CN115418143A - 铝单板表面用水性氟碳涂料及其制备方法 - Google Patents

铝单板表面用水性氟碳涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了铝单板表面用水性氟碳涂料及其制备方法。所述铝单板表面用水性氟碳涂料，包括以下原料：水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、羟乙基纤维素醚、分散剂、成膜助剂、消泡剂、流平剂、偶联剂、水、碳化包覆物。本发明制备得到的铝单板表面用水性氟碳涂料具有良好的附着力、耐沾污性能以及耐盐雾性能，可广泛应用于金属涂层、外墙涂料，同时具有生产成本低，对环境友好的优点。

Description

铝单板表面用水性氟碳涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料术领域，具体涉及一种铝单板表面用水性氟碳涂料及其制备方法。
背景技术
铝及其合金具有密度小、易加工成型、机械强度大、易回收等特点，被广泛应用于交通、建筑、仪器仪表、航空航天、日用五金等众多领域。铝合金作为建筑材料主要用于户外铝门窗、建筑外装饰材料、玻璃幕墙支撑体系等，甚至许多地区用在室内装饰上。建材用铝合金按其用途可分为铝塑板、铝单板、铝蜂巢板、铝合金吊顶天花以及铝合金型材等。为了提高铝合金建材的装饰效果，增强抗腐蚀性能以及延长使用寿命，需对其表面进行加工处理，如电泳漆涂装、粉末涂装、阳极氧化和氟碳喷涂等。其中，氟碳喷涂因具有优异的耐候性、耐化学腐蚀性、不粘性以及低摩擦性等特点，成为铝合金建材行业重要的表面涂装技术。
水性氟碳涂料不仅有良好的耐候性、高硬度、耐沾污等综合性能，还具备有健康、环保优点，符合涂料行业“油退水进”的发展趋势，受到涂料消费市场追逐和热捧。水性氟碳涂料中的主要成膜物质为氟树脂，因氟原子的存在，使涂层具有低表面张力、高耐沾污性、高耐候性、良好的耐化学性等特点，适合混凝土的长效防护。
中国发明专利(申请号：201410608305.0)公开了一种水性氟碳涂料及其制备方法。该水性氟碳涂料的组分及其重量百分比为：氟碳乳液5.00～50.00％、纳米硅溶胶10.00～35.00％、分散剂0.00～5.00％、润湿剂0.00～1.00％、消泡剂0.10～1.00％、保湿剂0.50～2.00％、羟基纤维素0.00～1.00％、流变剂0.01～0.80％、填料0.00～30.00％、颜料5.00～20.00％、成膜助剂0.30～2.00％、氨中和剂0.00～0.50％、杀菌剂0.10～0.30％；余量为无离子水；所述水性氟碳涂料的成本低，基本不含VOC，且其漆膜的附着力强，耐候性和耐洗刷性更佳。但该发明的水性氟碳涂料的耐沾污与耐盐雾性不足等缺点限制了其广泛应用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种铝单板表面用水性氟碳涂料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下原料组成：水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、羟乙基纤维素醚、分散剂、成膜助剂、消泡剂、流平剂、偶联剂、水、碳化包覆物。
本发明采用的水性氟碳乳液分子链中含有C-F键，化学键能高、分子结构特殊而且稳定；水性环氧树脂由于具有环氧基团，对金属性底材具有良好的附着力，尤其对湿面也有一定的润湿能力，增强其附着力；滑石粉和二氧化钛用于提高涂料的力学性能，同时用于填充涂料中的缝隙；本发明以水性氟碳树脂为主成膜物质，配合环氧树脂、成膜助剂、偶联剂等成膜物质，使各物质之间的性能能协同，且成本低，赋予水性氟碳涂料良好的附着力、耐沾污性和耐盐雾性能。
优选的，所述铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份原料组成：80-120重量份水性氟碳乳液、20-40重量份水性环氧树脂、15-30重量份滑石粉、5-20重量份二氧化钛、2-6重量份羟乙基纤维素醚、5-12重量份分散剂、10-20重量份成膜助剂、1-4重量份消泡剂、1-4重量份流平剂、2-6重量份偶联剂、30-80重量份水、2-10重量份碳化包覆物。
所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将碳化物加入到混酸中超声处理，再加热搅拌，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；
S2、改性：将N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与水混合均匀，加入预处理碳化物加热搅拌，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物；
S3、包覆：在氮气保护下，将N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、马来酸和丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将过硫酸铵、水、十二烷基硫酸钠、三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和上述改性碳化物进行聚合反应，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
碳纳米管由于其独特的理化性质，少量添加既能有效提高涂料的力学性能、致密性以及耐腐蚀性。然而碳纳米管在氟碳涂层中易团聚，存在不规则球形团聚体，分散性不好，在浸泡时易剥落，并且在涂料中的附着力很差，导致涂料在铝单板表面的综合性能能差，从而影响使用寿命。
因此需要对其进行改性，改性后的碳纳米管能够有效的填补涂层和被涂金属间孔隙，多层结构能够降低水、氧和小分子的进入路径，提高耐蚀性，管状结构能够使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，增强内聚力，增加涂层的附着力；另外，改性碳纳米管能够有效填补涂层孔隙，进而提高涂层的耐盐雾性。
反应机理：通过混合酸处理，一方面能够在碳纳米管表面引入大量的-OH、-C＝O、-COOH等基团，这些高密度的表面官能团可有效作为连接位点，可增强碳纳米管与硅烷偶联剂的偶联效果，同时还可提高碳纳米管对聚合物的负载能力，提高与聚合物之间的结合性能；另一方面，这些官能团能够增强碳纳米管在水中的极性，提高其在水性氟碳涂料中的分散能力。
本发明引入水溶性的N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、马来酸和丙烯酸的单体，在引发剂存在的情况下在改性碳纳米管表面形成碳化包覆物，聚合包覆物更容易使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，不仅提高了涂料的致密性，从而提高涂料的抗沾污性能，同时还能够进一步提高涂料的附着力、耐腐蚀性能。
优选的，所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将8-15重量份碳化物加入到300-800重量份50-70wt％混酸水溶液中，在超声功率200-400W、超声频率40-70kHz下处理40-90min，再置于60-80℃、100-400rpm下反应30-60min，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；所述混酸由氢氟酸和硝酸按照质量比1:(1-4)组成；
S2、改性：将1-3重量份N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与15-30重量份水混合均匀，加入7-14重量份预处理碳化物，在70-90℃、400-700rpm下加热搅拌3-6h，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物；
S3、包覆：在氮气保护下，将15-30重量份N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、5-12重量份马来酸和5-12重量份丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将0.1-0.5重量份过硫酸铵、100-200重量份水、0.5-2重量份十二烷基硫酸钠、0.5-2重量份三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和3-8重量份上述改性碳化物，在70-100℃、300-600rpm下反应2-5h，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
本发明采用碳纳米管和石墨烯进行复配，由于石墨烯特殊的层状结构，能够对基体进行物理防护，阻碍腐蚀介质的进入，进而提高铝单板的耐腐蚀性能，进一步增加水性氟碳涂料的防腐性能；碳纳米管能够有效的填补涂层和被涂金属间孔隙，多层结构能够降低水、氧和小分子的进入路径，提高耐蚀性，管状结构能够使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，增强内聚力，增加涂层的附着力。因此，二者协同增效，协同作用提高涂料的耐腐蚀性能、附着性能和耐沾污性能。
所述碳化物为石墨烯和/或碳纳米管；优选的，所述碳化物由石墨烯和碳纳米管按照质量比(1-5)：(4-10)组成；进一步的，所述碳化物由石墨烯和碳纳米管按照质量比为3:7组成。
所述分散剂为N,N'-乙撑双硬脂酰胺、甲基苯基聚硅氧烷、六偏磷酸钠中的至少一种。
所述成膜助剂为丙二醇苯醚、己二醇丁醚醋酸酯、十二碳醇酯中的至少一种。
所述消泡剂为磷酸三丁酯、乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、醚类消泡剂中的至少一种。
所述流平剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠、聚丙烯酸、聚醚聚酯改性有机硅氧烷中的至少一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂中的至少一种。
所述的铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳化包覆物、水按比例添加到混料机中，在70-90℃、600-1000rpm下搅拌1-4h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将消泡剂、分散剂、成膜助剂倒入混合料中，在室温下、1200-2500rpm预分散20-50min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入流平剂、偶联剂和羟乙基纤维素醚，在室温、1000-2000rpm条件下搅拌40-90min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
本发明的有益效果：
1、本发明利用各物质之间的相互作用，通过对成分配比以及制备工艺参数的优化，制备得到铝单板表面用水性氟碳涂料，不仅附着力强且对金属基体无腐蚀性，使用寿命长，有效解决了传统的建筑幕墙铝单板用涂料存在诸多问题，涂料对铝单板的附着力差；涂料耐酸性和耐沾污性不高，需要较强清洗剂频繁清洗；氟碳涂层分子孔隙大，水汽阻隔及耐酸雨、盐雾腐蚀能力较差。
2、本发明制备得到的碳化包覆物在不仅铝单板表面用水性氟碳涂料中分散良好，与体系具有很好的相容性，并且能有效提高铝单板表面用水性氟碳涂料的附着性能、耐沾污性能耐盐雾性能。改性后的碳化包覆物能够有效的填补涂层和被涂金属间孔隙，多层结构能够降低水、氧和小分子的进入路径，提高耐蚀性，管状结构能够使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，增强内聚力，增加涂层的附着力；另外，改性碳纳米管能够有效填补涂层孔隙，进而提高涂层的耐盐雾性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
水性氟碳乳液购于济宁棠邑化工有限公司，牌号：CF-801。
水性环氧树脂购于三井化学(山东)有限公司，型号：E51128。
滑石粉购于灵寿县瑞峰矿产品有限公司，粒径：1250目。
二氧化钛购于上海长贸化工有限公司，型号：R-706。
羟乙基纤维素醚购于湖北汉达飞生物科技有限公司，型号：QP100。
碳纳米管购于东莞市致唯新材料有限公司，型号：BT1001M。
石墨烯购于东莞市乐睿塑料有限公司，型号：NRFL4025。
氢氟酸购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，货号：H116232-500ml，浓度：≥40％。
硝酸购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司，货号：N116241，浓度：70％。
实施例1
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份的原料组成：100重量份水性氟碳乳液、30重量份水性环氧树脂、20重量份滑石粉、10重量份二氧化钛、4重量份羟乙基纤维素醚、8重量份N,N'-乙撑双硬脂酰胺、15重量份己二醇丁醚醋酸酯、2重量份磷酸三丁酯、2重量份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、4重量份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、50重量份水、5重量份碳纳米管。
所述铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳纳米管、水按比例添加到混料机中，在80℃、800rpm下搅拌2h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将磷酸三丁酯、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、己二醇丁醚醋酸酯倒入混合料中，在室温下、1500rpm预分散40min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入全氟壬烯氧基苯磺酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和羟乙基纤维素醚，在室温、1200rpm条件下搅拌80min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
实施例2
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份的原料组成：100重量份水性氟碳乳液、30重量份水性环氧树脂、20重量份滑石粉、10重量份二氧化钛、4重量份羟乙基纤维素醚、8重量份N,N'-乙撑双硬脂酰胺、15重量份己二醇丁醚醋酸酯、2重量份磷酸三丁酯、2重量份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、4重量份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、50重量份水、5重量份改性碳化物。
所述改性碳化物的制备方法如下：
S1、预处理：将12重量份碳化物加入到500重量份60wt％混酸水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz下处理60min，再置于70℃、200rpm下反应40min，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；所述混酸由氢氟酸和硝酸按照质量比1:2组成；所述碳化物为碳纳米管；
S2、改性：将1.5重量份N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与20重量份水混合均匀，加入10重量份预处理碳化物，在80℃、500rpm下加热搅拌4h，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物。
所述铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、改性碳化物、水按比例添加到混料机中，在80℃、800rpm下搅拌2h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将磷酸三丁酯、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、己二醇丁醚醋酸酯倒入混合料中，在室温下、1500rpm预分散40min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入全氟壬烯氧基苯磺酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和羟乙基纤维素醚，在室温、1200rpm条件下搅拌80min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
实施例3
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份的原料组成：100重量份水性氟碳乳液、30重量份水性环氧树脂、20重量份滑石粉、10重量份二氧化钛、4重量份羟乙基纤维素醚、8重量份N,N'-乙撑双硬脂酰胺、15重量份己二醇丁醚醋酸酯、2重量份磷酸三丁酯、2重量份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、4重量份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、50重量份水、5重量份碳化包覆物。
所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将12重量份碳化物加入到500重量份60wt％混酸水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz下处理60min，再置于70℃、200rpm下反应40min，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；所述混酸由氢氟酸和硝酸按照质量比1:2组成；所述碳化物为碳纳米管；
S2、包覆：在氮气保护下，将20重量份N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、8重量份马来酸和7重量份丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将0.2重量份过硫酸铵、150重量份水、1重量份十二烷基硫酸钠、0.8重量份三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和5重量份上述预处理碳化物，在85℃、400rpm下反应3h，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
所述铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳化包覆物、水按比例添加到混料机中，在80℃、800rpm下搅拌2h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将磷酸三丁酯、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、己二醇丁醚醋酸酯倒入混合料中，在室温下、1500rpm预分散40min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入全氟壬烯氧基苯磺酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和羟乙基纤维素醚，在室温、1200rpm条件下搅拌80min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
实施例4
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份的原料组成：100重量份水性氟碳乳液、30重量份水性环氧树脂、20重量份滑石粉、10重量份二氧化钛、4重量份羟乙基纤维素醚、8重量份N,N'-乙撑双硬脂酰胺、15重量份己二醇丁醚醋酸酯、2重量份磷酸三丁酯、2重量份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、4重量份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、50重量份水、5重量份碳化包覆物。
所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将12重量份碳化物加入到500重量份60wt％混酸水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz下处理60min，再置于70℃、200rpm下反应40min，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；所述混酸由氢氟酸和硝酸按照质量比1:2组成；所述碳化物为碳纳米管；
S2、改性：将1.5重量份N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与20重量份水混合均匀，加入10重量份预处理碳化物，在80℃、500rpm下加热搅拌4h，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物；
S3、包覆：在氮气保护下，将20重量份N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、8重量份马来酸和7重量份丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将0.2重量份过硫酸铵、150重量份水、1重量份十二烷基硫酸钠、0.8重量份三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和5重量份上述改性碳化物，在85℃、400rpm下反应3h，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
所述铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳化包覆物、水按比例添加到混料机中，在80℃、800rpm下搅拌2h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将磷酸三丁酯、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、己二醇丁醚醋酸酯倒入混合料中，在室温下、1500rpm预分散40min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入全氟壬烯氧基苯磺酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和羟乙基纤维素醚，在室温、1200rpm条件下搅拌80min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
实施例5
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份的原料组成：100重量份水性氟碳乳液、30重量份水性环氧树脂、20重量份滑石粉、10重量份二氧化钛、4重量份羟乙基纤维素醚、8重量份N,N'-乙撑双硬脂酰胺、15重量份己二醇丁醚醋酸酯、2重量份磷酸三丁酯、2重量份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、4重量份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、50重量份水、5重量份碳化包覆物。
所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将12重量份碳化物加入到500重量份60wt％混酸水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz下处理60min，再置于70℃、200rpm下反应40min，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；所述混酸由氢氟酸和硝酸按照质量比1:2组成；所述碳化物为石墨烯；
S2、改性：将1.5重量份N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与20重量份水混合均匀，加入10重量份预处理碳化物，在80℃、500rpm下加热搅拌4h，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物；
S3、包覆：在氮气保护下，将20重量份N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、8重量份马来酸和7重量份丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将0.2重量份过硫酸铵、150重量份水、1重量份十二烷基硫酸钠、0.8重量份三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和5重量份上述改性碳化物，在85℃、400rpm下反应3h，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
所述铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳化包覆物、水按比例添加到混料机中，在80℃、800rpm下搅拌2h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将磷酸三丁酯、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、己二醇丁醚醋酸酯倒入混合料中，在室温下、1500rpm预分散40min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入全氟壬烯氧基苯磺酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和羟乙基纤维素醚，在室温、1200rpm条件下搅拌80min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
实施例6
铝单板表面用水性氟碳涂料，由以下重量份的原料组成：100重量份水性氟碳乳液、30重量份水性环氧树脂、20重量份滑石粉、10重量份二氧化钛、4重量份羟乙基纤维素醚、8重量份N,N'-乙撑双硬脂酰胺、15重量份己二醇丁醚醋酸酯、2重量份磷酸三丁酯、2重量份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、4重量份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、50重量份水、5重量份碳化包覆物。
所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将12重量份碳化物加入到500重量份60wt％混酸水溶液中，在超声功率300W、超声频率60kHz下处理60min，再置于70℃、200rpm下反应40min，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；所述混酸由氢氟酸和硝酸按照质量比1:2组成；所述碳化物由石墨烯和碳纳米管按照质量比为3:7组成；
S2、改性：将1.5重量份N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与20重量份水混合均匀，加入10重量份预处理碳化物，在80℃、500rpm下加热搅拌4h，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物；
S3、包覆：在氮气保护下，将20重量份N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、8重量份马来酸和7重量份丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将0.2重量份过硫酸铵、150重量份水、1重量份十二烷基硫酸钠、0.8重量份三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和5重量份上述改性碳化物，在85℃、400rpm下反应3h，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
所述铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳化包覆物、水按比例添加到混料机中，在80℃、800rpm下搅拌2h，冷却至室温，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将磷酸三丁酯、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、己二醇丁醚醋酸酯倒入混合料中，在室温下、1500rpm预分散40min，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入全氟壬烯氧基苯磺酸钠、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和羟乙基纤维素醚，在室温、1200rpm条件下搅拌80min，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
测试例1
附着力测试：采用国家标准GB/T9271-2008《色漆和清漆标准试板》规定的纤维补强水泥板表面涂抹上述各实施例所得铝单板表面用水性氟碳涂料，在25℃、相对湿度50％环境下调节24h后获得厚度250μm的漆膜，以此作为测试版并将进行以下测试。并按照国家标准GB/T9286-2021《色漆和清漆划格试验》进行附着力的测试，每组试样测试5组，测试结果见表1。
耐沾污性能测试：采用国家标准GB/T9271-2008《色漆和清漆标准试板》规定的纤维补强水泥板表面涂抹上述各实施例所得铝单板表面用水性氟碳涂料，在温度25℃、相对湿度50％环境下调节24h后获得厚度200μm的漆膜，以此作为测试版并将进行以下测试，将上述得到的测试版采用国家标准GB/T9780-2013《建筑涂料涂层耐沾污性能试验方法》中的B法(烘箱快速法)进行试验。每组试样测试5组，取平均值，测试结果见表1。
表1附着力和耐沾污性能测试结果
附着力分级 耐沾污结果分级
实施例1 4级 4级
实施例2 3级 3级
实施例3 3级 2级
实施例4 1级 1级
实施例5 1级 1级
实施例6 0级 0级
测试例2
耐盐雾性能测试：参考国家建筑汗液标准JG/T224-2007《建筑用钢结构防腐涂料》规定的钢板表面涂抹上述各实施例所得铝单板表面用水性氟碳涂料，在25℃、相对湿度50％环境下调节24h后获得厚度150μm的漆膜，钢板尺寸为150mm*70mm*1mm，并参考国家标准GB/T1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行耐盐雾试验，观察开始起泡或脱落时间，每组测试5组，取平均值，测试结果见表2。
表2耐盐雾性能测试结果
耐盐雾时间(h)
实施例1 837
实施例2 2437
实施例3 3826
实施例4 5091
实施例5 4923
实施例6 5204
从上述结果可知，本发明制备得到的铝单板表面用水性氟碳涂料具有良好的附着力、耐沾污性能以及耐盐雾性能。实施例2采用改性后的碳纳米管能够有效的填补涂层和被涂金属间孔隙，多层结构能够降低水、氧和小分子的进入路径，提高耐蚀性，管状结构能够使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，增强内聚力，增加涂层的附着力；另外，改性碳纳米管能够有效填补涂层孔隙，进而提高涂层的耐盐雾性。从实施例2-4可以看出，同时添加改性碳化物和聚合物的效果明显比单独添加改性碳化物或者碳纳米管与聚合物混合的效果好，原因是改性碳化物中的硅烷偶联剂与聚合物中官能团更容易通过长链碳连接，直接采用酸处理之后的碳纳米管表面具有大量的-OH、-C＝O、-COOH等基团，这些高密度的表面官能团可有效作为连接位点，可增强碳纳米管与硅烷偶联剂的偶联效果，同时还可提高碳纳米管对聚合物的负载能力，提高与聚合物之间的结合性能。实施例4引入水溶性的N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、马来酸和丙烯酸的单体，在引发剂存在的情况下在改性碳纳米管表面形成碳化包覆物，聚合包覆物更容易使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，不仅提高了涂料的致密性，从而提高涂料的抗沾污性能，同时还能够进一步提高涂料的附着力、耐腐蚀性能。实施例6采用碳纳米管和石墨烯进行复配，由于石墨烯特殊的层状结构，能够对基体进行物理防护，阻碍腐蚀介质的进入，进而提高铝单板的耐腐蚀性能，进一步增加水性氟碳涂料的防腐性能；碳纳米管能够有效的填补涂层和被涂金属间孔隙，多层结构能够降低水、氧和小分子的进入路径，提高耐蚀性，管状结构能够使其在二氧化钛和滑石粉之间形成网络，增强内聚力，增加涂层的附着力。因此，二者协同增效，协同作用提高涂料的耐腐蚀性能、附着性能和耐沾污性能。

Claims (10)

1.铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，包括以下原料：水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、羟乙基纤维素醚、分散剂、成膜助剂、消泡剂、流平剂、偶联剂、水、碳化包覆物。
2.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述碳化包覆物的制备方法如下：
S1、预处理：将碳化物加入到混酸中超声处理，再加热搅拌，抽滤，洗涤，干燥，得到预处理碳化物；
S2、改性：将N-氨基乙基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷与水混合均匀，加入预处理碳化物加热搅拌，抽滤，洗涤，干燥，得到改性碳化物；
S3、包覆：在氮气保护下，将N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、马来酸和丙烯酸混合均匀，得到混合单体；将过硫酸铵、水、十二烷基硫酸钠、三乙醇胺混合，并依次加入全部上述混合单体和上述改性碳化物进行聚合反应，冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到碳化包覆物。
3.如权利要求2所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述碳化物为石墨烯和/或碳纳米管。
4.如权利要求2所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述混酸由氢氟酸和硝酸的混合物。
5.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述分散剂为N,N'-乙撑双硬脂酰胺、甲基苯基聚硅氧烷、六偏磷酸钠中的至少一种。
6.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述成膜助剂为丙二醇苯醚、己二醇丁醚醋酸酯、十二碳醇酯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、醚类消泡剂中的至少一种。
8.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述流平剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠、聚丙烯酸、聚醚聚酯改性有机硅氧烷中的至少一种。
9.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂中的至少一种。
10.如权利要求1所述的铝单板表面用水性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
(1)将水性氟碳乳液、水性环氧树脂、滑石粉、二氧化钛、碳化包覆物、水按比例添加到混料机中搅拌，得到混合料；
(2)将上述混合料置于分散机中，再将消泡剂、分散剂、成膜助剂倒入混合料中进行预分散，得到分散料；
(3)将上述分散料加入到真空高速分散机中，加入流平剂、偶联剂和羟乙基纤维素醚搅拌，得到铝单板表面用水性氟碳涂料。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104341880A (zh) * 2014-10-31 2015-02-11 深圳市薛氏色彩科技有限公司 水性氟碳涂料及其制备方法
CN107022348A (zh) * 2017-03-28 2017-08-08 常州大学 一种疏水改性碳纳米管制备稠油降粘剂的方法
CN110003774A (zh) * 2019-04-10 2019-07-12 中南大学 一种基于碳纳米复合材料的水性防腐涂料及其制备方法
CN110066556A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 北方工业大学 一种改性石墨烯增强水性feve氟碳柔性防护涂料及涂层
CN110698616A (zh) * 2019-11-01 2020-01-17 河北科技大学 一种石墨烯/丙烯酸复合乳液、防腐水性涂料及其制备方法
CN112745723A (zh) * 2019-10-30 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种水性氟碳树脂重防腐涂料及制备方法
RU2020133276A (ru) * 2020-10-09 2022-04-12 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ЯГТУ") Лакокрасочная композиция для противокоррозионных полимерных покрытий

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104341880A (zh) * 2014-10-31 2015-02-11 深圳市薛氏色彩科技有限公司 水性氟碳涂料及其制备方法
CN107022348A (zh) * 2017-03-28 2017-08-08 常州大学 一种疏水改性碳纳米管制备稠油降粘剂的方法
CN110003774A (zh) * 2019-04-10 2019-07-12 中南大学 一种基于碳纳米复合材料的水性防腐涂料及其制备方法
CN110066556A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 北方工业大学 一种改性石墨烯增强水性feve氟碳柔性防护涂料及涂层
CN112745723A (zh) * 2019-10-30 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种水性氟碳树脂重防腐涂料及制备方法
CN110698616A (zh) * 2019-11-01 2020-01-17 河北科技大学 一种石墨烯/丙烯酸复合乳液、防腐水性涂料及其制备方法
RU2020133276A (ru) * 2020-10-09 2022-04-12 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ЯГТУ") Лакокрасочная композиция для противокоррозионных полимерных покрытий

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
褚路轩;姚伯龙;李祥;胡张顺;: "碳纳米管在环氧树脂中的分散及抗静电性研究", no. 05, pages 16 - 19 *

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