CN113502084A - 一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法，涉及分散膏技术领域，针对现有的PTFE的亲水性极弱，在水中的分散性能差，且本体密度高在较大流动度、低黏度的水性涂料体系中较易发生沉降絮凝，继而分层，使水性涂料无法正常使用问题，现提出如下方案，包括以下重量份的原料：35～55份PTFE微粉、3～8份S‑40表面活性剂、1～4份MEA、20～30份特制丙烯酸树脂水溶液、25～35份聚乙烯蜡水乳液。本发明通过辐照法对PTFE微粉进行表面处理，提高PTFE微粉表面与水的亲和性和其在水系中的悬浮稳定性，聚四氟乙烯微粉分散膏还具有优异的抗菌性、抗弯曲性和抗冲击性。
Description
技术领域
本发明涉及分散膏技术领域，尤其涉及一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法。
背景技术
PTFE(聚四氟乙烯)微粉又称为聚四氟乙烯蜡，是一种白色的低分子量聚四氟乙烯超细粉末。纯本体密度为2.1～2.3g/m3，市售用于制品加工的高分子量聚四氟乙烯树脂，其分子量一般在几百万到上千万，树脂粉末颗粒粒径一般在几百微米；而PTFE微粉的分子量一般在3万到20万，平均粒径低于30微米。
应用于水性涂料体系的微粉多为20微米以下粒径，微粉化后的PTFE不仅保持着聚四氟乙烯原有产品的所有优良性能，还具有了更多的独特性能如：无静电效应、相容性好、分子量低、自润滑性高、摩擦系数低等。但是由于PTFE的亲水性极弱，在水中的分散性能差，再加上其本体密度高在较大流动度、低黏度的水性涂料体系中较易发生沉降絮凝，继而分层，使水性涂料无法正常使用。
发明内容
本发明的目的是为了提高水性涂料涂层干燥后的表面强度、耐磨和耐刮性能，而提出的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法，包括以下重量份的原料：35～55份PTFE微粉、3～8份S-40表面活性剂、1～4份MEA、20～30份特制丙烯酸树脂水溶液、25～35份聚乙烯蜡水乳液。
优选的，包括以下重量份的原料：45份PTFE微粉、6份S-40表面活性剂、3份MEA、24份特制丙烯酸树脂水溶液、32份聚乙烯蜡水乳液。
优选的，PTFE微粉中，粒径5微米以下的占99％以上。
优选的，S-40表面活性剂为复合甜菜碱类两性表面活性剂。
优选的，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：26～36份巴斯夫丙烯酸固体树脂、2～8份一乙醇胺、3～9份28％的饱和氨水、1～5份丙二醇，余量为水。
优选的，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：32份巴斯夫丙烯酸固体树脂、5份一乙醇胺、6份28％的饱和氨水、3份丙二醇，余量为水。
一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏的制备方法，包括以下步骤：
S1、根据特制丙烯酸树脂水溶液的配方称量出相应比例的原料，包括巴斯夫丙烯酸固体树脂、一乙醇胺、28％的饱和氨水、丙二醇和水；
S2、配制特制丙烯酸树脂水溶液：将巴斯夫丙烯酸固体树脂、一乙醇胺、28％的饱和氨水和丙二醇缓慢的加入到水溶液中，随后搅拌，使各个成分充分混合，得到特制丙烯酸树脂水溶液；
S3、根据聚四氟乙烯微粉分散膏的配方称量出相应比例的原料，包括PTFE微粉、S-40表面活性剂、MEA、聚乙烯蜡水乳液、S2中的特制丙烯酸树脂水溶液；
S4、通过辐照法对PTFE微粉进行预处理；
S5、将S4中的PTFE微粉、S-40表面活性剂、MEA、聚乙烯蜡水乳液与特制丙烯酸树脂水溶液充分混合后，得到聚四氟乙烯微粉分散膏；
优选的步骤S4中，预处理的具体操作为：将PTFE在电子束辐照剂量为5M～100Mrad、辐射环境为空气或惰性气体的条件下进行辐照处。
本发明的有益效果为：
1、本发明中，采用PTFE微粉不仅通过辐照法对PTFE微粉进行表面处理，提高PTFE微粉表面与水的亲和性，进而提高其在水系中的悬浮稳定性，减少水性涂料体系中发生沉降絮凝，继而分层的现象，提高聚四氟乙烯微粉分散膏的稳定性；
2、本发明中特制丙烯酸树脂水溶液在成膜后具有良好的光泽性，且具有抗菌、抗弯曲和抗冲击的优异性能，提高了聚四氟乙烯微粉分散膏耐磨、耐冲击性；
3、本发明中聚四氟乙烯微粉分散膏的制备方法工艺简单，易操作，制备效率高，且原料易获取，提高了生产效益。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法，包括以下重量份的原料：35份PTFE微粉、4份S-40表面活性剂、2份MEA、22份特制丙烯酸树脂水溶液、28份聚乙烯蜡水乳液，其中，PTFE微粉中，粒径5微米以下的占99％以上，S-40表面活性剂为复合甜菜碱类两性表面活性剂，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：28份巴斯夫丙烯酸固体树脂、3份一乙醇胺、5份28％的饱和氨水、2份丙二醇，余量为水。
实施例二
一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法，包括以下重量份的原料：40份PTFE微粉、5份S-40表面活性剂、3份MEA、26份特制丙烯酸树脂水溶液、30份聚乙烯蜡水乳液，其中，PTFE微粉中，粒径5微米以下的占99％以上，S-40表面活性剂为复合甜菜碱类两性表面活性剂，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：30份巴斯夫丙烯酸固体树脂、5份一乙醇胺、6份28％的饱和氨水、2份丙二醇，余量为水。
实施例三
一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法，包括以下重量份的原料：45份PTFE微粉、6份S-40表面活性剂、3份MEA、24份特制丙烯酸树脂水溶液、32份聚乙烯蜡水乳液，其中，PTFE微粉中，粒径5微米以下的占99％以上，S-40表面活性剂为复合甜菜碱类两性表面活性剂，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：32份巴斯夫丙烯酸固体树脂、5份一乙醇胺、6份28％的饱和氨水、3份丙二醇，余量为水。
实施例四
一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏及其制备方法，包括以下重量份的原料：50份PTFE微粉、6份S-40表面活性剂、4份MEA、30份特制丙烯酸树脂水溶液、35份聚乙烯蜡水乳液，其中，PTFE微粉中，粒径5微米以下的占99％以上，S-40表面活性剂为复合甜菜碱类两性表面活性剂，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：35份巴斯夫丙烯酸固体树脂、8份一乙醇胺、9份28％的饱和氨水、5份丙二醇，余量为水。
将上述四组实施例使用以下步骤进行制备，具体为：
S1、根据特制丙烯酸树脂水溶液的配方称量出相应比例的原料，包括巴斯夫丙烯酸固体树脂、一乙醇胺、28％的饱和氨水、丙二醇和水；
S2、配制特制丙烯酸树脂水溶液：将巴斯夫丙烯酸固体树脂、一乙醇胺、28％的饱和氨水和丙二醇缓慢的加入到水溶液中，随后搅拌，使各个成分充分混合，得到特制丙烯酸树脂水溶液；
S3、根据聚四氟乙烯微粉分散膏的配方称量出相应比例的原料，包括PTFE微粉、S-40表面活性剂、MEA、聚乙烯蜡水乳液、S2中的特制丙烯酸树脂水溶液；
S4、通过辐照法对PTFE微粉进行预处理，预处理的具体操作为：将PTFE在电子束辐照剂量为5M～100Mrad、辐射环境为空气或惰性气体的条件下进行辐照处；
S5、将S4中的PTFE微粉、S-40表面活性剂、MEA、聚乙烯蜡水乳液与特制丙烯酸树脂水溶液充分混合后，得到聚四氟乙烯微粉分散膏。
四组实施例中的配方经上述制备方法分别制备四份聚四氟乙烯微粉分散膏，分别即为1、2、3、4，并购买市场上普通的PTFE粉作为对比例，并记为标号5，按照GB/T1732-1993漆膜耐冲击测定法中的测定方法，对1-5号的产品进行实验，结果如下：
| 标号 | 检测结果 |
| 1 | 漆膜无明显裂纹、皱纹或剥落现象 |
| 2 | 漆膜无明显裂纹、皱纹或剥落现象 |
| 3 | 漆膜无明显裂纹、皱纹或剥落现象 |
| 4 | 漆膜无明显裂纹、皱纹或剥落现象 |
| 5 | 漆膜无剥落现象，但有明显裂纹 |
从上表可知，通过本发明制备的四份聚四氟乙烯微粉分散膏，其耐磨和耐刮性能明显强于市场上的PTFE粉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏，其特征在于，包括以下重量份的原料：35～55份PTFE微粉、3～8份S-40表面活性剂、1～4份MEA、20～30份特制丙烯酸树脂水溶液、25～35份聚乙烯蜡水乳液。
2.根据权利要求1所述的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏，其特征在于，包括以下重量份的原料：45份PTFE微粉、6份S-40表面活性剂、3份MEA、24份特制丙烯酸树脂水溶液、32份聚乙烯蜡水乳液。
3.根据权利要求1所述的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏，其特征在于，PTFE微粉中，粒径5微米以下的占99％以上。
4.根据权利要求1所述的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏，其特征在于，S-40表面活性剂为复合甜菜碱类两性表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏，其特征在于，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：26～36份巴斯夫丙烯酸固体树脂、2～8份一乙醇胺、3～9份28％的饱和氨水、1～5份丙二醇，余量为水。
6.根据权利要求1所述的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏，其特征在于，特制丙烯酸树脂水溶液包括以下重量份的原料：32份巴斯夫丙烯酸固体树脂、5份一乙醇胺、6份28％的饱和氨水、3份丙二醇，余量为水。
7.一种权利要求1所述的用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据特制丙烯酸树脂水溶液的配方称量出相应比例的原料，包括巴斯夫丙烯酸固体树脂、一乙醇胺、28％的饱和氨水、丙二醇和水；
S2、配制特制丙烯酸树脂水溶液：将巴斯夫丙烯酸固体树脂、一乙醇胺、28％的饱和氨水和丙二醇缓慢的加入到水溶液中，随后搅拌，使各个成分充分混合，得到特制丙烯酸树脂水溶液；
S3、根据聚四氟乙烯微粉分散膏的配方称量出相应比例的原料，包括PTFE微粉、S-40表面活性剂、MEA、聚乙烯蜡水乳液、S2中的特制丙烯酸树脂水溶液；
S4、通过辐照法对PTFE微粉进行预处理；
S5、将S4中的PTFE微粉、S-40表面活性剂、MEA、聚乙烯蜡水乳液与特制丙烯酸树脂水溶液充分混合后，得到聚四氟乙烯微粉分散膏。
8.根据权利要求7所述的一种用于水性体系的聚四氟乙烯微粉分散膏的制备方法，其特征在于，步骤S4中，预处理的具体操作为：将PTFE在电子束辐照剂量为5M～100Mrad、辐射环境为空气或惰性气体的条件下进行辐照处。
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