CN116285551A - 烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法 - Google Patents

烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料制备的技术领域，具体公开了一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法。烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料包括由以下质量份数的组分制成：二甲苯10‑20份；超疏油疏水树脂50‑70份；三聚氢胺树脂3‑5份；HDI三聚体1‑2份；封闭型异氰酸酯1‑3份；流平剂0.1‑0.2份；消光剂2‑10份；气相二氧化硅0.5‑2份。本发明的组合物具有与金属表面的附着力强、耐磨性以及抗冲击性能较佳的优点；另外，烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的制备方法包括以下步骤：步骤1，制备初步混合物；步骤2，分散超疏油疏水树脂；步骤3，制得烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料。本发明的制备方法还具有有利于各组分更好地充分反应、充分发挥效果的优点。

Description

烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备的技术领域，尤其是涉及一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的不断提高以及人们对生活质量的要求越来越高，人们对自清洁的功能的要求也越来越高，因此，耐脏防指纹涂料的应用也越来越广泛，且在金属材料中的应用尤为广泛。
为了更好地保持金属本身的光泽，提高金属材料的自清洁功能，目前通常都会在金属表面涂覆一层透明的超疏油疏水耐脏耐指纹涂料并形成防指纹涂层以保护金属材料，使得金属表面不容易残留指纹或其他污物。
针对上述相关技术，发明人认为，由于超疏油疏水耐脏防指纹涂层与金属材料的结合力较弱，容易使得覆盖有超疏油疏水耐脏防指纹涂层在使用过程中并与其他物体发生摩擦时，超疏油疏水耐脏防指纹涂层容易被磨损，从而容易影响金属材料的防污功能，因此，仍有改进的空间。
发明内容
为了提高超疏油疏水耐脏防指纹涂层的耐磨性能，本申请提供一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，采用如下的技术方案：
一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，包括由以下质量份数的组分制成：
二甲苯10-20份；
超疏油疏水树脂50-70份；
三聚氢胺树脂3-5份；
HDI三聚体1-2份；
封闭型异氰酸酯1-3份；
流平剂0.1-0.2份；
消光剂2-10份；
气相二氧化硅0.5-2份。
通过采用上述技术方案，利用三聚氢胺树脂、HDI三聚体以及封闭型异氰酸酯互相协同复配形成涂料，HDI三聚体有利于更好地缓和三聚氢胺树脂的硬度，使得涂料所形成的膜的柔韧性更强，从而有利于更好地提高涂料所形成的膜的抗冲击性能，同时，HDI三聚体与封闭型异氰酸酯协同复配还有利于更好地增强涂料与金属的附着力，使得涂料成膜后的耐磨性更强，有利于更好地延长涂料所形成的膜的使用寿命。
优选的，所述消光剂包括滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或多种。
优选的，所述消光剂为滑石粉。
通过采用上述技术方案，采用上述消光剂，有利于消光剂更好地与基料协调匹配，从而有利于更好地提高涂料所形成的膜的透明度，使得金属表面的外形以及颜色更加不容易受到表面的涂料层的影响。
优选的，所述超疏油疏水树脂包括以下质量份数的组分：
二甲苯40-50份；
丙烯酸丁酯10-20份；
丙烯酸乙酯10-20份；
甲基丙烯酸丁酯5-15份；
丙烯酸异丁酯5-10份；
含氟丙烯酸酯15-30份；
引发剂0.1-0.3份。
通过采用上述技术方案，采用上述物质协同复配形成超疏油疏水树脂，有利于更好地提高疏油疏水的性能，同时，还有利于更好地提高超疏油疏水树脂的抗冲击性能，从而有利于更好地提高涂料所形成的膜层的抗冲击性能，使得涂料所形成的膜层的使用寿命更长。
优选的，所述超疏油疏水树脂还包括以下质量份数的组分：
丙烯酸-2-羟乙酯5-10份。
通过采用上述技术方案，加入丙烯酸-2-羟乙酯，有利于更好地促进超疏油疏水树脂反应体系中的聚合反应，使得超疏油疏水反应体系中的聚合反应更容易进行，从而有利于更好地缩短聚合反应的时间，使得反应所得的产物更快可达到目标性能。
优选的，所述含氟丙烯酸酯包括以下质量份数的组分：
2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯5-10份；
全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯10-20份。
通过采用上述技术方案，采用特定比例的2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯与全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯互相协同复配，有利于更好地提高自由基聚合形成的分子链的稳固性，使得自由基聚合形成的分子链更加不容易断裂，从而有利于更好地提高超疏油疏水树脂的抗冲击性能，进而有使得含超疏油疏水树脂的耐脏耐指纹涂料所形成的膜层的抗冲击性能更好。
优选的，所述超疏油疏水树脂的制备方法如下：混合二甲苯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯以及含氟丙烯酸酯，混合均匀，形成初步混合物，并升高温度至60-68℃，再往初步混合物中加入引发剂，反应4-4.5h，即得超疏油疏水树脂。
优选的，所述初步混合物中还加入了质量份数为5-10份的丙烯酸-2羟基乙酯。
通过采用上述技术方案，控制各组分的混合温度以制备超疏油疏水树脂，有利于更好地控制聚合反应的进程，从而有利于更好地提高超疏油疏水树脂所形成的膜层的抗冲击性能，进而使得耐脏耐指纹涂料的抗冲击性能更好。
第二方面，本申请提供一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，混合二甲苯、三聚氢胺树脂以及封闭型异氰酸酯，混合均匀并升高温度至60-70℃，再加入HDI三聚体，混合均匀，反应2-3h后，得到初步混合物；
步骤2，降低初步混合物的温度至40-45℃，并加入超疏油疏水树脂，同时利用振荡器将超疏油疏水树脂分散至初步混合物中；
步骤,3，待初步混合物与超疏油疏水树脂混合均匀后，再加入流平剂、消光剂、气相二氧化硅，即得烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料。
通过采用上述技术方案，控制各组分的加入顺序以及控制反应温度和反应时间，有利于各组分更好地互相协同作用，从而有利于更好地提高超疏油疏水耐脏耐指纹涂料所形成的膜层的耐磨性能以及抗冲击性能，还在一定程度上有利于更好地提高超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的疏油疏水性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过加入三聚氢胺树脂、HDI三聚体以及封闭型异氰酸酯互相协同复配，有利于更好地提高超疏油疏水耐脏耐指纹涂料所形成的膜层的柔韧性，从而有利于更好地提高涂料所形成的膜层的耐磨性能以及抗冲击性能，使得涂料的使用寿命更长。
2、通过加入丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯以及丙烯酸异丁酯互相协同复配形成超疏油疏水树脂，有利于提高自由基聚合形成的分子链的稳固性，使得分子链更加不容易断裂，从而有利于更好地提高超疏油疏水树脂膜的耐磨性能以及抗冲击性能。
3、通过控制超疏油疏水树脂各组分混合的反应温度和反应时间，有利于更好地控制聚合反应的进程，从而有利于更好地提高自由基聚合形成的分子链的稳固性，使得分子链更加不容易断裂，进而有利于更好地提高超疏油疏水树脂所形成的膜的抗冲击性能。
4、通过控制涂料在制备过程中的各组分混合的反应温度和反应时间，有利于各组分之间更好地互相协同复配，从而有利于更好地提高涂料所形成的膜层的耐磨性以及抗冲击性能，使得涂料在金属表面所形成的膜层的使用寿命更长。
具体实施方式
以下结合实施例以及对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例以及对比例的原料来源见表1。
表1
Figure BDA0003422133350000061
Figure BDA0003422133350000071
制备例
制备例1
本制备例公开一种超疏油疏水树脂，由以下质量的组分制成：
二甲苯40kg；丙烯酸丁酯10kg；丙烯酸乙酯10kg；甲基丙烯酸丁酯5kg；丙烯酸异丁酯5kg；全氟辛基乙基丙烯酸酯15kg；过氧化苯甲酰0.1kg。
本制备例还公开一种超疏油疏水树脂的制备方法，具体如下：
在聚合反应器中加入二甲苯40kg、丙烯酸丁酯10kg、丙烯酸乙酯10kg、甲基丙烯酸丁酯5kg、丙烯酸异丁酯5kg以及全氟辛基乙基丙烯酸酯15kg，搅拌均匀，形成初步混合物，再缓慢升高温度至60℃，再往初步混合物中缓慢加入过氧化苯甲酰0.1kg，恒温反应4.5h，即得超疏油疏水树脂
制备例2-3
与制备例1的区别在于：各组分的质量不同，且反应温度和反应时间不同，制备例2-3的各组分的质量、反应温度以及反应时间如表2所示，表2中各组分质量的单位为kg，反应温度的单位为℃，反应时间的单位为h。
表2
制备例2 制备例3
二甲苯 50 45
丙烯酸丁酯 20 15
丙烯酸乙酯 20 15
甲基丙烯酸丁酯 15 10
丙烯酸异丁酯 10 8
全氟辛基乙基丙烯酸酯 30 17
过氧化苯甲酰 0.3 0.2
反应温度 68 64
反应时间 4 4.2
制备例4
与制备例3的区别在于：初步混合物中还加入了丙烯酸-2-羟乙酯5kg，且反应时间为4h。
制备例5
与制备例3的区别在于：初步混合物中还加入了丙烯酸-2-羟乙酯10kg，且反应时间为4h。
制备例6
与制备例3的区别在于：以10kg全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯以及5kg 2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯替代17kg全氟辛基乙基丙烯酸酯。
制备例7
与制备例3的区别在于：以20kg全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯以及10kg 2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯替代17kg全氟辛基乙基丙烯酸酯。
制备例8
与制备例7的区别在于：以等量的全氟辛基乙基丙烯酸酯替代全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯。
制备例9
与制备例7的区别在于：以等量的全氟辛基乙基丙烯酸酯替代2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯。
制备例10
本制备例公开一种超疏油疏水树脂，由以下质量的组分制成：
二甲苯45kg；丙烯酸丁酯15kg；丙烯酸乙酯15kg；甲基丙烯酸丁酯10kg；丙烯酸异丁酯8kg；全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯15kg；2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯8kg；丙烯酸-2-羟乙酯7kg；过氧化苯甲酰0.2kg。
本制备例还公开一种超疏油疏水树脂的制备方法，具体如下：
在聚合反应器加入二甲苯45kg、丙烯酸丁酯15kg、丙烯酸乙酯15kg、甲基丙烯酸丁酯10kg、丙烯酸异丁酯8kg、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯15kg、2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯8kg以及丙烯酸-2-羟乙酯7kg，搅拌均匀，形成初步混合物，再缓慢升高温度至60℃，再往初步混合物中缓慢加入偶氮二异丁腈0.2kg，恒温反应4h，即得超疏油疏水树脂。
实施例
实施例1
本申请实施例公开一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，由以下质量的组分制成：
二甲苯10kg；超疏油疏水树脂50kg；三聚氢胺树脂3kg；HDI三聚体1kg；封闭型异氰酸酯1kg；流平剂0.1kg；硬脂酸钙2kg；气相二氧化硅0.5kg。
在本实施例中，超疏油疏水树脂为购自枞阳县三金颜料有限责任公司的货号为SJ-01的纳米改性树脂(疏水、疏油易清洁树脂)。
本申请实施例还公开一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，往反应釜中加入二甲苯10kg、三聚氢胺树脂50kg以及封闭型异氰酸酯3kg，搅拌混合均匀，升高温度至60℃，再缓慢加入HDI三聚体1kg，搅拌混合均匀，维持60℃反应3h，得到初步混合物。
步骤2，降低初步混合物的温度至40℃，再加入超疏油疏水树脂，同时利用振荡器将疏油疏水树脂分散至初步混合物中。
步骤3，待初步混合物与超疏油疏水树脂完全混合均匀后，再加入流平剂0.1kg、硬脂酸钙2kg以及气相二氧化硅0.5kg，搅拌混合均匀，即得烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料。
实施例2-3
与实施例1的区别在于：所采用的具体的消光剂不同，各组分的质量不同，且反应温度和反应时间不同，实施例2-3的各组分的质量、反应温度以及反应时间如表3所示，表3中各组分质量的单位为kg，反应温度的单位为℃，反应时间的单位为h。
表3
实施例2 实施例3
二甲苯 20 15
超疏油疏水树脂 70 60
三聚氢胺树脂 5 4
HDI三聚体 2 1.5
封闭型异氰酸酯 3 2
流平剂 0.2 0.15
聚乙烯蜡 10 0
滑石粉 0 6
气相二氧化硅 2 1.5
实施例4-13
与实施例3的区别在于：超疏油疏水树脂分别采用制备例1-10制备所得的超疏油疏水树脂。
对比例1
与实施例3的区别在于：以等量的超疏油疏水树脂替代三聚氰胺树脂。
对比例2
与实施例3的区别在于：以等量的超疏油疏水树脂替代HDI三聚体。
对比例3
与实施例3的区别在于：以等量的超疏油疏水树脂替代封闭型异氰酸酯。
实验检测
分别取用150g上述实施例以及对比例制备所得的烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料均匀涂覆在金属铁片上，其中，金属铁片的尺寸为5cm*3cm*5mm，且金属铁片被涂覆的表面为5cm*3cm的表面，并将涂覆有烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的金属铁片置于160℃的温度下烘烤至干燥，即制得用于检测的试样。
实验1
采用水滴角测试仪分别检测并记录上述制得的试样表面的初始水滴角。然后采用600g力循环摩擦500次试样表面后，再重新检测并记录上述试样表面的水滴角，并记为摩擦后的水滴角，并计算摩擦前后的水滴角的变化量：摩擦前后的水滴角的变化量＝摩擦前的水滴角-摩擦后的水滴角。
实验2
根据GB/T 9639.1-2008《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法自由落镖法第1部分：梯级法》中的A法检测上述制得的试样表面膜层的抗冲击性能，记录冲击破损质量(g)。其中，冲击破损量的数值越大，证明树脂膜的的抗冲击性能越好。
以上实验的检测数据见表4。
表4
Figure BDA0003422133350000131
Figure BDA0003422133350000141
根据表4中实施例3与对比例1-3的数据对比可得，通过三聚氢胺树脂，在一定程度上有利于更好地提高烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的硬度，通过加入HDI三聚体与三聚氢胺树脂协同复配，有利于更好地缓和三聚氢胺树脂的硬度，使得涂料所形成的膜层的柔韧性增强，从而有利于更好地提高涂料所形成的膜层的抗冲击性能；同时，通过利用HDI三聚体与封闭型异氰酸酯互相协同复配，还有利于更好地提高涂料与金属表面的附着力，使得涂料所形成的膜层的耐磨性增强，使得涂料所形成的膜层的使用寿命延长。
根据表4中实施例3-6的数据对比可得，通过采用丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯以及丙烯酸异丁酯互相协同复配形成超疏油疏水树脂，在一定程度上有利于更好地提高涂料的疏油疏水的性能，同时，还有利于更好地提高涂料的抗冲击性能，使得涂料所形成的膜层的使用寿命更长。
根据表4中实施例3与实施例7-8的数据对比可得，通过加入丙烯酸-2-羟乙酯，有利于更好地促进聚合反应的进行，使得产物在更短时间内即可达到目标性能。
根据表4中实施例3与实施例9-12的数据对比可得，只有通过采用特定比例的2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯与全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯互相协同复配，才有利于更好地提高涂料的抗冲击性能，使得涂料所形成的膜层的抗冲击性能更好，从而有利于更好地延长涂料所形成的膜层的使用寿命。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：包括由以下质量份数的组分制成：
二甲苯10-20份；
超疏油疏水树脂50-70份；
三聚氢胺树脂3-5份；
HDI三聚体1-2份；
封闭型异氰酸酯1-3份；
流平剂0.1-0.2份；
消光剂2-10份；
气相二氧化硅0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述消光剂包括滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述消光剂为滑石粉。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述超疏油疏水树脂包括以下质量份数的组分：
二甲苯40-50份；
丙烯酸丁酯10-20份；
丙烯酸乙酯10-20份；
甲基丙烯酸丁酯5-15份；
丙烯酸异丁酯5-10份；
含氟丙烯酸酯15-30份；
引发剂0.1-0.3份。
5.根据权利要求4所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述超疏油疏水树脂还包括以下质量份数的组分：
丙烯酸-2-羟乙酯5-10份。
6.根据权利要求4所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述含氟丙烯酸酯包括以下质量份数的组分：
2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9-十六氟壬基甲基丙烯酸酯5-10份；
全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯10-20份。
7.根据权利要求4所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述超疏油疏水树脂的制备方法如下：混合二甲苯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯以及含氟丙烯酸酯，混合均匀，形成初步混合物，并升高温度至60-68℃，再往初步混合物中加入引发剂，反应4-4.5h，即得超疏油疏水树脂。
8.根据权利要求7所述的一种烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料，其特征在于：所述初步混合物中还加入有质量份数为5-10份的丙烯酸-2羟基乙酯。
9.一种如权利要求1-8任一所述的烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，混合二甲苯、三聚氢胺树脂以及封闭型异氰酸酯，混合均匀并升高温度至60-70℃，再加入HDI三聚体，混合均匀，反应2-3h后，得到初步混合物；
步骤2，降低初步混合物的温度至40-45℃，并加入超疏油疏水树脂，同时利用振荡器将超疏油疏水树脂分散至初步混合物中；
步骤3，待初步混合物与超疏油疏水树脂混合均匀后，再加入流平剂、消光剂、气相二氧化硅，即得烘烤型超疏油疏水耐脏耐指纹涂料。
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