CN111808505B - 一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料及其制备方法 - Google Patents

一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：环氧‑丙烯酸树脂55～65份、有机硅改性环氧树脂10～14份、聚偏氟乙烯树脂30～40份、大豆油短油度醇酸树脂8～12份、乙烯‑丙烯酸甲酯共聚物4～6份、聚吡咯包覆锌粉6～8份、石墨烯3～4份、二氧化钛3～4份、有机溶剂70～90份、紫外吸收剂1～2份、定向排列剂1～1.6份。本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料很好地兼顾了热反射性能、高耐腐蚀和耐候性能，无需先镀锌再刷涂料，也不需要传统底漆，可直接刷涂本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，使其制作工艺简单，大大降低了钢板卷材的成本。

Description

一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料及其制备方法。
背景技术
随着我国建筑行业的蓬勃发展，建筑材料的需求量呈逐年上升趋势。钢板卷材被广泛用作外墙面、屋面等建筑材料。一般为了提高钢板卷材的性能，会在其表面进行镀锌处理，增加镀锌层，从而赋予钢板卷材优异的耐腐蚀性，但是成本高，工艺复杂。
在镀锌层表面涂覆耐候性涂料，可以有效提高镀锌钢板的耐候性。目前用于钢板卷材的高耐候性较好的涂料主要是含氟涂料。含氟涂料具有易清洗、优异的自润滑性能与低摩擦性能、憎水憎油、耐热好及耐候性好等优点，目前应用在钢板卷材上最广泛的含氟涂料是聚二偏氟乙烯(PVDF)涂料。
但是，目前所使用的钢板卷材金属涂料还存在以下问题：
1、无法做到兼顾热反射性能、高耐腐蚀和耐候性能，需要先镀锌再刷涂料，成本高，工艺复杂；
2、改性的聚二偏氟乙烯(PVDF)涂料，很难做到相容性良好，固化效果不理想，导致漆膜存在大量瑕疵或缺陷，容易脱落，通常也需要传统底漆的使用。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料及其制备方法，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂55～65份、有机硅改性环氧树脂10～14份、聚偏氟乙烯树脂30～40份、大豆油短油度醇酸树脂8～12份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物4～6份、聚吡咯包覆锌粉6～8份、石墨烯3～4份、二氧化钛3～4份、有机溶剂70～90份、紫外吸收剂1～2份、定向排列剂1～1.6份。
优选的，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂60份、有机硅改性环氧树脂12份、聚偏氟乙烯树脂35份、大豆油短油度醇酸树脂10份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物5份、聚吡咯包覆锌粉7份、石墨烯3.5份、二氧化钛3.5份、有机溶剂80份、紫外吸收剂1.5份、定向排列剂1.3份。
优选的，所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯含量为18～24％。
优选的，所述聚吡咯包覆锌粉由粒径为5～8μm的锌粉表面包覆聚吡咯而成，其中聚吡咯与锌粉的质量之比为1：(108～115)。
优选的，所述二氧化钛为纳米二氧化钛。
优选的，所述有机溶剂为异氟尔酮和丁酮的混合物。
优选的，所述异氟尔酮和丁酮的质量之比为1：(0.64～0.7)。
优选的，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：消泡剂0.7～1.2份。
优选的，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：流平剂0.9～1.5份。
本发明还提供一种所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的各原料，备用；
B、将步骤A中所称取的各原料，投入搅拌混合容器中，搅拌混合均匀，即得到所述热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的原料采用适当配比的环氧-丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂、聚偏氟乙烯树脂、大豆油短油度醇酸树脂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚吡咯包覆锌粉、石墨烯、二氧化钛、有机溶剂、紫外吸收剂、定向排列剂，通过精选原料组成，并优化各原料含量，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，耐盐雾性能优异，具有高耐腐蚀性；人工老化时间长，具有良好的耐候性能；此外，附着力强，耐冲击性能好，漆膜表观质量好，综合使用性能优良。
此外，经测试本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，与普通的彩钢板相比，在相同的日照条件下使用，本发明涂覆高耐候热反射钢板卷材金属涂料的镀锌钢板其表面温度最高可降低20℃(实施例4)。
本发明很好地兼顾了热反射性能、高耐腐蚀和耐候性能，无需先镀锌再刷涂料，也不需要传统底漆，可直接刷涂本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，使其制作工艺简单，大大降低了钢板卷材的成本。
本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料添加适当比例的环氧-丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂，其中环氧-丙烯酸树脂作为主要原料，兼具了丙烯酸树脂的光泽及丰满度、耐候性好，又具有环氧树脂的优异金属附着性和耐腐蚀性，添加适当比例的有机硅改性环氧树脂改善了漆膜的硬度和耐磨性能，并进一步提升了耐腐蚀性能。
本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料添加适当比例的聚偏氟乙烯树脂、大豆油短油度醇酸树脂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，其中，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物主要起到相容作用，且发明人经过大量实验发现，其与大豆油短油度醇酸树脂具有良好的协同相容作用，可大大增加聚偏氟乙烯树脂、大豆油短油度醇酸树脂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物分子链之间的结合力以及结合稳定性，进而使聚偏氟乙烯树脂在本发明的原料体系中相容性良好，大大提升了漆膜的性能，保证了本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料很好地兼顾了热反射性能、高耐腐蚀和耐候性能；以及附着力强，耐冲击性能好，漆膜表观质量好，综合使用性能优良。
本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料中适当比例的聚吡咯包覆锌粉，由于聚吡咯具有较好的导电性，包覆后在本发明的原料体系中具有良好的相容分散性能，容易分散均匀，从而不影响漆膜的机械性能，锌粉作为牺牲阳极，且分布均匀，形成致密的漆膜，可大大提高本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的耐腐蚀性能。
本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料中适当比例的有机溶剂，所述有机溶剂优选为异氟尔酮和丁酮的混合物，由于混合物的沸点比较适中在135℃左右，能很好地溶解本发明的环氧-丙烯酸树脂、有机硅改性环氧树脂、聚偏氟乙烯树脂、大豆油短油度醇酸树脂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物等原料，且可以保证挥发速度适当，进而保证本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料在涂装过程中漆膜的流动性能，保证漆膜的外观质量等综合性能。
此外，本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料添加了适当比例的石墨烯，提升了本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的耐腐蚀性能。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂55～65份、有机硅改性环氧树脂10～14份、聚偏氟乙烯树脂30～40份、大豆油短油度醇酸树脂8～12份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物4～6份、聚吡咯包覆锌粉6～8份、石墨烯3～4份、二氧化钛3～4份、有机溶剂70～90份、紫外吸收剂1～2份、定向排列剂1～1.6份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料可以优选但不局限于由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂60份、有机硅改性环氧树脂12份、聚偏氟乙烯树脂35份、大豆油短油度醇酸树脂10份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物5份、聚吡咯包覆锌粉7份、石墨烯3.5份、二氧化钛3.5份、有机溶剂80份、紫外吸收剂1.5份、定向排列剂1.3份。
在本实施例中，所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯含量可以优选但不局限于为18～24％。
在本实施例中，所述聚吡咯包覆锌粉可以优选但不局限于由粒径为5～8μm的锌粉表面包覆聚吡咯而成，其中聚吡咯与锌粉的质量之比可以优选但不局限于为1：(108～115)。
在本实施例中，所述二氧化钛可以优选但不局限于为纳米二氧化钛。
在本实施例中，所述有机溶剂可以优选但不局限于为异氟尔酮和丁酮的混合物。
在本实施例中，所述异氟尔酮和丁酮的质量之比可以优选但不局限于为1：(0.64～0.7)。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还可以优选但不局限于包括以下重量份的原料：消泡剂0.7～1.2份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还可以优选但不局限于包括以下重量份的原料：流平剂0.9～1.5份。
本实施例还提供一种所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的各原料，备用；
B、将步骤A中所称取的各原料，投入搅拌混合容器中，搅拌混合均匀，即得到所述热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料。
实施例2：
一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂55份、有机硅改性环氧树脂10份、聚偏氟乙烯树脂30份、大豆油短油度醇酸树脂8份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物4份、聚吡咯包覆锌粉6份、石墨烯3份、二氧化钛3份、有机溶剂70份、紫外吸收剂1份、定向排列剂1份。
在本实施例中，所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯含量为18％。
在本实施例中，所述聚吡咯包覆锌粉由粒径为5～8μm的锌粉表面包覆聚吡咯而成，其中聚吡咯与锌粉的质量之比为1：108。
在本实施例中，所述二氧化钛为纳米二氧化钛。
在本实施例中，所述有机溶剂为异氟尔酮和丁酮的混合物。
在本实施例中，所述异氟尔酮和丁酮的质量之比为1：0.64。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：消泡剂0.7份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：流平剂0.9份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的各原料，备用；
B、将步骤A中所称取的各原料，投入搅拌混合容器中，搅拌混合均匀，即得到所述热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料。
实施例3：
一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂65份、有机硅改性环氧树脂14份、聚偏氟乙烯树脂40份、大豆油短油度醇酸树脂12份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物6份、聚吡咯包覆锌粉8份、石墨烯4份、二氧化钛4份、有机溶剂90份、紫外吸收剂2份、定向排列剂1.6份。
在本实施例中，所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯含量为24％。
在本实施例中，所述聚吡咯包覆锌粉由粒径为5～8μm的锌粉表面包覆聚吡咯而成，其中聚吡咯与锌粉的质量之比为1：115。
在本实施例中，所述二氧化钛为纳米二氧化钛。
在本实施例中，所述有机溶剂为异氟尔酮和丁酮的混合物。
在本实施例中，所述异氟尔酮和丁酮的质量之比为1：0.7。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：消泡剂1.2份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：流平剂1.5份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的各原料，备用；
B、将步骤A中所称取的各原料，投入搅拌混合容器中，搅拌混合均匀，即得到所述热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料。
实施例4：
一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂60份、有机硅改性环氧树脂12份、聚偏氟乙烯树脂35份、大豆油短油度醇酸树脂10份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物5份、聚吡咯包覆锌粉7份、石墨烯3.5份、二氧化钛3.5份、有机溶剂80份、紫外吸收剂1.5份、定向排列剂1.3份。
在本实施例中，所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯含量为19.6％。
在本实施例中，所述聚吡咯包覆锌粉由粒径为5～8μm的锌粉表面包覆聚吡咯而成，其中聚吡咯与锌粉的质量之比为1：112。
在本实施例中，所述二氧化钛为纳米二氧化钛。
在本实施例中，所述有机溶剂为异氟尔酮和丁酮的混合物。
在本实施例中，所述异氟尔酮和丁酮的质量之比为1：0.68。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：消泡剂1份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料还包括以下重量份的原料：流平剂1.3份。
在本实施例中，所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的各原料，备用；
B、将步骤A中所称取的各原料，投入搅拌混合容器中，搅拌混合均匀，即得到所述热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料。
对比例1：
公开号为CN106280751B的中国发明专利申请。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料以及对比例1分别进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002598883190000061
从上表可以看出，本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，耐盐雾性能优异，具有高耐腐蚀性；人工老化时间长，具有良好的耐候性能；此外，附着力强，耐冲击性能好，漆膜表观质量好，综合使用性能优良。
本发明很好地兼顾了热反射性能、高耐腐蚀和耐候性能，无需先镀锌再刷涂料，也不需要传统底漆，可直接刷涂本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，使其制作工艺简单，大大降低了钢板卷材的成本。
此外，经测试本发明的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，与普通的彩钢板相比，在相同的日照条件下使用，本发明涂覆高耐候热反射钢板卷材金属涂料的镀锌钢板其表面温度最高可降低20℃(实施例4)。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
环氧-丙烯酸树脂55～65份、有机硅改性环氧树脂10～14份、聚偏氟乙烯树脂30～40份、大豆油短油度醇酸树脂8～12份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物4～6份、聚吡咯包覆锌粉6～8份、石墨烯3～4份、二氧化钛3～4份、有机溶剂70～90份、紫外吸收剂1～2份、定向排列剂1～1.6份、消泡剂0.7～1.2份、流平剂0.9～1.5份；
所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯含量为18～24%；
所述聚吡咯包覆锌粉由粒径为5～8μm的锌粉表面包覆聚吡咯而成，其中聚吡咯与锌粉的质量之比为1：(108～115)；
所述二氧化钛为纳米二氧化钛；
所述有机溶剂为异氟尔酮和丁酮的混合物，所述异氟尔酮和丁酮的质量之比为1：(0.64～0.7)。
2.一种如权利要求1所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述的热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料的各原料，备用；
B、将步骤A中所称取的各原料，投入搅拌混合容器中，搅拌混合均匀，即得到所述热反射高耐腐蚀耐候钢板卷材金属涂料。
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