CN101215438B - 抗污耐老化不锈钢涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
抗污耐老化不锈钢涂料及其制备方法，涂料由丙烯酸树脂，成膜物，填料，溶剂以及助剂混合而成，成膜物包括含氟树脂、水性聚氨酯、环氧树脂，填料中包括纳米二氧化硅，将丙烯酸树脂溶解于溶剂中，再加入成膜物、填料及助剂，球磨混合均匀即可。本发明不锈钢涂料采用纳米二氧化硅，含氟树脂对丙烯酸涂料进行改性，利用纳米二氧化硅的紫外线屏蔽性能以及纳米级颗粒的粒径，以及含氟树脂的低表面张力，使制得的丙烯酸树脂大大增强了耐老化能力和抗紫外性能，比现有普通丙烯酸树脂涂料具有更长的使用寿命，更好的抗指纹效果，无论是在质量上和档次上都得到了很大提升，进一步扩大了其使用范围。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢涂料领域，具体为一种环保型抗污耐老化不锈钢涂料及其制备方法。
背景技术
不锈钢是一种银白色具有优异的耐蚀性、耐磨性、韧性及工艺性的合金钢，其优良的力学性能、较好的化学稳定性及无毒等特性使其广泛地应用于宇航、海洋、医药、核能工程、石油化工等方面。此外，建筑行业、家用器具、厨房设备、汽车工业、办公用品等的表面装饰也采用不锈钢，它精美的自然表面可提供美感和清洁感。但不锈钢材料在使用过程中，容易发生腐蚀污染，因此，人们常常采用一些适当的表面处理办法，如在表面涂布一层丙烯酸树脂涂层对普通不锈钢进行表面改性，提高其耐污耐蚀能力，以满足人们对材料的高档次及多样化装饰性要求。涂布在不锈钢表面的丙烯酸树脂涂层具有色浅，透明度高，色正，保光，光亮丰满，耐热，附着力强，坚韧等特点，但是丙烯酸树脂涂料的耐老化性能，抗紫外性，以及抗指纹性能不够好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有不锈钢丙烯酸树脂涂层的耐老化性能，抗紫外性，以及抗指纹性能不够好，耐久性及耐污性不能满足人们的使用要求。
本发明的技术方案是：抗污耐老化不锈钢涂料，由丙烯酸树脂，成膜物，填料，溶剂以及助剂混合而成，成膜物包括含氟树脂、水性聚氨酯、环氧树脂，各成分重量比为：丙烯酸树脂40-50份，含氟树脂1-5份，水性聚氨酯5-10份，环氧树脂5-10份，填料1-5份，溶剂40-50份，助剂20-45份。
为进一步达到防紫外线的目的，本发明涂料的填料中是纳米二氧化硅，与其它涂料成分重量比优选0.08-2份。含氟树脂可以显著降低表面张力，增强抗指纹效果，本发明中含氟树脂重量比优选0.2-1.5份。
本发明涂料的溶剂选用水、丁醇或两者混合物，对环境污染非常小，是一种环保型的涂料。助剂包括防锈剂、流平剂、消泡剂、分散剂、固化剂，与涂料其它成分的重量比为：防锈剂0.005-0.01份、流平剂0.005-0.01份、消泡剂0.005-0.01份、分散剂0.01-0.05份、固化剂20-40份。
本发明涂料的制备方法是：丙烯酸树脂按如下重量比用乳液法配制：甲基丙烯酸甲酯10-15份，甲基丙烯酸20-40份，丙烯酸丁酯5-10份，丙烯腈5-10份，丙烯酸羟乙酯20-30份，过硫酸铵1-2份，丁醇20-30份，将丙烯酸树脂溶解于溶剂中，再加入成膜物、填料及助剂，球磨混合均匀。
涂料制备过程中，填料纳米二氧化硅粒子存在团聚问题，为保证纳米二氧化硅粒子在涂料中的均匀分散，制备前需要对二氧化硅纳米粒子的表面进行偶联剂改性处理，具体为：用乙二酸将硅烷偶联剂PH值调至4-4.5，与纳米二氧化硅混合，用高速剪切机将混合物分散到乙醇中，搅拌均匀，硅烷偶联剂重量为纳米二氧化硅的1/5-1/4，乙醇重量为纳米二氧化硅的20-25倍。
本发明不锈钢涂料采用纳米二氧化硅，含氟树脂对丙烯酸涂料进行改性，利用纳米二氧化硅的紫外线屏蔽性能以及纳米级颗粒的粒径，以及含氟树脂的低表面张力，使制得的丙烯酸树脂大大增强了耐老化能力和抗紫外性能，比现有普通丙烯酸树脂涂料具有更长的使用寿命，更好的抗指纹效果，无论是在质量上和档次上都得到了很大提升，进一步扩大了其使用范围。
具体实施方式
为增强不锈钢材料的耐久性及耐污染性，本发明提供了一种环保型抗污耐老化不锈钢涂料及其制备方法。涂料由丙烯酸树脂，成膜物，填料，溶剂以及助剂混合而成，成膜物包括含氟树脂、水性聚氨酯、环氧树脂，各成分重量比为：丙烯酸树脂40-50份，含氟树脂1-5份，水性聚氨酯5-10份，环氧树脂5-10份，填料1-5份，溶剂40-50份，助剂20-45份。填料包括纳米二氧化硅，其粒子大小为20-40nm，重量比优选0.08-2份，制备涂料前需要对二氧化硅纳米粒子的表面进行偶联剂改性处理。
本发明丙烯酸树脂按如下重量比用乳液法配制：甲基丙烯酸甲酯10-15份，甲基丙烯酸20-40份，丙烯酸丁酯5-10份，丙烯腈5-10份，丙烯酸羟乙酯20-30份，过硫酸铵1-2份，丁醇20-30份。溶剂采用水，丁醇或者丁醇和水的混合物，助剂包括防锈剂、流平剂、消泡剂、分散剂、固化剂，与涂料其它成分的重量比为：防锈剂0.005-0.01份、流平剂0.005-0.01份、消泡剂0.005-0.01份、分散剂0.01-0.05份、固化剂20-40份。
下面结合具体实施例说明本发明。
制备本发明不锈钢涂料前，二氧化硅纳米粒子的表面偶联剂改性处理为：秤取硅烷偶联剂1g，用乙二酸将PH值调至4-4.5，秤取5g纳米二氧化硅，用高速剪切机将纳米二氧化硅分散到100g乙醇中，搅拌4小时。
含氟树脂选用日本大金工业株式会社聚四氟乙烯；环氧树脂为巴陵的CYD115或CYD127；聚氨酯为上海思沃化学有限公司PUD 512，PUD515；流平剂为有机硅流平剂，可选用MS-132，FLOW 300或SER-AD FX 100流平剂，消泡剂可选用消泡剂7010，消泡剂7501，或消泡剂X-01；分散剂可以为EFKA-765，EFKA-701或EFKA-66。
实施例1
在100g丙烯酸树脂中，加入100g水，使丙烯酸树脂完全溶解后，加入纳米二氧化硅0.5g，再加入含氟树脂10g，水性聚氨酯15g，环氧树脂15g，防锈剂0.005g，流平剂0.005g，消泡剂0.005g，分散剂0.01g，固化剂30g，球磨1小时，混合均匀即可。
实施例2
在100g丙烯酸树脂中，加入50g水，50g丁醇，使丙烯酸树脂完全溶解后，加入纳米二氧化硅1g，再加入含氟树脂5g，水性聚氨酯15g，环氧树脂15g，磷酸锌0.005g，流平剂0.005g，消泡剂0.005g，分散剂0.01g，固化剂30g，球磨1小时，混合均匀即可。
实施例3
在100g丙烯酸树脂中，加入100g水，使丙烯酸树脂完全溶解后，加入纳米二氧化硅2g，再加入含氟树脂10g，水性聚氨酯20g，环氧树脂15g，磷酸锌0.005g，流平剂0.005g，消泡剂0.005g，分散剂0.01g，固化剂30g，球磨1小时，混合均匀即可。
实施例4
在100g丙烯酸树脂中，加入100g水，使丙烯酸树脂完全溶解后，加入纳米二氧化硅3g，再加入含氟树脂15g，水性聚氨酯20g，环氧树脂15g，防锈剂0.005g，流平剂0.005g，消泡剂0.005g，分散剂0.01g，固化剂40g，球磨1小时，混合均匀即可。
实施例5
在100g丙烯酸树脂中，加入100g正丁醇，使丙烯酸树脂完全溶解后，加入纳米二氧化硅1g，再加入含氟树脂5g，水性聚氨酯15g，环氧树脂15g，磷酸锌0.005g，流平剂0.005g，消泡剂0.005g，分散剂0.01g，固化剂30g，球磨1小时，混合均匀即可。
Claims (10)
1.抗污耐老化不锈钢涂料，其特征是由丙烯酸树脂，成膜物，填料，溶剂以及助剂混合而成，成膜物包括含氟树脂、水性聚氨酯、环氧树脂，各成分重量比为：丙烯酸树脂40-50份，含氟树脂1-5份，水性聚氨酯5-10份，环氧树脂5-10份，填料1-5份，溶剂40-50份，助剂20-45份；丙烯酸树脂按如下重量比用乳液法制得：甲基丙烯酸甲酯10-15份，甲基丙烯酸20-40份，丙烯酸丁酯5-10份，丙烯腈5-10份，丙烯酸羟乙酯20-30份，过硫酸铵1-2份，丁醇20-30份；填料是纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的不锈钢涂料，其特征是纳米二氧化硅重量比为0.08-2份。
3.根据权利要求1或2所述的不锈钢涂料，其特征是含氟树脂重量比为0.2-1.5份。
4.根据权利要求1或2所述的不锈钢涂料，其特征是溶剂为水、丁醇或两者混合物。
5.根据权利要求3所述的不锈钢涂料，其特征是溶剂为水、丁醇或两者混合物。
6.根据权利要求1或2所述的不锈钢涂料，其特征是助剂包括防锈剂、流平剂、消泡剂、分散剂、固化剂，重量比为：防锈剂0.005-0.01份、流平剂0.005-0.01份、消泡剂0.005-0.01份、分散剂0.01-0.05份、固化剂20-40份。
7.根据权利要求4所述的不锈钢涂料，其特征是助剂包括防锈剂、流平剂、消泡剂、分散剂、固化剂，重量比为：防锈剂0.005-0.01份、流平剂0.005-0.01份、消泡剂0.005-0.01份、分散剂0.01-0.05份、固化剂20-40份。
8.根据权利要求1或2所述的不锈钢涂料的制备方法，其特征是将丙烯酸树脂溶解于溶剂中，再加入成膜物、填料及助剂，球磨混合均匀。
9.根据权利要求8所述的不锈钢涂料的制备方法，其特征是填料中的纳米二氧化硅使用前对表面进行偶联剂改性处理。
10.根据权利要求9所述的不锈钢涂料的制备方法，其特征是纳米二氧化硅的改性处理为：用乙二酸将硅烷偶联剂PH值调至4-4.5，与纳米二氧化硅混合，用高速剪切机将混合物分散到乙醇中，搅拌均匀，硅烷偶联剂重量为纳米二氧化硅的1/5-1/4，乙醇重量为纳米二氧化硅的20-25倍。
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