專利名稱：一種底面合一的氟碳磁漆及其制備方法
技術領域：
本發明涉及油漆領域，具體的說涉及一種防腐用底面合一的新型氟碳磁漆及其制備方法。
背景技術：
據世界公布的統計資料顯示，每年因腐蝕造成的經濟損失約占世界GDP總值的4％以上，超過了火災、風災和地震造成損失的總和。資料介紹，美國腐蝕造成的損失約占GDP的4.2％，同樣我國腐蝕造成的損失約占GDP的4％，約達數千億元。特別是鋼鐵腐蝕損失是世界上最大的浪費之一。因此，防腐問題日益引起人們極大的關注，防腐蝕是人們永不休止的研究課題，研究出了基于金屬表面屏蔽的抗化學腐蝕的防腐涂料，之后發現電化學腐蝕對于金屬更為嚴重，研究采用鋅粉填充于樹脂的富鋅涂料，以犧牲陽極鋅保護金屬表面，或者以鍍鋅的方式來保護易腐蝕的鋼鐵，但是其保護的壽命是很有限的。直到上世紀八十年代，導電高分子的研究發現，科學家驚喜地發現其中最為穩定的導電聚苯胺作為主要原料的防腐涂料是眾里尋它千百度的最理想的涂料，它使防腐涂料產生了一個全新的防腐機理1、導電聚苯胺的底漆通過與金屬基材接觸，使金屬基材電化學腐蝕電位正移，即容易腐蝕的金屬(如鋼鐵、鑄鐵、鋁、銅)由原有的較負腐蝕電位向正電位移動，達到接近貴金屬(如金、銀)的電極電位。2、使金屬基材發生表面鈍化，對不同的金屬，相應的形成一層致密、穩定的氧化層(如Fe2O3、Al2O3等)。并且聚苯胺在使金屬表面形成鈍化層的過程中由導電態變成還原狀，但是它在外界氧的作用下又會恢復為原導電態，如此循環，不會耗盡。3、聚苯胺在金屬表面形成電場，該電場的方向與電子傳遞的方向相反，因此阻礙了電子從金屬向氧化物質(為氧氣)的傳遞，也就是相當一個電子傳遞的屏障作用。正因為如此，科學家們根據理論的計算，聚苯胺防腐涂料的防腐壽命是鍍鋅層的10000倍，在實驗中的實際壽命為鍍鋅的3-10倍。
這種具有特殊功能的高分子材料，它既有塑料的密度輕，易加工性，又具有金屬的導電性，還具備金屬和塑料所欠缺的化學和電化學性能，將在電子器件、超級電容、隱身涂料、電磁屏蔽材料、抗靜電服裝等有著廣泛的應用前景，必將形成一個新的產業革命。由于導電高分子材料作為一類高附加值，具有廣泛應用前景的新興材料，發現和創立導電高分子學科的3位科學家，美國的A.J.Heeger，A.G.Macdarnid及日本的白川英樹分享了2000年度的諾貝爾化學獎。
由于它替代金屬在涂料中不含重金屬，在落實國家“科學發展觀”，建設“環境友好型”、“資源節約型”社會過程中，導電聚苯胺將會發揮其積極作用。它減少了天然金屬資源的使用，其本身無爆炸性、不易燃、無毒性，對人類不會產生危害，更不會對大氣環境和海洋環境造成影響，也減少了鋅、錫金屬開采、冶煉、加工、涂鍍之苦，是一種節約資源，符合“持續發展”要求的高新科技產品。
聚苯胺防腐涂料雖有較多專利申請，也有較多技術報導其優異的防腐性能。但都是以環氧樹脂或聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、過氯乙烯類樹脂作為基料，其本身的耐候性大打折扣，使其不能作為面漆而發揮聚苯胺防腐長效性的要求。
如環氧-胺體系因為它含有極性基團，因而有胺基存在，主鏈中有芳基，比較剛性，因此濕附著力好；主鏈中以醚鏈相連，因此抗水解高，這使它作為底漆有很好的條件。但環氧樹脂的醚鍵亞甲基易受光氧化，耐光老化性差，因此不宜作為面漆使用。尤其不適宜作聚苯胺防腐面漆使用，也不適合作聚苯胺導靜電防腐漆，因為它的微堿性會使酸摻雜的導電聚苯胺漆失去其導電性。
聚酯樹脂通常由二元醇、三元醇和二元酸等混合物通過縮聚反應制得，一般是低相對分子質量、無定形、含有支鏈可交聯的聚合物，通過配方的調整可得涂料用羥基終止的聚酯。其穩定性、光澤性、硬度和附著力比醇酸樹脂好，但其耐候性和抗腐蝕性欠佳。有人制成底面合一的聚苯胺防腐漆，共性能仍受聚酯樹脂固有性能的限制。
丙烯酸樹脂制備聚苯胺防腐漆多以熱固性羥基樹脂為基料，它比熱塑性樹脂固含量高，有羥基極性基團，附著力好、光澤好，但分子量相對要小，降低其性能并且施工易產生抽縮和縮孔，其耐候性也很有限，影響聚苯胺作為長效防腐漆的發揮作用。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種防腐長效性、導電性好的底面合一的新型氟碳磁漆。
本發明的另一目的在于提供一種上述氟碳磁漆的制備方法。
本發明的目的可以通過以下措施來達到一種底面合一的氟碳磁漆，主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤濕劑，其中各原料質量份數分別為氟樹脂20-70，聚苯胺1-25，分散劑0.1-5，潤濕劑0.1-5。
一種制備上述氟碳磁漆的方法，按如下步驟進行A、先將潤濕劑加入聚苯胺中，使聚苯胺表面充分濕潤；B、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經過表面預處理的聚苯胺；C、攪勻后高速分散1～4小時；D、將上漿料調至合適粘度在砂磨機上分散至細度小于35μm，過濾后為成品。
在上述方法中，可將所需顏料加入成品中，制成各色漆。
本發明的目的具體可以通過以下措施來達到一種底面合一的新型氟碳磁漆，主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤濕劑，其中各原料質量份數分別為氟樹脂20-70，聚苯胺1-25，分散劑0.1-5，潤濕劑0.1-5。。
新型氟碳磁漆中還可加入原料羥基丙烯酸、鈦白粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、云母粉、稀料、固化劑或顏料，各原料質量份數分別為羥基丙烯酸2-20，鈦白粉5-25，磷酸鋅1-10，三聚磷酸鋁1-10，云母粉1-10，稀料適量(根據涂漆時所需的黏度決定用量)，固化劑適量或顏料適量(用量根據所需色彩決定)。
上述氟樹脂為FEVE或PCTFE，其固體含量為45％-65％。
上述羥基丙烯酸的規格為固體含量40％-80％。
上述分散劑為高分子改性硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、高分子羧酸改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷或丙烯酸酯類共聚物。
上述鈦白粉為金紅石型，磷酸鋅、三聚磷酸鋁和云母粉均為800目。
上述聚苯胺為自制，其制備方法為在帶攪拌的三口瓶內加入去離子水100g，加鹽酸60g，再加苯胺80g，維持瓶內溫度20℃-40℃，加入15g過硫酸銨(APS)與30g水的水溶液和15g石油醚，經24h反應得含聚苯胺混合物，除去上清液后用去離子水沖洗甩干，再用氨水中和。經干燥后得本征態聚苯胺，該聚苯胺經有機酸如十二烷基苯磺酸(PBSA)或對甲苯磺酸、檸檬酸、水楊酸、壬基萘磺酸摻雜得導電態聚苯胺。烘干溫度控制在100℃左右，直到烘干為止。其粒徑約25μm，電導率1s/cm。
上述潤濕劑為丙基鈦酸酯、異丙基鈦酸酯、配位型鈦酸酯、磷酸酯類鈦酸酯或酰基類鈦酸酯。
上述稀料為醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯。
上述固化劑為脂肪族二異氰酸酯(HDI)的二聚體或三聚體，如固化劑德國拜耳公司N-75，或3390等。
在原料中，還可加入適量流平劑，如丙烯酸共聚物等。
氟碳樹脂(即氟樹脂)因其鍵能(F-C)比其它化學鍵能大，約為451～485 KJ/mol，鍵距最短，約為1.32，吸引電子的電負性最高，約為4.0，因此氟碳涂料具有其它涂料無可比擬的性能。尤以耐候性達20年以上，光澤保持率大于80％，不粉化、不脫落；鍵距短使得其耐化學腐蝕性、耐水性好；表面能低、漆膜流平性、附著力和抗污染性極佳。是當今最為優秀的涂料樹脂。
本專利技術以FEVE或PCTFE商品氟碳樹脂為基料，以聚苯胺為主要防腐添加劑的新型氟碳涂料，滿足了聚苯胺長效防腐的要求，也發揮了氟碳涂料的卓越優勢。同時還可以作為一種施工簡便的底面合一涂料使用。同時，由于這類氟樹脂中含有的羰基為強的受質子基團，而聚苯胺中大量的-NH-基團是強的質子給體，因此以分子結構來看，當聚苯胺與氟樹脂共混時，可以形成氫鍵。本技術特有的分散助劑和工藝技術，使聚苯胺粒子均勻地分布在基體中形成良好的導電網絡而使共混物具有良好的防腐性和良好的導電性。在制備的導靜電涂料中不用添加其它導電填料，確保了防腐性、穩定性和涂料多種顏色的鮮艷性。
對本發明的氟碳磁漆進行性能測定，結果如下表干30min，實干24h，附著力 1，耐沖擊 50 kg·cm，柔韌性 1mm，耐鹽霧 1000h，耐候3000h。
具體實施例方式
實施例1配方氟樹脂50g 分散劑高分子改性硅氧烷1g 潤濕劑丙基鈦酸酯1g鈦白粉12g 磷酸鋁1g 稀料醋酸丁酯25g 聚苯胺11g胺綠1g 固化劑N-75 6g工藝
1、將50％的稀料加入潤濕劑攪拌后加入到聚苯胺中，進行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經過表面預處理的聚苯胺。在攪拌下繼續加入其他原料和剩余稀料，攪勻后高速分散1小時，錐型磨磨細，得細度＜35μm的漆料。
3、將漆料加入固化劑并調到適當粘度制板。用0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵制板，測其物理性能；在有機玻璃板上噴涂，測其導電性能。耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級，柔韌性1mm，導電電阻107Ω。
實施例2配方氟樹脂40g 羥基丙烯酸樹脂10g 分散劑聚二甲基硅氧烷5g潤濕劑配位型鈦酸酯0.8g 磷酸鋅5g 鈦白粉10g 聚苯胺8g胺綠1g 固化劑3390 6g工藝1、將聚苯胺加入潤濕劑，攪拌進行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂，羥基丙烯酸樹脂和經過表面預處理的聚苯胺，在攪拌下繼續加入除固化劑外的其他原料，攪勻后高速分散2小時，錐形磨磨細，得細度＜35μm的漆料。
3、將漆料加入固化劑并調到適當粘度制板。用0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵制板，測其物理性能；在有機玻璃板上噴涂，測其導電性能。耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級，柔韌性1mm，導電電阻108Ω。
實施例3配方氟樹脂60g 分散劑聚醚改性硅氧烷0.1g 潤濕劑丙基鈦酸酯0.1g鈦白粉10g 云母粉2g 聚苯胺5g 磷酸鋅1g 磷酸鋁8g稀料乙二醇乙醚醋酸酯25g 固化劑N-75 7g 丙烯酸共聚物0.5g工藝1、將稀料加入潤濕劑攪拌后加入到聚苯胺中，進行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經過表面預處理的聚苯胺。在攪拌下繼續加入其他原料，攪勻后高速分散4小時，錐型磨磨細，得細度＜30μm的漆料。
3、將漆料和固化劑混合均勻并調至合適粘度，在0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵板上制板。
4、48h后測涂料物理參數，耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級，柔韌性1mm。
實施例4配方氟樹脂40g 羥基丙烯酸樹脂10g 分散劑高分子羧酸改性硅氧烷0.5g潤濕劑異丙基鈦酸酯1g 鈦白粉12g 聚苯胺7g 磷酸鋅5g稀料醋酸丁酯25g 固化劑3390 6g工藝1、將稀料加入潤濕劑攪拌后加入到聚苯胺中，進行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經過表面預處理的聚苯胺。在攪拌下繼續加入其他原料，攪勻后高速分散4小時，錐型磨磨細，得細度＜30μm的漆料。
3、將漆料和固化劑混合均勻，并調至合適粘度，在0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵板上制板。
4、48h后測涂料物理參數，耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級，柔韌性1mm。
實施例5配方氟樹脂70g 分散劑聚二甲基硅氧烷0.3g 潤濕劑丙基鈦酸酯3g磷酸鋅1g 鈦白粉10g 聚苯胺20g 固化劑3390 7g工藝1、將聚苯胺加入潤濕劑，攪拌進行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂，羥基丙烯酸樹脂和經過表面預處理的聚苯胺，在攪拌下繼續加入除固化劑外的其他原料，攪勻后高速分散2小時，錐形磨磨細，得細度＜30μm的漆料。
3、將漆料加入固化劑并調到適當粘度制板。
用0.2mm厚60mm×120mm馬口鐵制板，測其物理性能；在有機薄禮板上噴涂，測其導電性能。耐沖擊50kg·cm，附著力(劃圈法)1級，柔韌性1mm。
實施例6配方氟樹脂26g 分散劑聚醚改性硅氧烷0.5g潤濕劑丙基鈦酸酯0.2g 聚苯胺2g工藝1、將潤濕劑攪拌加入到聚苯胺中，進行表面處理，待用。
2、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經過表面預處理的聚苯胺，再攪拌高速分散4小時，錐型磨磨細，得細度＜30μm的漆料。
權利要求
1.一種底面合一的氟碳磁漆，其特征在于所述的氟碳磁漆的主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤濕劑，其中各原料的質量份數分別為氟樹脂20-70，聚苯胺1-25，分散劑0.1-5，潤濕劑0.1-5。
2.根據權利要求1所述的新型氟碳磁漆，其特征在于所述的氟碳磁漆中還加入原料羥基丙烯酸、鈦白粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、云母粉、稀料、固化劑或顏料，各原料質量份數分別為羥基丙烯酸2-20，鈦白粉5-25，磷酸鋅1-10，三聚磷酸鋁1-10，云母粉1-10。
3.根據權利要求1所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的分散劑為高分子改性硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、高分子羧酸改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷或丙烯酸酯類共聚物。
4.根據權利要求1所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的潤濕劑為丙基鈦酸酯、異丙基鈦酸酯、配位型鈦酸酯、磷酸酯類鈦酸酯或酰基類鈦酸酯。
5.根據權利要求2所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的稀料為醋酸丁酯或乙二醇乙醚醋酸酯。
6.根據權利要求2所述的氟碳磁漆，其特征在于所述的固化劑為脂肪族二異氰酸酯的二聚體或三聚體。
7.一種制備權利要求1～6中任一項所述的氟碳磁漆的方法，其特征在于按如下步驟進行A、先將潤濕劑加入聚苯胺中，使聚苯胺表面充分濕潤；B、在攪拌分散缸中依次加入氟樹脂和分散劑，攪勻后加入經過表面預處理的聚苯胺；C、攪勻后高速分散1～4小時；D、將上漿料調至合適粘度在砂磨機上分散至細度小于35μm，過濾后為成品。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于步驟A中先用稀釋劑稀釋潤濕劑，步驟B中還加入羥基丙烯樹脂，步驟C中還加入除氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤濕劑以外的其他原料，步驟D中將所需顏料加入所述的成品中，制成各色漆。
全文摘要
一種防腐用底面合一的新型氟碳磁漆，主要原料為氟樹脂、聚苯胺、分散劑和潤濕劑，其中各組分質量份數分別為氟樹脂20－70，聚苯胺1－25，分散劑0.1－5，潤濕劑0.1－5。本發明確保了涂料的防腐性、穩定性和涂料多種顏色的鮮艷性，特別在制作導靜電防腐漆時，不用添加其它導電填料，不會造成無機的碳黑或石墨粒子對介質的污染，導電電阻更為穩定。
文檔編號C09D179/02GK1935911SQ20061009720
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月24日 優先權日2006年10月24日
發明者王鳳憲, 查培法 申請人:查培法