CN112048231A - 一种耐候耐磨防污涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候耐磨防污涂料及其制备方法。该涂料包括配合使用的涂料组分以及固化剂；涂料组分包括以下重量份的组分：耐高温环氧树脂25～45份、含氟聚酰亚胺乳液10～30份、填料15～30份、紫外吸收剂0～2份、消泡剂1～2份、颜料0～10份、流平剂1～2份、水6～15份；固化剂用量为耐高温环氧树脂的20～50％。本发明制备得到的耐候耐磨防污涂料具有耐老化、耐磨损、防污效果好的特点，可用于钢质管道、设备以及水泥建筑物表面。

Description

一种耐候耐磨防污涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种耐候耐磨防污涂料及其制备方法。
背景技术
金属腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的。许多工业发达国家相继进行了比较系统的腐蚀调查工作，并发表了调查报告。结果显示，腐蚀的损蚀占全国GNP的1％到5％。我国的金属腐蚀情况也是很严重的，每年金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4％，腐蚀损失超过火灾、风灾和地震的总和。长期以来，为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多措施，如金属的电化学保护法、腐蚀介质处理法、覆盖层保护法等，但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护。
传统有机涂层以环氧树脂、聚氨酯树脂等为主，涂层耐候性差，容易出现发黄、污损、开裂、脱落等一系列问题。近年来，在各种涂料之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越的各项性能，耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，而且具有独特的不粘性和低摩擦性。但氟碳涂料也存在施工条件和配套材料要求高，涂层刚性，不具备好的弹性，性能不稳定，易出现开裂、脱皮现象；易被污染环境；附着力偏低；硬度差；耐磨性低。基于此，亟需提供一种耐老化、耐磨、防污、常温固化的工业涂料。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种耐候耐磨防污涂料及其制备方法，可有效解决现有涂料耐磨、防污性能差的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种耐候耐磨防污涂料，包括配合使用的涂料组分以及固化剂；涂料组分包括以下重量份的组分：
耐高温环氧树脂25～45份、含氟聚酰亚胺乳液10～30份、填料15～30份、紫外吸收剂0～2份、消泡剂1～2份、颜料0～10份、流平剂1～2份、水6～15份；
固化剂用量为耐高温环氧树脂的20～50％。
进一步地，包括配合使用的涂料组分以及固化剂；涂料组分包括以下重量份的组分：
耐高温环氧树脂30～35份、含氟聚酰亚胺乳液15～20份、填料20～25份、紫外吸收剂0～1份、消泡剂1～2份、颜料0～10份、流平剂1～2份、水9～12份；
固化剂用量为环氧树脂的25～35％。
进一步地，包括配合使用的涂料组分以及固化剂；涂料组分包括以下重量份的组分：
耐高温环氧树脂30份、含氟聚酰亚胺乳液20份、填料20份、紫外吸收剂1份、消泡剂1份、颜料5份、流平剂1份、水10份；
固化剂用量为环氧树脂的30％。
进一步地，耐高温环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
进一步地，含氟聚酰亚胺乳液是通过研磨和稳定分散技术制备得到，其中：
其中所说的研磨技术是将含氟聚酰亚胺颗粒加热到100～200℃以上干燥至少4小时，再用球磨机研磨成细粉，高纯氮气保护下在220～260℃热处理2小时，制得热塑性含氟聚酰亚胺粉末；
其中所说的稳定分散技术是将热塑性含氟聚酰亚胺粉末和四氟乳液按固液比为1:2的比例组成分散乳液(固液比的单位分别为g和mL)，四氟乳液是固含量为60％的聚四氟乙烯水分散液，然后为体系重量1％的四甲基氯化铵后，使用分散机将热塑性含氟聚酰亚胺粉末高速分散到四氟乳液中，调制成稳定的含氟聚酰亚胺乳液。
进一步地，四氟乳液是固含量为60％的聚四氟乙烯水分散液。
进一步地，填料为二氧化硅、二氧化钛、二硫化钼和二氧化锆中的至少一种。
进一步地，固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚酰胺中的至少一种。
进一步地，消泡剂为硅氧烷类、硅氧聚醚类和聚丙烯酸酯类中的至少一种。
进一步地，紫外吸收剂选用UV-531/UV-326一种或者两种的组合。
进一步地，颜料为水性红色浆、水性蓝色浆、水性绿色浆、水性黄色浆中的至少一种。
上述耐候耐磨防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)于120～200℃预热耐高温环氧树脂30～60min，备用；
(2)按配方将水、含氟聚酰亚胺乳液、填料、紫外吸收剂、消泡剂、颜料、流平剂在高速搅拌下依次加入预热后的耐高温环氧树脂中，升温至200～300℃，继续搅拌60～100min，静置冷却后封装；
(3)然后在使用前向步骤(2)所得产物中加入固化剂，搅拌均匀，即得该耐候耐磨防污涂料。
本发明的有益效果为：
1、本发明中使用的含氟聚酰亚胺乳液乳液的主要成分是含氟聚酰亚胺和聚四氟乙烯，二者具有极好的耐候性、自润滑性、防污性，加上填料增强作用，使得制备得到的涂层也具有良好的耐磨性。
2、本发明的耐候耐磨防污涂料具有耐老化、耐磨损、防污效果好的特点，可用于钢质管道、设备以及水泥建筑物表面。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1：
一种耐候耐磨防污涂料，以重量份计，包括：
耐高温环氧树脂30份、含氟聚酰亚胺乳液20份、填料20份、紫外吸收剂2份、消泡剂1份、水性黄色浆5份、流平剂1份、水10份；
以及与上述组分配合使用的固化剂，该固化剂的用量为环氧树脂的30％。
其中，耐高温环氧树脂为双酚A环氧树脂，填料为二硫化钼，紫外吸收剂为UV-326，消泡剂为硅氧烷消泡剂Tego Antifoam 793，流平剂采用有机硅流平剂HY5057，固化剂为脂肪胺固化剂DG593。
本实施例的耐候耐磨防污涂料的制备方法如下：
(1)按要求制备并称取各组分原料；
(2)将双酚A环氧树脂于反应器中在120℃预热30分钟；
(3)将水、含氟聚酰亚胺乳液、二硫化钼、UV326、Tego Antifoam 793、水性黄浆料、流平剂HY5057在高速搅拌下依次加入预热的双酚A环氧树脂中，升温至200℃，继续搅拌60分钟，静置冷却；
(4)按比例加入固化剂，搅拌均匀，得到本发明具有耐候耐磨防污功能的涂料。
实施例2：
一种耐候耐磨防污涂料，以重量份计，包括：
双酚A环氧树脂25份、含氟聚酰亚胺乳液25份、二氧化锆15份、紫外吸收剂(UV326)1份、3010聚醚消泡剂1份、水性红色浆3份、有机硅流平剂(HY5057)1份、水8份；
以及与上述组分配合使用的聚醚胺固化剂(D230 EC301)7份。
本实施例的耐候耐磨防污涂料的制备方法如下：
(1)按要求制备并称取各组分原料；
(2)将双酚A环氧树脂于反应器中在120℃预热30分钟；
(3)将水、含氟聚酰亚胺乳液、二氧化锆、UV326、3010聚醚消泡剂、水性红浆料、流平剂HY5057在高速搅拌下依次加入预热的双酚A环氧树脂中，升温至200℃，继续搅拌60分钟，静置冷却；
(4)按比例加入固化剂，搅拌均匀，得到本发明具有耐候耐磨防污功能的涂料。
实施例3：
一种耐候耐磨防污涂料，以重量份计，包括：
双酚A环氧树脂35份、含氟聚酰亚胺乳液18份、二氧化硅20份、紫外吸收剂(UV-531)1份、3010聚醚消泡剂1份、有机硅流平剂(HY5057)1份、水10份；
以及与上述组分配合使用的聚醚胺固化剂(115-70)9份。
本实施例的耐候耐磨防污涂料的制备方法如下：
(1)按要求制备并称取各组分原料；
(2)将双酚A环氧树脂于反应器中在120℃预热30分钟；
(3)将水、含氟聚酰亚胺乳液、二氧化硅、UV-531、3010聚醚消泡剂、水性红浆料、流平剂HY5057在高速搅拌下依次加入预热的双酚A环氧树脂中，升温至200℃，继续搅拌60分钟，静置冷却；
(4)按比例加入固化剂，搅拌均匀，得到本发明具有耐候耐磨防污功能的涂料。
对比例1：
与实施例1的材料和制备工艺基本相同，唯有不同的是添加相同比例的水性氟碳乳液SEMF-10。
对比例2：
与实施例1的材料和制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加紫外吸收剂。
将实施例1-3和对比例1-2制备的耐候耐磨防污涂料分别喷涂于碳钢表面(湿膜厚度约为250微米)，分别在常温下(25℃)干燥24小时和在70℃下干燥4小时，测试涂层性能按SY/T 0457和SY/T 6717提供的测试方法进行测试，结果如下表：
Figure BDA0002688812260000061
Figure BDA0002688812260000071
由上表可知，相比传统的环氧树脂涂料，本发明的含氟聚酰亚胺-环氧树脂涂料在金属表面的粘接强度高，耐磨性能好，不加紫外吸收剂的情况下也有极高的抗紫外老化性能，防污性能突出。

Claims (10)

1.一种耐候耐磨防污涂料，其特征在于，包括配合使用的涂料组分以及固化剂；所述涂料组分包括以下重量份的组分：
耐高温环氧树脂25～45份、含氟聚酰亚胺乳液10～30份、填料15～30份、紫外吸收剂0～2份、消泡剂1～2份、颜料0～10份、流平剂1～2份、水6～15份；
所述固化剂用量为耐高温环氧树脂的20～50％。
2.根据权利要求1所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，包括配合使用的涂料组分以及固化剂；所述涂料组分包括以下重量份的组分：
耐高温环氧树脂30～35份、含氟聚酰亚胺乳液15～20份、填料20～25份、紫外吸收剂0～1份、消泡剂1～2份、颜料0～10份、流平剂1～2份、水9～12份；
所述固化剂用量为环氧树脂的25～35％。
3.根据权利要求2所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，包括配合使用的涂料组分以及固化剂；所述涂料组分包括以下重量份的组分：
耐高温环氧树脂30份、含氟聚酰亚胺乳液20份、填料20份、紫外吸收剂1份、消泡剂1份、颜料5份、流平剂1份、水10份；
所述固化剂用量为环氧树脂的30％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，所述耐高温环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求1～3任一项所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，所述含氟聚酰亚胺乳液的制备方法如下：
(1)将含氟聚酰亚胺颗粒加热至100～200℃干燥4～10h后，研磨成细粉，并于氮气保护下在220～260℃热处理2～5h，制得热塑性含氟聚酰亚胺粉末；
(2)将热塑性含氟聚酰亚胺粉末与四氟乳液按1～2:1～2的比例混合，再加入为热塑性含氟聚酰亚胺粉末与四氟乳液总量1％的四甲基氯化铵，然后使热塑性含氟聚酰亚胺粉末分散至四氟乳液中即可。
6.根据权利要求5所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，所述四氟乳液是固含量为40％的聚四氟乙烯水分散液。
7.根据权利要求1～3任一项所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，所述填料为二氧化硅、二氧化钛、二硫化钼和二氧化锆中的至少一种。
8.根据权利要求1～3任一项所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，所述固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚酰胺中的至少一种。
9.根据权利要求1～3任一项所述的耐候耐磨防污涂料，其特征在于，所述消泡剂为硅氧烷类、硅氧聚醚类和聚丙烯酸酯类中的至少一种。
10.权利要求1～9任一项所述的耐候耐磨防污涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)于120～200℃预热耐高温环氧树脂30～60min，备用；
(2)按配方将水、含氟聚酰亚胺乳液、填料、紫外吸收剂、消泡剂、颜料、流平剂在高速搅拌下依次加入预热后的耐高温环氧树脂中，升温至200～300℃，继续搅拌60～100min，静置冷却后封装；
(3)然后在使用前向步骤(2)所得产物中加入固化剂，搅拌均匀，即得该耐候耐磨防污涂料。
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