CN101824250B - 一种氟碳树脂涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氟碳树脂涂料，包括：20wt％～70wt％的重均分子量为5000～20000的氟碳树脂；1wt％～7wt％的含氟化合物或含硅化合物，所述含氟化合物或含硅化合物含有环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中一种或多种基团；1wt％～5wt％的无机纳米粉；1.1wt％～7.2wt％的催干剂；余量的有机溶剂。本发明提供的氟碳树脂涂料在使用过程中不会产生游离的低表面能物质，将此氟碳树脂涂敷在涂装工件表面形成的涂层，一方面可以实现涂装工件与喷漆环境隔离，使涂装工件易于清洁，降低清洁成本；另一方面又不影响喷漆效果，避免漆膜表面出现缩孔。

Description

一种氟碳树脂涂料

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种氟碳树脂涂料。

背景技术

涂料是一种含颜料或不含颜料的、用树脂及油等制成的化工产品。将涂料涂敷在物体表面上能够干结成膜，使被涂物的表面与环境介质隔开，从而对被涂物体起到保护作用。低表面能涂料是指涂层后与基体接触时接触角大于90度的涂料，是近年来快速发展的一类表面工程涂层体系。低表面能涂料主要包括有机硅涂料、氟碳树脂涂料和有机硅-氟涂料，其中，以氟碳树脂主要成膜物质的涂料称谓为氟碳树脂涂料，氟碳聚合物中的碳氟链短，链能高，因此分子结构稳定、极性低，而且氟原子在碳骨架外层排列及其紧密，因而防止了碳原子与碳链在暴露，故此类涂料具有优异的耐化学品性和防腐蚀、耐磨性、绝缘性、耐沾污性等性能。

中国专利CN1437626A中公开了一种氟化树脂防污涂料组合物，此种涂料主要用于抑制海洋污损环境中底材的污损。日本专利NO.6-506632(国际公开号WO94/06870)中公开了一种低表面能防污涂料组合物，此种涂料主要用于建筑外墙防污保护。中国专利CN1427054A中，公布了一种具有表面亲水性，污染释放效应和对油污良好的防污染性的防污染涂料，此种涂料主要用于保护建筑物。中国专利CN1388196A中公布了一种具有优良的防污性能、无毒无害含氟的低表面能海洋船舶防污涂料，此种涂料主要用于减小海洋生物对船舶的污染。

在汽车生产中，涂装是重要的生产工序，在涂装过程中，喷房内的墙壁、地面以及各种托架、台车、滑橇、工装、夹具等需要循环使用的工件经常会被过喷漆雾所污染。由于这些设备需要在喷漆的环境下长期使用，其上面积累的过喷漆雾会越来越多，因而需要经常对这些工件进行保洁处理。常规的清洁处理方法为火烧、使用脱漆剂、高温流化床清洁或高压水射流清洗。但是上述清洁方式均存在清洁成本高、清洗效果不佳及环境污染等问题。因此本发明人考虑，将低表面能涂料应用于涂装工件中，使涂装工件与喷漆环境隔离，进而降低清洗成本及对环境造成的危害。但目前还没有发现本领域公知的氟碳树脂涂料广泛应用于涂装工件，这是因为在汽车涂装生产过程中，喷漆对游离的低表面能物质及其敏感，涂料中若有低表面能物质析出渗出会漆膜造成重大影响，游离的低表面能物质若在喷漆车间长期积累会造成严重的漆膜弊端，即漆膜表面出现缩孔，严重影响喷漆效果。现有的氟碳树脂涂料中含有游离态的低表面能物质，如低分子量的氟碳化合物或硅油等，因此，现有的氟碳涂料不能应用于涂装工件。

因此，本发明人考虑提供一种不含有游离态低表面能物质的氟碳涂料并将其应用于涂装工件，进而使涂装工件免受过喷漆雾侵害，并不影响喷漆效果。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种氟碳树脂涂料，所述氟碳树脂涂料可应用于涂装工件，使涂装工件与喷漆环境隔离，降低清洗成本，并且使用所述氟碳树脂涂料不影响喷漆效果。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种氟碳树脂涂料，包括：

20wt％～70wt％的重均分子量为5000～20000的氟碳树脂；

1wt％～7wt％的含氟化合物或含硅化合物，所述含氟化合物或含硅化合物含有环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中一种或多种基团；

1wt％～5wt％的无机纳米粉；

1.1wt％～7.2wt％的催干剂；

余量的催干剂。

优选的，所述氟碳树脂为氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂或氟代***树脂。

优选的，所述含氟化合物为氟丁酸、全氟辛酸、含氟烷基磺酸钠、含氟氧杂酰胺盐、含氟氧杂季胺盐、全氟酸三甘油酯、2，2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-甲基-2，3-环氧基丙酰胺中的一种或多种。

优选的，所述含硅化合物为羧烃基改性聚硅氧烷和/或季铵盐改性聚硅氧烷。

优选的，所述无机纳米粉为二氧化硅粉末、三氧化二铝粉末、碳酸钙末中的一种或多种。

优选的，所述无机纳米粉的粒径为50nm～600nm。

优选的，所述催干剂为四丁基锡、四丁基钴或稀土催干剂。

优选的，所述溶剂为二甲苯、乙酸丁酯、丁醇或丁酮。

优选的，还包括：0.1wt％～1.2wt％的增塑剂。

优选的，所述增塑剂为丙烯酸类树脂、醇酸类树脂、环氧性酚醛类树脂、聚酯类树脂中的一种或多种。

本发明提供了一种氟碳树脂涂料，它是以重均分子量为5000～20000的氟碳树脂为主要成膜物质，分子量在上述范围内的氟碳树脂既不易形成游离态的化合物又易成膜，并且所述氟碳树脂涂料中的含氟化合物或含硅化合物既是表面活性剂，降低涂料中各个组分界面之间的表面张力，使其能够更好的互溶，形成稳定溶液体系；同时其含有环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中一种或多种基团，在成膜反应中还起交联剂的作用，因此所述含氟化合物或含硅化合物既可以增加涂料中各组分的互溶性又不会以游离态存在于涂料体系中。综上所述，本发明提供的氟碳树脂涂料在使用过程中不会产生游离的低表面能物质，将此氟碳树脂涂敷在涂装工件表面形成的涂层，一方面可以实现涂装工件与喷漆环境隔离，使涂装工件易于清洁，降低清洁成本；另一方面又不影响喷漆效果，避免漆膜表面出现缩孔。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种氟碳树脂涂料，包括：

20wt％～70wt％的重均分子量分子量为5000～20000的氟碳树脂；

1wt％～7wt％的含氟化合物或含硅化合物，且所述含氟化合物或含硅化合物中含有环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中一种或多种基团；

1wt％～5wt％的无机纳米粉；

1.1wt％～72wt％的催干剂；

余量的有机溶剂。

按照本发明，氟碳树脂优选为以下聚合物中的一种或多种：氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂、氟代***树脂，优选为氟代烯烃树脂和丙烯酸氟化树脂。所述氟碳树脂重均分子量为5000～20000，氟碳树脂分子量若过小，则由此树脂制得的涂料在使用过程中易渗出游离态化合物，引发漆膜弊端；分子量若过大，则不易参与成膜反应。氟碳树脂重均分子量优选为8000～16000，更优选为10000～15000。氟碳树脂的含量为20wt％～70wt％，优选为40wt％～60wt％。

本发明实施例提供的氟碳树脂涂料中的含氟化合物或含硅化合物一方面作为表面活性剂，降低涂料中各个组分界面之间的表面张力，使其能够更好的互溶，形成稳定溶液体系，同时由于它含有环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中一种或多种基团，因此还在成膜反应中起交联剂的作用。所述含氟化合物或含硅化合物既可以增强涂料中各组分的互溶性又不会以游离态存在于涂料体系中。按照本发明，所述含氟化合物优选为以下化合物中的一种或多种：氟丁酸、全氟辛酸、含氟烷基磺酸钠、含氟氧杂酰胺盐、含氟氧杂季胺盐、全氟酸三甘油酯、2，2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-甲基-2，3-环氧基丙酰胺。所述含硅化合物优选选自羧烃基改性聚硅氧烷和季铵盐改性聚硅氧烷中的一种或多种。所述含氟化合物或含硅化合物的含量为1wt％～7wt％，优选为3wt％～5wt％。

无机纳米粉在涂料体系中起增强作用，用以提高涂料成膜后的耐温型、耐化学品和耐老化性能，使低表面能涂层不易分解，不会对油漆车间的喷漆质量造成影响。按照本发明，无机纳米粉的含量为1wt％～5wt％，优选为2wt％～4wt％，无机纳米粉优选选用粒径优选为50nm～600nm的二氧化硅粉末、三氧化二铝粉末、碳酸钙末中的一种或多种。

催干剂可以加速涂层的固化速度，按照本发明催干剂优选为四丁基锡、四丁基钴或稀土催干剂，含量为1.1wt％～72wt％，优选含量为2.5wt％～6.5wt％。有机溶剂优选为二甲苯、乙酸丁酯、丁醇或丁酮，更优选为乙酸丁酯。

按照本发明，所述氟碳树脂涂料还优选包括：0.1wt％～1.2wt％的增塑剂，用以改善氟碳树脂的成膜性能和其与涂层底材的附着力。增塑剂优选选自丙烯酸类树脂、醇酸类树脂、环氧性酚醛类树脂、聚酯类树脂中的一种或多种。

所述氟碳树脂涂料的可以按照本领域技术人员熟知的方法制备，具体可以为：将氟碳树脂、含氟化合物或含硅化合物、无机纳米粉、增塑剂混合均匀后溶解于溶剂中，将溶剂搅拌均匀后加入催干剂继续搅拌均匀得到乳液状氟碳树脂涂料。

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明提供的氟碳树脂进行描述。以下实施例中的聚偏二氟乙烯由广州立昌氟塑料有限公司提供，重均分子量为12000；氟代***树脂由意大利Solvy SolexisS.P.A(Italy)公司提供，商品牌号为Hylar；环氧酚醛树脂为为无锡久防腐材料有限公司提供的双酚A型液体酚醛环氧树脂128；丙烯酸氟化树脂由山东中氟化工科技有限公司提供，重均分子量为15000；羧烃基改性聚硅氧烷由信越化学工业株式会社提供，型号为KF-9701；季铵盐改性聚硅氧烷由道康宁有限公司提供，型号为OP-8800。

实施例1

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例2

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例3

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例4

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例5

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例6

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例7中

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例8中

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例9

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

实施例10

本实施例提供的氟碳树脂涂料的成分为：

将实施例1至10提供的氟碳树脂涂料喷涂在涂装托架表面，涂层厚度为120微米，测量涂层性能列于表1。

水接触角测试

测试仪器：日本Kyowa公司生产的G-1型εrma角度计式接触角测定仪。

测试方法：将去离子水水滴滴于涂层表面1min后进行测试，每个样品取相巨间距5mm的3个点进行测量，共6次读数，取算术平均值。

铅笔硬度测试

测试仪器：Sheen 720N沃而夫*威而波恩铅笔试验仪

测试方法：用各种不同硬度的铅笔，与涂层表面成45度角，以765克力在涂层表面上划，正好划破涂层的铅笔的硬度为该漆膜的铅笔硬度。

表1  涂层性能测试结果

本发明提供一种氟碳树脂涂料，将此涂料与涂装工件具有较好的结合力，在涂装工件表面形成的涂层具有较高的硬度及较好的防污性能，降低了清洗成本，同时因此所述氟碳树脂涂料中不含游离态的低表面能化合物，因此使用氟碳树脂涂料不会影响喷漆效果，避免漆膜表面出现缩孔情况的发生。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于汽车涂装工件的氟碳树脂涂料，其特征在于，包括：

20wt％～70wt％的重均分子量为5000～20000的氟碳树脂，所述氟碳树脂为氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂或氟代***树脂；

1wt％～7wt％的含氟化合物或含硅化合物，所述含氟化合物为氟丁酸、全氟辛酸、含氟烷基磺酸钠、含氟氧杂酰胺盐、含氟氧杂季胺盐、全氟酸三甘油酯、2，2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-甲基-2，3-环氧基丙酰胺中的一种或多种；含硅化合物为羧烃基改性聚硅氧烷和/或季铵盐改性聚硅氧烷；

1wt％～5wt％的无机纳米粉；

2.5wt％～6.5wt％的催干剂，所述催干剂为四丁基锡或稀土催干剂；

余量的有机溶剂。

2.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述无机纳米粉为二氧化硅粉末、三氧化二铝粉末、碳酸钙末中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述无机纳米粉的粒径为50nm～600nm。

4.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述溶剂为二甲苯、乙酸丁酯、丁醇或丁酮。

5.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，还包括：0.1wt％～1.2wt％的增塑剂。

6.根据权利要求5所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述增塑剂为丙烯酸类树脂、醇酸类树脂、环氧性酚醛类树脂、聚酯类树脂中的一种或多种。