是因为采用的氟碳基体树脂的氟单体采用了三氟氯乙烯，与其共聚的单体采用了乙烯基醚，氟单体单元与乙烯基类单体单元严格的交替共聚，强韧的氟单体单元包围并保护了乙烯基类单体不受化学侵蚀。并且由于C-F是由比紫外线能量大的键合强度连接着，所以不易受紫外线照射而断裂，因此耐紫外线性能即耐候性优异。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述，份指重量份。

实施例1

A组分：将30份氟碳树脂、0.8份BYK-161、0.5份BYK-162、0.5份聚酰胺蜡进行充分搅拌混合，然后加入26份钛白粉、7份滑石粉、1份硫酸钡、10份二甲苯、10份乙酸乙酯充分搅拌混合，砂磨机研磨分散至细度小于20μm，再加入0.3份BYK-352、0.3份BYK-354，高速搅拌充分搅拌混合均匀，加入9份二甲苯调至固含量为54.5％，过滤得到A组分。

B组分配制固化剂溶液：45份异氰酸酯固化剂，20份二甲苯，20份乙酸乙酯充分搅拌均匀。

涂装使用时，按照配比重量比A组分：B组分＝100：6的比例进行混合，熟化后采用喷涂施工。常温干燥7天后，进行性能测试。耐人工气候老化性5180h，漆膜不起泡、不生锈、不开裂、不脱落，变色1级，粉化0级，失光1级；交变湿热试验15个周期，漆膜不起泡、不脱落，基材不腐蚀；中性盐雾试验2820h，漆膜不起泡、不生锈、不脱落，基材不腐蚀。

实施例2

A组分：将45份氟碳树脂、1.1份AFCONA4009、0.5份AFCONA4010、1份有机膨润土进行充分搅拌混合，然后加入22份钛白粉、1份酞菁蓝、13份滑石粉、10份二甲苯、10份乙酸乙酯充分搅拌混合，砂磨机研磨分散至细度小于20μm，再加入0.5份AFCONA3670、0.3份AFCONA3700，高速搅拌充分搅拌混合均匀，加入9份二甲苯调至固含量为56.4％，过滤得到A组分。

B组分配制固化剂溶液：45份异氰酸酯固化剂，30份二甲苯，25份乙酸乙酯充分搅拌均匀。

涂装使用时，按照配比重量比A组分：B组分＝100：9的比例进行混合，熟化后采用喷涂施工。常温干燥7天后，进行性能测试。耐人工气候老化性5260h，漆膜不起泡、不生锈、不开裂、不脱落，变色1级，粉化0级，失光1级；交变湿热试验15个周期，漆膜不起泡、不脱落，基材不腐蚀；中性盐雾试验2860h，漆膜不起泡、不生锈、不脱落，基材不腐蚀。

实施例3

A组分：将56份氟碳树脂、1.0份Disponer926、0.5份Disponer983、2份气相二氧化硅进行充分搅拌混合，然后加入20份钛白粉、1份氧化铁黄、1份有机红粉、5份滑石粉、10份二甲苯、10份乙酸乙酯充分搅拌混合，砂磨机研磨分散至细度小于20μm，再加入0.6份Levaslip431、0.3份Levaslip432，高速搅拌充分搅拌混合均匀，加入9份二甲苯调至固含量为53.8％，过滤得到A组分。

B组分配制固化剂溶液：45份异氰酸酯固化剂，25份二甲苯、25份乙酸乙酯、5份甲基异丁基酮充分搅拌均匀。

涂装使用时，按照配比重量比A组分：B组分＝100：10比例的进行混合，熟化后采用喷涂施工。常温干燥7天后，进行性能测试。耐人工气候老化性5320h，漆膜不起泡、不生锈、不开裂、不脱落，变色1级，粉化0级，失光1级；交变湿热试验15个周期，漆膜不起泡、不脱落，基材不腐蚀；中性盐雾试验2860h，漆膜不起泡、不生锈、不脱落，基材不腐蚀。

实施例4

A组分：将66份氟碳树脂、1.5份AFCONA4011、0.3份Disponer983、2份白炭黑进行充分搅拌混合，然后加入18份钛白粉、1份氧化铁黄、1份酞菁蓝、8份滑石粉、10份二甲苯、10份乙酸乙酯充分搅拌混合，砂磨机研磨分散至细度小于20μm，再加入0.7份Levaslip433、0.3份AFCONA3700，高速搅拌充分搅拌混合均匀，加入9份二甲苯调至固含量为54.5％，过滤得到A组分。

B组分配制固化剂溶液：55份异氰酸酯固化剂，20份二甲苯、20份乙酸乙酯、5份甲基异丁基酮充分搅拌均匀。

涂装使用时，按照配比重量比A组分：B组分＝100：11的比例进行混合，熟化后采用喷涂施工。常温干燥7天后，进行性能测试。耐人工气候老化性5410h，漆膜不起泡、不生锈、不开裂、不脱落，变色1级，粉化0级，失光1级；交变湿热试验15个周期，漆膜不起泡、不脱落，基材不腐蚀；中性盐雾试验2860h，漆膜不起泡、不生锈、不脱落，基材不腐蚀。

与市售氟碳树脂A实验数据对比如下：

对比例1：

工艺流程和工艺参数与实施例1相同，除了将实施例1中氟碳树脂改用市售氟碳树脂A。得到涂料相关性能为；耐中性盐雾试验2000h，样板漆膜起泡、有锈蚀；耐热交变湿热试验10个周期，样板漆膜起泡、有锈蚀；耐人工气候老化性3500h后，漆膜失光2级、变色2级、粉化1级、裂纹1级。

对比例2

工艺流程和工艺参数与实施例2相同，除了将实施例2中氟碳树脂改用市售氟碳树脂A。得到涂料相关性能为；耐中性盐雾试验2240h，样板漆膜起泡、有锈蚀；耐热交变湿热试验10个周期，样板漆膜起泡、有锈蚀；耐人工气候老化性3800h后，漆膜失光2级、变色3级、粉化2级、裂纹1级。

对比例3

工艺流程和工艺参数与实施例3相同，除了将实施例3中氟碳树脂改用市售氟碳树脂A。得到的涂料的相关性能为；中性盐雾试验2400h，样板漆膜起泡、有锈蚀；热交变湿热试验10个周期，样板漆膜起泡、有锈蚀；耐人工气候老化性4200h后，漆膜失光3级、变色2级、粉化1级、裂纹1级。

对比例4

工艺流程和工艺参数与实施例3相同，除了将实施例4中氟碳树脂改用市售氟碳树脂A。得到的涂料的相关性能为；中性盐雾试验2400h，样板漆膜起泡、有锈蚀；热交变湿热试验10个周期，样板漆膜起泡、有锈蚀；耐人工气候老化性4200h后，漆膜失光3级、变色2级、粉化1级、裂纹1级。

Claims (9)

1.一种超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，该涂料由A组分和B组分两组分配制而成：

所述A组分基本成分是：按重量份

所述B组分基本成分是：按重量份

异氰酸酯固化剂 40～60

溶剂 30～65

所述的A组分和B组分的质量混合比例是100：5～20。

2.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，所述A组分，其中氟碳树脂是三氟烯烃和乙烯基醚共聚物，氟含量大于20％，结构如下：

R1为烷基；R2为环烷基；R3为羟烷基；R4为羧烷基。

3.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，高耐候颜料是金红石型钛白粉、氧化铁黄、酞青蓝、高色素炭黑、有机红粉中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，填料为方解石粉、白云石粉、透闪石粉、硅灰石粉、硅藻土、硅微粉、硫酸钡、重晶石粉、立德粉、氧化镁、石英粉、滑石粉、珍珠岩粉、高岭土中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，分散剂为BYK-161、BYK-162、AFCONA4009、AFCONA4010、AFCONA4011、Disponer926、Disponer983中的至少一种

6.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，抗沉降剂为有机膨润土、白炭黑、聚酰胺蜡和气相二氧化硅中的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，表面助剂为BYK-352、BYK-354、AFCONA3277、AFCONA3670、AFCONA3700、Levaslip431、Levaslip432、Levaslip433中的至少一种

8.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料，其特征在于，溶剂是甲乙酮、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的超耐候可常温固化氟碳涂料的制备方法，其特征在于，将氟碳树脂、抗沉降剂、分散剂先投入调漆罐中，进行充分搅拌混合，然后加入高耐候颜料，填料并进行搅拌混合，均匀后转入到砂磨机进行研磨分散，达到细度≤20μm，然后加入表面助剂等，充分搅拌分散，最后加溶剂调节固含量在48～68％之间，即制成该涂料主要部分A组分，涂装施工使用时，按照配比将涂料A组分与B组分固化剂溶液在常温下进行搅拌混合均匀，即制成涂料，熟化后采用喷涂、刷涂方法施工涂装。