CN113136129A - 一种水性高耐候氟碳涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种水性高耐候氟碳涂料组合物，包括如下质量百分比重量组分：20‑40％的改性PVDF氟丙乳液；0.1‑0.5％的分散剂；0.1‑0.5％的流变助剂；0.1‑0.5％的成膜助剂；10‑30％的水性色浆。本申请克服了常见的油性PVDF涂料VOC排放高，需要变温固化施工成本高，油性FEVE涂料也存在VOC排放，且耐候性差，水性FEVE涂料无VOC排放，但性能较差，尤其是对金属的附着力等等缺点，具有较好的施工性能和耐候性能。

Description

一种水性高耐候氟碳涂料组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种水性高耐候氟碳涂料组合物及其生产方法。
背景技术
氟碳涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料；又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等。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。经过几十年的快速发展，氟涂料在建筑、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用。成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料品牌。目前，应用比较广泛的氟树脂涂料主要有PTFE、PVDF、FEVE等三大类型。
常见的油性PVDF涂料VOC排放高，需要变温固化施工成本高，油性FEVE涂料也存在VOC排放，且耐候性差。常见的水性FEVE涂料无VOC排放，但性能较差，尤其是对金属的附着力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐候氟碳涂料组合物，无VOC排放，且耐候性能与油性PVDF涂料相媲美。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种水性高耐候氟碳涂料组合物，包括如下重量百分比的组分：
20-40％的改性PVDF氟丙乳液；
0.1-0.5％的分散剂；
0.1-0.5％的流变助剂；
0.1-0.5％的成膜助剂；
10-30％的高耐候水性色浆。
进一步的，上述改性PVDF氟丙乳液的制备方法包括如下步骤：
a.将50-70％质量百分数的PVDF微粉加入30-50％质量百分数氟丙单体中分散；
b.加入丙烯酸单体、乳化剂、引发剂进一步分散；
c.加入纯水进行相转移乳化，升温80-90摄氏度后保温3-4H得改性PVDF氟丙乳液。
进一步的，PVDF微粉粒径大小为100-200nm。
进一步的，氟丙单体包括含氟烯烃单体。
进一步的，乳化剂包括含氟表面活性剂。
进一步的，引发剂包括过硫酸钠。
进一步的，丙烯酸单体包括MA，BA，HEA，MMA。
进一步的，本发明的水性高耐候氟碳涂料组合物还包括下重量百分比的组分：
1-3％的磷酸，磷酸可以腐蚀金属表面，提高金属基材表面粗糙度，加强附着力；
0.1-0.3％的UV吸收剂，UV吸收剂可以进一步提高产品的耐候性；
0.05-0.1％的硫酸铝钾；
1-3％水性增塑剂，涂料组合物在基材表面固化成膜体积会减少，时常会发生表面收缩，影响涂料外观，加入适量硫酸铝钾产生化学膨胀并搭配水性增塑剂增加涂层塑性可以使涂层内部膨胀补偿收缩。
一种水性高耐候氟碳涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：
向改性PVDF氟丙乳液加入分散剂、流变助剂、成膜助剂、高耐候水性色浆变速分散均匀得水性高耐候氟碳涂料组合物。
一种权利1-3所述的水性高耐候氟碳涂料组合物的应用方法，包括如下步骤：将水性高耐候氟碳涂料组合物置于基材上，在230-240摄氏度下固化。
采用了上述技术方案后，本发明具有如下有益效果：
PVDF中氟-碳键的高键能(485kJ/mol)，是氟-碳树脂用于高耐候涂料的基础。阳光中的紫外线波长为200～400纳米，只有小于220纳米波长光子(能量为544kJ/mol)才能对氟-碳键造成破坏，而阳光中小于220纳米波长的光子比例很小，所以阳光几乎对PVDF氟碳树脂没有影响，从而确定了PVDF氟碳树脂的高耐候性。
油性PVDF树脂涂料是由PVDF树脂和纯丙烯酸树脂制成的氟碳涂料，经喷涂或辊涂等工艺经烘烤制成的，漆膜具有较好的超耐候性能及加工性能。
本发明的水性氟碳高耐候涂料，是由PVDF树脂微粉为核心，包裹以氟-丙烯酸树脂乳液，以及PVDF树脂微粉、氟丙乳液复合而成，所制得的涂料拥有与油性PVDF树脂涂料相似的耐候性能和附着性能，同时无VOC排放。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种水性高耐候氟碳涂料组合物，包括如下重量百分比的组分：
20Kg的改性PVDF氟丙乳液；
0.1Kg的分散剂；
0.5Kg的流变助剂；
0.3Kg的成膜助剂；
30Kg的高耐候水性色浆，余量为水。
改性PVDF氟丙乳液的制备方法包括如下步骤：
a.将3Kg的粒径大小为100nmPVDF微粉加入5Kg含氟烯烃单体中分散；
b.加入MA，BA，HEA，MMA、含氟表面活性剂、过硫酸钠进一步分散；
c.加入纯水进行相转移乳化，升温80摄氏度后保温3H得改性PVDF氟丙乳液。
实施例2
一种水性高耐候氟碳涂料组合物，包括如下重量百分比的组分：
40Kg的改性PVDF氟丙乳液；
0.02Kg的分散剂；
0.01Kg的流变助剂；
0.03Kg的成膜助剂；
20Kg的高耐候水性色浆，
0.1Kg的磷酸；
0.03Kg的UV吸收剂；
0.05Kg的硫酸铝钾；
0.1Kg水性增塑剂。余量为水。
改性PVDF氟丙乳液的制备方法包括如下步骤：
a.将3Kg的粒径大小为100nmPVDF微粉加入5Kg含氟烯烃单体中分散；
b.加入MA，BA，HEA，MMA、含氟表面活性剂、过硫酸钠进一步分散；
c.加入纯水进行相转移乳化，升温80摄氏度后保温3H得改性PVDF氟丙乳液。
实施例3
一种水性高耐候氟碳涂料组合物，包括如下重量百分比的组分：
20Kg的改性PVDF氟丙乳液；
0.03Kg的分散剂；
0.01Kg的流变助剂；
0.01Kg的成膜助剂；
20Kg的高耐候水性色浆，余量为水。
改性PVDF氟丙乳液的制备方法包括如下步骤：
a.将3Kg的粒径大小为100nmPVDF微粉加入5Kg含氟烯烃单体中分散；
b.加入MA，BA，HEA，MMA、含氟表面活性剂、过硫酸钠进一步分散；
c.加入纯水进行相转移乳化，升温80摄氏度后保温3H得改性PVDF氟丙乳液。
实施例1-3的制备方法如下：
向改性PVDF氟丙乳液加入分散剂、流变助剂、成膜助剂、高耐候水性色浆等助剂变速分散均匀等得水性高耐候氟碳涂料组合物。
将实施例1的水性高耐候氟碳涂料组合物分别以喷涂或辊涂的方式置于基材上或直接取样，并根据GB/T 5237.5-2008、GB1763-79等进行测试，测试结果如下：
Figure BDA0002983055980000051
Figure BDA0002983055980000061
从测试结果看，本发明的水性氟碳高耐候涂料，各项性能优异，同时无VOC排放。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
20-40％的改性PVDF氟丙乳液；
0.1-0.5％的分散剂；
0.1-0.5％的流变助剂；
0.1-0.5％的成膜助剂；
10-30％的高耐候水性色浆。
2.根据权利要求1所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，所述的改性PVDF氟丙乳液的制备方法包括如下步骤：
a.将50-70％质量百分数的PVDF微粉加入30-50％质量百分数氟丙单体中分散；
b.加入丙烯酸单体、乳化剂、引发剂进一步分散；
c.加入纯水进行相转移乳化，升温80-90摄氏度后保温3-4H得改性PVDF氟丙乳液。
3.根据权利要求2所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，所述的PVDF微粉粒径大小为100-200nm。
4.根据权利要求2所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，所述的氟丙单体包括含氟烯烃单体。
5.根据权利要求2所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，所述的乳化剂包括含氟表面活性剂。
6.根据权利要求2所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，所述的引发剂包括过硫酸钠。
7.根据权利要求2所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，所述的丙烯酸单体包括MA，BA，HEA，MMA。
8.根据权利要求1所述的水性高耐候氟碳涂料组合物，其特征在于，还包括下重量百分比的组分：
1-3％的磷酸；
0.1-0.3％的UV吸收剂；
0.05-0.1％的硫酸铝钾；
1-3％水性增塑剂。
9.一种权利1所述的水性高耐候氟碳涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
向改性PVDF氟丙乳液加入分散剂、流变助剂、成膜助剂、高耐候水性色浆变速分散均匀得水性高耐候氟碳涂料组合物。
10.一种权利1所述的水性高耐候氟碳涂料组合物的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：将水性高耐候氟碳涂料组合物置于基材上，在230-240摄氏度下固化。
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