專利名稱：一種氟碳涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種氟碳涂料及其制備方法，屬于涂料行業。
背景技術：
我國卷材涂料的開發利用起步于20世紀80年代，由于卷材涂料在質量和涂裝方面具有的特性，在建筑、汽車制造、家電及包裝等領域都有廣泛應用。按成膜物質的不同，卷材涂料可分為聚酯、聚氨酯、丙稀酸、環氧、PVC塑溶膠和含氟類涂料六類。其中，含氟類卷材涂料具有極好的耐候性、耐溶劑性、耐化學品性、耐磨性、耐沾污性和易加工性，戶外使用壽命也可達15～20年，因此該類卷材涂料受到廣大用戶的青睞。該類產品主要應用于外墻、屋面、道路標志和公路護欄等要求耐候性高的地方。目前，國內外建筑用氟碳卷材涂料市場，主要被國際著名涂料廠商占據，如PPG、阿克蘇-諾貝爾、立邦等。巴斯夫(BASF)公司的專利US6,255,398B1(申請日1999年6月29日，公告日2001年7月3日)公開了一種氟碳卷材涂料，這種涂料以聚偏氟乙烯(PVDF樹脂)為主要成膜物質，需高溫熔融塑化成膜，烘烤溫度為232～250℃(基材溫度)。但這種氟碳卷材涂料存在以下缺陷(1)在固化過程中，PVDF樹脂與其它樹脂無交聯或化學反應發生，只是簡單的物理熔融，所以該固化體系不能制備常溫干燥型氟碳涂料，無法應用在需要常溫干燥型氟碳涂料的局部修補或現場輔助件的涂裝；(2)PVDF樹脂作為主要成膜物質制備的涂料很難獲得60°光澤高于40％的涂膜(確保涂料配方中含有70％的PVDF樹脂)。上述兩方面的缺陷使該氟碳卷材涂料在許多領域的適用性和滿意程度受到限制，因此，急需解決上述問題成了當務之急。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種60°光澤達80％以上、性能優異的氟碳涂料。
本發明的另一個目的是提供一種氟碳涂料的制備方法。
為實現上述目的，本發明的一個技術方案提供了一種氟碳涂料，該氟碳涂料主要由氟樹脂、交聯劑、顏料、填料、助劑和混合溶劑組成，各組分間的重量比為氟樹脂∶交聯劑∶顏料∶填料∶助劑∶混合溶劑＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。
在上述技術方案中所述氟樹脂的羥值為30～80mgKOH/g，它的羧值為2～12mgKOH/g，它的固含量為40～80％，它的氟含量為15～45％，所述氟樹脂由三氟樹脂和四氟樹脂中至少一種組成，所述三氟樹脂以三氟氯乙烯為主體與其它烯烴類衍生物共聚而成，采用ZB-F-100、ZB-F-200等，所述四氟樹脂以四氟乙烯為主體與其它烯烴類衍生物共聚而成，采用RF-100、GK-570等。
在上述技術方案中所述交聯劑由封閉異氰酸酯和氨基樹脂中至少一種組成，所述封閉異氰酸酯采用封閉的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或己二異氰酸酯(HDI)三聚體，所述氨基樹脂采用完全甲醚化氨基樹脂、部分甲醚化氨基樹脂或甲基丁基混醚化氨基樹脂。在室溫下，所述交聯劑與氟樹脂的羥基不發生交聯反應，但在提高反應溫度，即提高涂料所涂裝的基材表面溫度時，就會發生交聯反應。經過大量實驗分析，本發明交聯劑優選封閉的HDI三聚體。
在上述技術方案中所述顏料為炭黑、有機紅顏料或鈦白粉等，所述填料包括滑石粉、輕質碳酸鈣或消光粉等。
在上述技術方案中所述助劑包括流平劑和催化劑，還包括潤濕分散劑或防爆泡劑；所述流平劑的成分為聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量為所述氟樹脂的0.005～0.02倍，采用BYK-310、BYK-354；所述催化劑為金屬有機化合物或磺酸及磺酸鹽，用量為氟樹脂的0.005～0.01倍，所述金屬有機化合物為辛酸鋅或二月桂酸二丁基錫，所述磺酸及磺酸鹽為對位甲基苯磺酸(P-TSA)、十二烷基苯磺酸(DDBSA)、二壬基萘磺酸(DNNSA)、二壬基萘二磺酸(DNNDSA)或十二烷基磺酸中和物(DDBSA封閉物)，其中的P-TSA采用BYK-450，DDBSA采用NACURE-5076，DNNSA采用NACURE-1051，DNNDSA采用NACURE-155，DDBSA封閉物采用NACURE-5225；所述潤濕分散劑的成分為改性聚氨酯，用量為所述氟樹脂的0～0.01倍，采用EFKA-4047、BYK-161或BYK-163；所述防爆泡劑的成分為聚甲基丙烯酸酯，用量為所述氟樹脂的0～0.01倍，采用BYK-390、BYK-392。
本發明中所述交聯劑采用封閉異氰酸酯時，加入金屬有機化合物作為催化劑，優選二月桂酸二丁基錫。所述交聯劑采用氨基樹脂時，選擇磺酸及磺酸鹽作為催化劑，優選NACURE-1051。
在上述技術方案中所述混合溶劑由醋酸丁酯、乙二醇丁醚、S-100和二價酸酯組成，各組分間的重量比為醋酸丁酯∶乙二醇丁醚∶S-100∶二價酸酯＝1∶1.0～2.0∶2.0～4.0∶1.0～1.5。
在上述技術方案中所述氟碳涂料還含有丙烯酸樹脂，用量為氟樹脂的0～0.30倍，優選103丙烯酸樹脂。該丙烯酸樹脂與所述氟樹脂混溶性較好，混溶以后呈現透明狀，不出現渾濁現象。
本發明提供的氟碳涂料使用時的烘烤條件為固化溫度為120～500℃，進行40～0.25min，優選固化溫度為140～400℃，進行35～0.5min。
本發明提供的氟碳涂料，具有以下優點
①該氟碳涂料，在固化過程中氟樹脂與交聯劑發生化學反應，所以可以加入未被封閉的異氰酸酯，制成常溫干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修補；②該氟碳涂料涂裝可以采用輥涂、靜電噴涂、高壓無氣噴涂等方式，能夠滿足流水作業的需要，涂裝時工藝簡單，省時省能源；③該氟碳涂料的漆膜表面能低，抗污性好，易清洗；④該氟碳涂料的漆膜機械性能優異；⑤該氟碳涂料的漆膜耐老化性能優異；⑥可以制備60°光澤達80％以上及亞光氟碳涂料。
為實現上述目的，本發明的另一個技術方案提供了一種氟碳涂料的制備方法，該方法包括以下步驟①將氟樹脂、潤濕分散劑和部分混合溶劑加入到容器中，攪拌均勻后加入顏料和填料；②對上述步驟①所制得的組合物進行預分散，然后研磨達到要求細度；③向上述步驟②研磨達到細度要求的組合物中加入剩余混合溶劑、交聯劑和其他助劑，調整粘度，按照要求進行過濾，經檢驗合格后計量包裝。
在上述技術方案中在所述步驟③中還可向研磨達到細度要求的組合物中加入丙烯酸樹脂。
具體實施例方式
本說明書中涉及的一些原材料產品編號對應生產廠家的情況如表1所示表1.
下面通過具體實施例加以說明，但本發明并不局限于下述優選實施例。
實施例1在1000ml的燒杯中加入300.00g氟樹脂ZB-F-100、2.00g潤濕分散劑BYK-163和50.00g混合溶劑，攪拌均勻后再加入100.00g金紅石型鈦白粉，預分散之后用砂磨機進行研磨，達到細度≤20μm時再補加3.00g流平劑BYK-310、1.00g防爆泡劑BYK-390、2.00g催化劑二月桂酸二丁基錫，50.00g交聯劑封閉異氰酸酯及50.00g混合溶劑，混合均勻后，調整粘度，過濾，經檢驗合格后計量包裝。實施例1所制備的氟碳涂料的涂膜性能測試結果如表3所示。
實施例2～7用和實施例1同樣的方法制備氟碳涂料，實施例2～7用到的具體原料名稱和配比(wt/wt)如表2所示，它們的涂膜性能測試結果如表3所示
表2.
實施例1～3所用氟樹脂的羥值為50～70mgKOH/g，它的羧值為8～10mgKOH/g，它的固含量為50～60％，它的氟含量為20～30％。
實施例4～7所用氟樹脂的羥值為30～80mgKOH/g，它的羧值為2～12mgKOH/g，它的固含量為40～80％，它的氟含量為15～45％。
表3.
對比例1～4用和實施例1同樣的方法制備現有技術的氟碳涂料(對比例1～4)，用到的具體原料名稱和配比(wt/wt)如表4所示，它們的涂膜性能測試結果如表5所示表4.
表5.
從表3和表5的氟碳涂料的涂膜性能測試的對比結果可見，本發明提供的氟碳涂料(實施例1～7)的漆膜光澤優于現有技術(對比例1～4)的，其它性能指標與對比例的相同。另外，本發明提供的氟碳涂料還包括未被封閉的異氰酸酯，這樣就制成常溫干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修補。
盡管結合優選實施例對本發明進行了說明，但本發明并不局限于上述實施例和附圖
，應該理解，在本發明構思的引導下，本領域技術人員可進行各種修改和改進，所附權利要求概括了本發明的范圍。
權利要求
1.一種氟碳涂料，該氟碳涂料主要由氟樹脂、交聯劑、顏料、填料、助劑和混合溶劑組成，各組分間的重量比為氟樹脂∶交聯劑∶顏料∶填料∶助劑∶混合溶劑＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。
2.根據權利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述氟樹脂的羥值為30～80mgKOH/g，它的羧值為2～12mgKOH/g，它的固含量為40～80％，它的氟含量為15～45％，所述氟樹脂由三氟樹脂和四氟樹脂中至少一種組成。
3.根據權利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述交聯劑由封閉異氰酸酯和氨基樹脂中至少一種組成，所述封閉異氰酸酯采用封閉的異佛爾酮二異氰酸酯或己二異氰酸酯三聚體，所述氨基樹脂采用完全甲醚化氨基樹脂、部分甲醚化氨基樹脂或甲基丁基混醚化氨基樹脂。
4.根據權利要求3所述的的氟碳涂料，其特征在于，所述交聯劑為己二異氰酸酯三聚體。
5.根據權利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述助劑包括流平劑和催化劑，還包括潤濕分散劑或防爆泡劑；所述流平劑的成分為聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量為所述氟樹脂的0.005～0.02倍；所述催化劑為金屬有機化合物或磺酸及磺酸鹽，用量為氟樹脂的0.005～0.01倍；所述潤濕分散劑的成分為改性聚氨酯，用量為所述氟樹脂的0～0.01倍；所述防爆泡劑的成分為聚甲基丙烯酸酯，用量為所述氟樹脂的0～0.01倍。
6.根據權利要求5所述的的氟碳涂料，其特征在于，所述金屬有機化合物采用辛酸鋅或二月桂酸二丁基錫，所述磺酸及磺酸鹽采用對位甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸或十二烷基磺酸中和物。
7.根據權利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述混合溶劑由醋酸丁酯、乙二醇丁醚、S-100和二價酸酯組成，各組分間的重量比為醋酸丁酯∶乙二醇丁醚∶S-100∶二價酸酯＝1∶1.0～2.0∶2.0～4.0∶1.0～1.5。
8.根據權利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述氟碳涂料還含有丙烯酸樹脂，用量為氟樹脂的0～0.30倍。
9.一種制備權利要求1所述的氟碳涂料的方法，該方法包括以下步驟①將氟樹脂、潤濕分散劑和部分混合溶劑加入到容器中，攪拌均勻后加入顏料和填料；②對上述步驟①所制得的組合物進行預分散，然后研磨達到要求細度；③向上述步驟②研磨達到細度要求的組合物中加入剩余混合溶劑、交聯劑和其他助劑，調整粘度，按照要求進行過濾，經檢驗合格后計量包裝。
10.根據權利要求9所述的氟碳涂料的制備方法，其特征在于，在所述步驟③中還向研磨達到細度要求的組合物中加入丙烯酸樹脂。
全文摘要
本發明涉及一種氟碳涂料及其制備方法，屬于涂料行業。該氟碳涂料主要由氟樹脂、交聯劑、顏料、填料、助劑和混合溶劑組成，各組分間的重量比為氟樹脂∶交聯劑∶顏料∶填料∶助劑∶混合溶劑＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。所述氟樹脂由三氟樹脂和四氟樹脂中至少一種組成，所述交聯劑由封閉異氰酸酯和氨基樹脂中至少一種組成。該氟碳涂料的制備方法見說明書。本發明提供的氟碳涂料，在固化過程中氟樹脂與交聯劑發生化學反應，所以可以加入未被封閉的異氰酸酯，制成常溫干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修補；該氟碳涂料的漆膜表面能低，抗污性好，易清洗，而且具有優異的機械性能和優異的老化性能。
文檔編號C09D127/12GK1580154SQ20041003807
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月18日 優先權日2004年5月18日
發明者任環, 梁叔君, 王軍, 姜曉輝, 孫友軍 申請人:大連振邦氟涂料股份有限公司