一種防腐蝕用常溫固化氟碳涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于防腐蝕涂料技術領域，具體來說，涉及一種高耐候性的防腐蝕用常溫 固化氟碳涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前常見的常溫固化氟碳涂料是由含羥基的FEVE氟碳樹脂和異氰酸酯類固化劑 組成的雙組份涂料。這類涂料以FEVE氟碳樹脂為成膜物質，其中含有大量高鍵能的F-C鍵 (鍵能為480kJ/mol)，在光、熱作用下仍可保持良好穩定性，并具有較低的表面能，從而顯示 出優異的耐候性、耐腐蝕性和抗污染能力。相比于以PTFE、PVDF與PVF等結晶性含氟聚合物 為主要成膜物質的涂料而言，FEVE氟碳涂料可常溫固化，避免了高溫烘烤成膜，極大地提高 了氟碳涂料的使用價值，在建筑、化工和機械等領域已得到廣泛應用。
[0003]隨著政策法規與市場需求的不斷變化，常溫固化FEVE氟碳涂料的相關技術也在不 斷改進和發展，高固體分FEVE氟碳涂料、水性FEVE氟碳涂料等產品相繼問世。但目前人們對 常溫固化氟碳涂料最關注的核心問題仍是其耐候性。目前，人們已采用多種措施來增強常 溫固化FEVE氟碳涂料的耐候性，主要包括提高涂膜交聯密度，加入特定表面活性劑(如含氟 表面活性劑，有機娃表面活性劑)或特定填料(如納米二氧化鈦、納米碳酸f丐)等。例如，中國 專利(CN 101693801 A)公開了"一種稀土改性外墻水性氟碳涂料及其制備方法"，其公開的 稀土改性水性外墻氟碳涂料按重量份計，由以下組分組成：水性氟碳乳液35~60、水12~ 18、分散劑0.2~0.5、潤濕劑0.05~0.25、消泡劑0.1~0.2、顏料15~25、填料9~17、流變改 性劑0.3~0.5、復合成膜助劑1~2、增稠劑0.5~1.5、二氧化鈰0.05~2。該發明利用稀土二 氧化鈰對水性氟碳涂料進行改性，在提高涂料使用壽命的同時，還賦予水性氟碳涂料殺菌、 防霉等特殊功能。
[0004] 當用于混凝土結構或鋼結構的防腐蝕處理時，溶劑型常溫固化FEVE氟碳涂料相比 于其它類型的常溫固化FEVE氟碳涂料在耐久性方面具有一定優勢，但仍不能完全滿足長期 防腐蝕的需求。
[0005] 防腐蝕涂層的耐久性對于鐵路混凝土結構與鋼結構的長期安全服役意義重大。隨 著我國高速鐵路建設向沿海和中西部地區延伸發展，在復雜和嚴酷環境下服役的鐵路構筑 物比例亦呈上升趨勢。實踐已證明，在嚴酷環境條件如濕熱海洋環境下服役時，鐵路混凝土 結構與鋼結構必須得到良好的防腐蝕處理，否則其服役壽命將大大降低。作為一類具有優 異耐候性和良好施工適用性的防腐蝕涂料，常溫固化氟碳涂料已在此領域得到越來越多地 應用。然而，目前常溫固化氟碳涂層的預期壽命仍遠未達到鐵路構筑物的設計壽命，在鐵路 構筑物服役期內必須對其進行多次維護重涂。由于鐵路封閉式運行的服役特點，導致對鐵 路構筑物的養護維修費用極高。因此，如何延長氟碳涂層的使用壽命便成為鐵路工程材料 研究的應有之義，其中重要技術手段之一就是進一步提高氟碳涂層的耐候性。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于解決上述問題，提供一種高耐候性防腐蝕用常溫固化氟碳涂 料，技術方案如下。
[0007] -種防腐蝕用常溫固化氟碳涂料，具體包含A、B兩種組分，其中按重量計，A組分包 含30~45%的FEVE氟碳樹脂，20~30%的納米二氧化鈦填料，2~10 %的納米二氧化鈰填 料，15~20 %的溶劑，以及總質量為4~10 %的流平劑、消泡劑、潤濕分散劑、觸變劑和顏料； B組分包含質量分數為10~50%的異氰酸酯類固化劑，其余為溶劑。
[0008] 所述B組分中的異氰酸酯基與所述A組分中的FEVE氟碳樹脂的羥基的摩爾比(R值） 為 1.0 ~1.1:1〇
[0009] 所述FEVE樹脂由四氟乙烯單體或三氟氯乙烯單體與烷基乙烯基醚或烷基乙烯基 酯類單體中的一種或多種共聚而成，優選大金GK-570樹脂。
[00?0] 所述納米二氧化鈦填料為金紅石型二氧化鈦，粒徑在100~500nm之間。
[0011 ]所述納米二氧化鋪填料為沉淀法獲得的納米二氧化鋪粉體，粒徑在20~200nm之 間。
[0012] 所述溶劑為脂肪酮類、芳烴類或醋酸酯類溶劑的一種或多種。
[0013] 所述異氰酸酯類固化劑為1?01、冊1、了01、1?01三聚體、^1三聚體、!101縮二脲或含 NC0基團的異氰酸酯預聚體中的一種或多種。
[0014] 上述防腐蝕用常溫固化氟碳涂料的制備方法包括以下步驟：
[0015] (1)將定量的流平劑、潤濕分散劑、消泡劑、顏料和納米填料加入高速分散釜中，攪 拌分散至細度< 30μπι，得到色漿。
[0016] (2)將定量的FEVE氟碳樹脂、色漿及觸變劑加入高速分散釜中，以6000rpm的速率 進行高速分散，至細度< 30μπι，過濾出料得到涂料A組分。
[0017] (3)將計量的異氰酸酯類固化劑與溶劑攪拌混合均勻，得到涂料B組分。
[0018] 本發明一種防腐蝕用常溫固化氟碳涂料的積極效果是：
[0019] 納米二氧化鈦填料在涂層中主要起到屏蔽紫外線的作用，這提高了涂層耐候性。 與此同時，納米二氧化鈦在受到紫外線作用時，會產生少量活性自由基，可使涂層中聚合物 分子的化學鍵斷裂，導致涂層老化。本發明添加了特定比例的納米二氧化鈰，可使納米二氧 化鈦產生的活性自由基湮滅，進一步減弱了紫外線對氟碳樹脂的破壞作用，提高涂層的耐 候性，可較好地應用于嚴酷環境下的鐵路混凝土結構與鋼結構表面的防腐蝕保護。
【具體實施方式】
[0020] 以下給出本發明的【具體實施方式】。
[0021] 實施例1
[0022] (一)A組份中各原料的重量百分比為：
[0023]FEVE氟碳樹脂，42%;
[0024] 納米二氧化鈦填料，30%;
[0025] 納米二氧化鈰填料，2%;
[0026] 溶劑，17 %;
[0027]流平劑，2%;
[0028]消泡劑，2%;
[0029] 潤濕分散劑，2%;
[0030] 觸變劑，1%;
[0031] 顏料，2%。
[0032] B組分按照R=l.05計算所需異氰酸酯量，各原料重量百分比為：
[0033]邢1縮二脲，20%;
[0034] 邢1三聚體，20%;
[0035] 溶劑，60 %。
[0036] (二)制備步驟包括：
[0037] (1)按所述重量百分比準備A組份和B組份的原料
[0038] (2)將所述重量的流平劑、潤濕分散劑、消泡劑、顏料、納米二氧化鈦和納米二氧化 鈰加入高速分散釜中，以6000rpm的速率進行高速分散，至細度< 30μπι，得到色漿。
[0039] (3)將所述重量的FEVE氟碳樹脂、色漿及觸變劑加入高速分散釜中，以6000rpm的 速率進行高速分散，至細度< 30μπι，過濾出料得到涂料A組分。
[0040] (4)將所述重量的異氰酸酯類固化劑與溶劑攪拌混合均勻，得到涂料B組分。
[0041 ] 實施例2
[0042] (一)A組份中各原料的重量百分比為：
[0043] FEVE氟碳樹脂，42%;
[0044] 納米二氧化鈦填料，27 % ;
[0045] 納米二氧化鈰填料，5 % ;
[0046] 溶劑，17 %;
[0047] 流平劑，2%;
[0048] 消泡劑，2%;
[0049] 潤濕分散劑，2%;
[0050] 觸變劑，1%;
[0051] 顏料，2%。
[0052] B組分按照R=l.0