CN115433494A - 一种金属卷材用耐湿冷涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属卷材用耐湿冷涂料，制备原料以重量份计包括：氟碳原料浆60‑90份，铝银浆5‑9份，流平剂Ⅰ1‑3份，增稠剂Ⅰ1‑3份，颜料色浆0.5‑1份，水9‑13份。本发明通过采用氟乳液、乙烯醋酸乙烯酯、氨基树脂的组合制备得到的氟碳原料浆，使水性碳氟涂料与金属卷材在湿冷的环境中仍能保持良好的附着性和成膜性。并且通过采用氟含量为23％的水性FEVE氟乳液与马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物协同作用，使水性碳氟涂料保持合适硬度的同时还具有一定的韧性，能够适应卷曲结构的金属卷材。并且通过采用乙烯‑醋酸乙烯共聚物作为流平剂，可以提高水性碳氟涂料体系的互溶性能，避免在金属卷材上预涂时产生云朵状花斑。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属卷材用耐湿冷涂料，涉及C09D，具体涉及涂料组合物领域。
背景技术
以铝合金、钢、铜为主要材质的金属卷材在材料加工领域具有广泛应用，通过在金属卷材的表面预涂涂料可以提高金属卷材的耐候性。氟碳涂料是以氟树脂为主要成膜物质的涂料，具有较佳的耐酸，耐碱，耐候性。氟碳涂料的表面张力较低，使得氟碳涂料不易沾污，但是也导致氟碳涂料与金属卷材的附着性下降，尤其是在低温环境中不易成膜。因此开发一种耐湿冷，低温易成膜的氟碳涂料将其涂覆到金属卷材表面，提高金属卷材的耐候性至关重要。
中国发明专利CN201910605194.0公开了一种卷材用水性PVDF氟碳涂料及其制备方法以及应用，通过使用水性热熔型PVDF氟碳作为涂料底漆和面漆，代替溶剂型和水溶性涂料，降低了环境中VOC含量，使得涂料环保安全，耐化学品和耐候性好。但是在低温环境中使用效果不好，不易成膜。中国发明专利CN200610041362.0公开了一种金属卷材用热固性氟碳树脂及其涂料，通过采用合适的热固性氟碳树脂的合成原料得到相对分子质量适中，分子分布范围窄的氟碳树脂，柔韧性和颜色稳定性好，但是需要在高温条件下固化，限制了其在低温环境中的使用。
发明内容
为了改善金属卷材在湿冷环境下的使用，提高氟碳涂料与金属卷材的附着性，本发明的第一个方面提供了一种金属卷材用耐湿冷涂料，制备原料以重量份计包括：氟碳原料浆60-90份，铝银浆5-9份，流平剂Ⅰ1-3份，增稠剂Ⅰ1-3份，颜料色浆0.5-1份，水9-13份。
作为一种优选的实施方式，所述氟碳原料浆的制备原料包括氟乳液、丙烯酸酯树脂、氨基树脂、异氰酸酯、乙烯醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述氟碳原料浆的制备原料包括氟乳液、氨基树脂、乙烯醋酸乙烯酯的组合。
作为一种优选的实施方式，所述氟乳液、乙烯醋酸乙烯酯、氨基树脂的重量比为(50-80)：(12-22)：(5-15)。
作为一种优选的实施方式，所述氟乳液、乙烯醋酸乙烯酯、氨基树脂的重量比为(60-70)：(15-20)：(8-13)。
作为一种优选的实施方式，所述氟乳液、乙烯醋酸乙烯酯、氨基树脂的重量比为65：18：10。
作为一种优选的实施方式，所述氟乳液中氟的质量分数为20-25％。
作为一种优选的实施方式，所述氟乳液中氟的质量分数为23％。
作为一种优选的实施方式，所述乙烯醋酸乙烯酯为马来酸酐改性乙烯醋酸乙烯酯，所述马来酸酐改性乙烯醋酸乙烯酯在190℃，2.16kg的条件下熔体流动速率为1-5g/10min。
申请人在实验过程中发现，采用氟含量为23％的水性FEVE氟乳液与马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物，氨基树脂协同作用制备得到的水性氟碳涂料具有良好的耐湿冷性和耐冷凝性，并且在低温环境中施工时水性氟碳涂料与金属卷材的结合附着性较好。猜测可能的原因是：氟含量为23％的水性FEVE氟乳液硬度较强，在低温环境中与卷材复合时附着力较小，低温环境不利于乳液的成膜，通过引入氨基树脂可以增加水性FEVE氟乳液的柔韧性，使水性氟碳涂料可以在低温湿冷的环境中顺利成膜，但是氨基树脂与FEVE氟乳液的相容性不好，长时间使用后容易使氟碳涂料分层，影响金属卷材与面漆的附着力，造成面漆脱落，影响使用性能。申请人通过引入马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物在进一步提高FEVE氟乳液低温成膜性的同时还可以改善FEVE氟乳液与氨基树脂的相容性，提高氟碳涂料在低温环境中的稳定性，延长预涂料水性氟碳涂料的使用时间。
作为一种优选的实施方式，所述流平剂Ⅰ选自改性聚硅氧烷型流平剂、长链树脂型流平剂、易挥发溶剂型流平剂中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述长链树脂型流平剂选自丙烯酸酯均聚物、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述长链树脂型流平剂为非离子乙烯-醋酸乙烯共聚物。
作为一种优选的实施方式，所述氟碳原料浆的制备原料以重量份计还包括胺中和剂0.1-0.5份、成膜助剂1-4份、表面活性剂0.4-1.2份、流平剂Ⅱ0.2-0.7份、封闭型酸催化剂0.3-0.7份、蜡乳液1-5份、增稠剂Ⅱ0.1-0.4份。
作为一种优选的实施方式，所述胺中和剂选自N,N-二甲基乙醇胺、一乙醇胺、1,2-丙二胺、烷基胺、聚醚胺中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述胺中和剂为N,N-二甲基乙醇胺。
作为一种优选的实施方式，所述增稠剂Ⅱ为合成高分子类增稠剂，选自聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚类增稠剂中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述增稠剂Ⅱ为聚醚类增稠剂。
所述氟碳原料浆的制备方法，包括以下步骤：将氟乳液，乙烯醋酸乙烯酯，氨基树脂混合搅拌均匀后，加入胺中和剂，成膜助剂，表面活性剂，流平剂Ⅱ，封闭型酸催化剂、蜡乳液、增稠剂Ⅱ搅拌均匀，即得。
本发明的第二个方面提供了一种金属卷材用耐湿冷涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氟碳原料浆，铝银浆，水共混，在500-650rpm的转速下搅拌10-30min；
(2)然后搅拌状态下缓慢加入流平剂Ⅰ，增稠剂Ⅰ，颜料色浆，500-600rpm混合分散20-40min，出料即得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述金属卷材用耐湿冷涂料，通过采用氟乳液、乙烯醋酸乙烯酯、氨基树脂的组合制备得到的氟碳原料浆，使水性碳氟涂料与金属卷材在湿冷的环境中仍能保持良好的附着性和成膜性。
(2)本发明所述金属卷材用耐湿冷涂料，通过采用氟含量为23％的水性FEVE氟乳液与马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物协同作用，使水性碳氟涂料保持合适硬度的同时还具有一定的韧性，能够适应卷曲结构的金属卷材。
(3)本发明所述金属卷材用耐湿冷涂料，通过采用粘度为100mPa·s的非离子乙烯-醋酸乙烯共聚物作为流平剂，可以提高水性碳氟涂料体系的互溶性能，避免在金属卷材上预涂时产生云朵状花斑。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例1
一种金属卷材用耐湿冷涂料，制备原料以重量份计包括：氟碳原料浆80份，铝银浆7份，流平剂Ⅰ2份，增稠剂Ⅰ2份，颜料色浆0.8份，水10份。
所述氟碳原料浆的制备原料以重量份计包括氟乳液65份，乙烯醋酸乙烯酯18份，氨基树脂10份，胺中和剂0.3份、成膜助剂3份、表面活性剂0.8份、流平剂Ⅱ0.5份、封闭型酸催化剂0.6份、蜡乳液3份、增稠剂Ⅱ0.3份。
所述氟乳液中氟的质量分数为23％，购自长兴工业，型号为HF-06。
所述乙烯醋酸乙烯酯为马来酸酐改性乙烯醋酸乙烯酯，在190℃，2.16kg的条件下熔体流动速率为1-5g/10min，购自美国杜邦，型号为781。
所述氨基树脂购自美国英力士，型号为R747。
所述胺中和剂为N,N-二甲基乙醇胺；
增稠剂Ⅱ为聚醚类增稠剂。
所述氟碳原料浆的制备方法，包括以下步骤：将氟乳液，乙烯醋酸乙烯酯，氨基树脂混合搅拌均匀后，加入胺中和剂，成膜助剂，表面活性剂，流平剂Ⅱ，封闭型酸催化剂、蜡乳液、增稠剂Ⅱ搅拌均匀，即得。
所述颜料色浆购自纳米新材料科技有限公司，型号为WD-Y042。
一种金属卷材用耐湿冷涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氟碳原料浆，铝银浆，水共混，在600rpm的转速下搅拌20min；
(2)然后搅拌状态下缓慢加入流平剂Ⅰ，增稠剂Ⅰ，颜料色浆，550rpm混合分散30min，出料即得。
实施例2
一种金属卷材用耐湿冷涂料，具体步骤同实施例1，不同点在于氟碳原料浆的制备原料不包括乙烯醋酸乙烯酯。
实施例3
一种金属卷材用耐湿冷涂料，具体步骤同实施例1，不同点在于氟乳液中氟的质量分数为14％，购自上海训达新材料，型号为HD-8666。
性能测试
1.对实施例1制备得到的耐湿冷涂料进行测试，通过搅拌3min后目测在容器中的状态，依据GB 1724-1979标准测试细度，依据GB/T 1725-2007标准测试固含量，依据GB/T6739-2006标准测试涂料固化后的硬度，依据GB/T 9286-1998标准测试涂料与铝合金卷材的附着力，目测涂料固化后的漆膜外观，使用色差仪观察漆膜的颜色变化，依据GB/T1723-1993标准使用粘度杯，涂四杯测试涂料的粘度，使用黑白卡纸法测试漆膜的遮盖力，使用精密试纸测试涂料的pH值。测试结果见表1。
2.将实施例1-3制备得到的耐湿冷涂料在铝合金卷材表面固化后，置于-25℃的环境中，放置3个月，观察漆膜外观。测试结果见表2。
3.将实施例1-3制备得到的耐湿冷涂料在铝合金卷材表面固化后，置于-20℃～5℃的环境中进行冷热循环，湿度为75％，放置1个月，观察漆膜外观。测试结果见表2。
表1
| 容器中状态 | 无结块，易搅匀液体 |
| 细度/μm | 15 |
| 固含量/％ | 40 |
| 铅笔硬度 | 2H |
| 涂膜外观 | 平整，无凸起 |
| 颜色 | 整体无色差 |
| 粘度(25℃)/涂四杯 | 125s |
| 附着力 | 1级 |
| 遮盖率/％ | 目视无差异 |
| pH值 | 7.3 |
表2
Claims (10)
1.一种金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，制备原料以重量份计包括：氟碳原料浆60-90份，铝银浆5-9份，流平剂Ⅰ1-3份，增稠剂Ⅰ1-3份，颜料色浆0.5-1份，水9-13份。
2.根据权利要求1所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述氟碳原料浆的制备原料包括氟乳液、丙烯酸酯树脂、氨基树脂、异氰酸酯、乙烯醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求2所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述氟乳液中氟的质量分数为20-25％。
4.根据权利要求2所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述乙烯醋酸乙烯酯为马来酸酐改性乙烯醋酸乙烯酯，所述马来酸酐改性乙烯醋酸乙烯酯在190℃，2.16kg的条件下熔体流动速率为1-5g/10min。
5.根据权利要求1所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述流平剂Ⅰ选自改性聚硅氧烷型流平剂、长链树脂型流平剂、易挥发溶剂型流平剂中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求5所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述长链树脂型流平剂选自丙烯酸酯均聚物、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述氟碳原料浆的制备原料以重量份计还包括胺中和剂0.1-0.5份、成膜助剂1-4份、表面活性剂0.4-1.2份、流平剂Ⅱ0.2-0.7份、封闭型酸催化剂0.3-0.7份、蜡乳液1-5份、增稠剂Ⅱ0.1-0.4份。
8.根据权利要求7所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述胺中和剂选自N,N-二甲基乙醇胺、一乙醇胺、1,2-丙二胺、烷基胺、聚醚胺中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求7所述金属卷材用耐湿冷涂料，其特征在于，所述增稠剂Ⅱ为合成高分子类增稠剂，选自聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚类增稠剂中的一种或几种的组合。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述金属卷材用耐湿冷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氟碳原料浆，铝银浆，水共混，在500-650rpm的转速下搅拌10-30min；
(2)然后搅拌状态下缓慢加入流平剂Ⅰ，增稠剂Ⅰ，颜料色浆，500-600rpm混合分散20-40min，出料即得。
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