CN106752605A - 一种新型水性氟碳涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型水性氟碳涂料，属于涂料技术领域；所述新型水性氟碳涂料，由以下按照质量百分比的组分组成：水性氟碳乳液45%～60%、润湿剂0.1%～0.5%、分散剂1%～5%、消泡剂0.1%～0.5%、钛白粉20%～30%、防沉剂0.1%～0.5%、pH调节剂0.1%～0.5%、增稠剂0.5%～2%、成膜助剂5%～15%、流平剂0.1%～0.5%、余量为去离子水；其中所述氟碳乳液为FEVE氟碳乳液，固含量为40%；本发明提出的水性氟碳涂料具有超耐候性、耐化学品腐蚀性、耐污染性及高装饰性，能满足环保和高性能两方面的要求；施工简单方便，可以进行喷涂、辊涂、刷涂；且能在大多数材质上有较优良的附着力，寿命长，维护费用低，长期使用性价比高。

Description

一种新型水性氟碳涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体是一种新型水性氟碳涂料。
背景技术
进入21世纪以来环境保护越来越受到世人的关注，在涂料工业领域，溶剂型涂料含有大量的挥发性有机溶剂（VOC）,在使用过程中排入大气，不仅破坏大气环境，危害人们健康，同时也浪费资源，浪费能源；随着国际范围内的能源紧张和环境保护法规的进一步实施，VOC排放将进一步受到限制，因此不排放VOC或排放量严格限制在规定以下的涂料可称为“环保涂料”，市场上也称为“绿色涂料”。
目前，一般将水性涂料、粉末涂料、高固分涂料以及辐射固化涂料称为环保涂料，在现在这样一个特定的历史条件下，作为环保型涂料中极其重要的一类水性涂料，不仅在制造过程中不排放有机溶剂，而且完全符合国际流行的“四E”原则，即经济、环保、高效、性能卓越，因而水性涂料的发展呈现良好的前景；以水溶性树脂或水分散性树脂，包括合成聚合物乳液为基料的涂料均称为水性涂料，因此水性涂料也常称为水基涂料，合成聚合物乳液为基料的涂料均称为水性涂料；特别是建筑涂料最为重要，也是用量最大的一类涂料，按照这些聚合物的基本构成的链接单元来分，水性涂料可以分为纯丙、硅丙、苯丙、EVA等，自从含氟聚合物问世以来，一些优越的性能征服了许多材料在某些领域难以解决的问题，促进了其在塑胶、橡胶、力学材料及涂料领域中的应用，而作为环保型水性涂料，如果想成为新型涂料的代表，满足不同的市场需求，必然要开发出高科技含量的含氟水性涂料，才能具有更强大的生命力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超耐候性、耐化学品腐蚀性、耐污染性、高装饰性的户外新型氟碳水性涂料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型的水性氟碳涂料，由以下按照质量百分比的组分组成：
水性氟碳乳液 45%～60%；
润湿剂 0.1%～0.5%；
分散剂 1%～5%；
消泡剂 0.1%～0.5%；
钛白粉 20%～30%；
防沉剂 0.1%～0.5%；
pH调节剂 0.1%～0.5%；
增稠剂 0.5%～2%；
成膜助剂 5%～15%；
流平剂 0.1%～0.5%；
余量为去离子水。
作为本发明进一步的方案：所述水性氟碳涂料使用时，以7:1的重量比加入含水性异氰酸酯固化剂。
作为本发明再进一步的方案：所述水性氟碳乳液为固含量为40%、含氟量为25%的FEVE氟碳乳液，所述FEVE氟碳乳液的合成方法包括以下步骤：
1）将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基氯化铵、烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠、去离子水按100:6:24:5:2:1:240的质量比混合，常温下500rpm搅拌预乳化；
2）将步骤1）中的预乳化液倒入高压反应釜中，以烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠:十水碳酸钠:过硫酸钾=4:2:1的质量比向高压反应釜中加入十水碳酸钠和过硫酸钾；
3）对高压反应釜进行抽真空并保持20min，充入氮气，重复三次后开始充入三氟氯乙烯气态单体，三氟氯乙烯气态单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:3；控制高压反应釜内温度50℃，搅拌18h，最后抽真空，得乳白色FEVE氟碳乳液。
作为本发明再进一步的方案：所述润湿剂为烷芳基聚醚醇。
作为本发明再进一步的方案：所述分散剂为聚羧酸钠盐。
作为本发明再进一步的方案：所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。
作为本发明再进一步的方案：所述pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺。
作为本发明再进一步的方案：所述增稠剂选自聚氨酯缔合型增稠剂、非离子缔合型增稠剂或碱溶胀型增稠剂的一种或多种。
作为本发明再进一步的方案：所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯。
作为本发明再进一步的方案：所述流平剂为丙烯酸类流平剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种新型水性氟碳涂料，采用高含氟量的FEVE氟碳乳液、金红石型纳米钛白粉和助剂等组分作为原料，并对其配比进行了优化设计，制备出的含氟水性涂料具有高耐水性、高耐污染，高反射率的特点，且均匀性好，防沉降性能优良，具有优异的综合性能；采用高耐候性的FEVE氟碳乳液，由于是双组份交联固化使其涂膜具有良好的附着力，高耐候性、耐水性、耐玷污性；采用双组份常温固化，减小施工难度，适用基材广泛，适合户外大规模使用；环保无污染，具有极大的推广价值，顺应涂料行业发展趋势。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型水性氟碳涂料，由以下按照质量百分比的组分组成：
水性氟碳乳液 45%；
润湿剂 0.1%；
分散剂 1%；
消泡剂 0.1%；
钛白粉 20%；
防沉剂 0.1%；
pH调节剂 0.1%；
增稠剂 0.5%；
成膜助剂 5%；
流平剂 0.1%；
去离子水 28%。
在上述水性氟碳涂料中，水性氟碳乳液为FEVE氟碳乳液，所述FEVE氟碳乳液的合成方法包括以下步骤：
1）将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基氯化铵、烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠、去离子水按100:6:24:5:2:1:240的质量比混合，常温下500rpm搅拌预乳化；
2）将步骤1）中的预乳化液倒入高压反应釜中，以烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠:十水碳酸钠:过硫酸钾=4:2:1的质量比向高压反应釜中加入十水碳酸钠和过硫酸钾；
3）对高压反应釜进行抽真空并保持20min，充入氮气，重复三次后开始充入三氟氯乙烯气态单体，三氟氯乙烯气态单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:3；控制高压反应釜内温度50℃，搅拌18h，最后抽真空，得乳白色FEVE氟碳乳液；
所述FEVE氟碳乳液乳液重量固含量为50±2%；润湿剂选用高斯的GSK-588；分散剂为聚羧酸钠盐，采用BYK公司的产品；消泡剂为迪高的TEGO-810；防沉剂为气相二氧化硅；pH调节剂为二甲基乙醇胺；增稠剂选用亚什兰的NLS200和U300，其中NLS200为0.3份，U300为0.2份；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯；流平剂为有机硅类流平剂，采用BYK公司的产品。
实施例1中水性氟碳涂料A组分的制备步骤：
1）先将配方量的去离子水、分散剂、成膜助剂、增稠剂、pH调节剂、润湿剂、流平剂加入到分散机的分散缸中，在300-400r/min的条件下搅拌20-30min，使体系搅拌均匀；
2）继续加入配方量的钛白粉，在800-1000r/min的转速下将体系分散至细度≦40µm，再加入配方量的FEVE氟碳乳液分散均匀；
3）最后加入配方量的增稠剂，调节到粘度为90±2KU,即得到本发明水性氟碳涂料A组分。
所述水性氟碳涂料A组分在使用时所需固化剂B组分的制备方法如下：
在分散缸中以7:3的质量比加入异氰酸酯和PMA，在600-800r/min的转速下分散5min得到固化剂B组分,使用本发明水性氟碳涂料A组分时，以A组分:B组分=7:1的质量比向A组分中加入B组分，充分搅拌均匀，并经过20分钟熟化即可使用。
本发明实施例1的漆膜基本性能：
实施例2
一种新型水性氟碳涂料，由以下按照质量百分比的组分组成：
水性氟碳乳液 50%；
润湿剂 0.2%；
分散剂 3%；
消泡剂 0.2%；
钛白粉 25%；
防沉剂 0.3%；
pH调节剂 0.3%；
增稠剂 1%；
成膜助剂 10%；
流平剂 0.3%；
去离子水 9.7%。
在上述水性氟碳涂料中，水性氟碳乳液为FEVE氟碳乳液，所述FEVE氟碳乳液的合成方法包括以下步骤：
1）将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基氯化铵、烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠、去离子水按100:6:24:5:2:1:240的质量比混合，常温下500rpm搅拌预乳化；
2）将步骤1）中的预乳化液倒入高压反应釜中，以烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠:十水碳酸钠:过硫酸钾=4:2:1的质量比向高压反应釜中加入十水碳酸钠和过硫酸钾；
3）对高压反应釜进行抽真空并保持20min，充入氮气，重复三次后开始充入三氟氯乙烯气态单体，三氟氯乙烯气态单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:3；控制高压反应釜内温度50℃，搅拌18h，最后抽真空，得乳白色FEVE氟碳乳液。
所述FEVE氟碳乳液乳液重量固含量是50±2%；润湿剂选高斯的GSK-588；分散剂为聚羧酸钠盐，采用BYK公司的产品；消泡剂为迪高的TEGO-810；防沉剂为气相二氧化硅；pH调节剂为二甲基乙醇胺；增稠剂选用亚什兰的NLS200和U300，其中NLS200为0.7份，U300为0.3份；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯；流平剂为有机硅类流平剂，采用BYK公司的产品。
实施例2中水性氟碳涂料A组分的制备步骤：
1）先将配方量的去离子水、分散剂、成膜助剂、增稠剂、pH调节剂、润湿剂、流平剂加入到分散机的分散缸中，在300-400r/min的条件下搅拌20-30min，使体系搅拌均匀；
2）继续加入配方量的钛白粉，在800-1000r/min的转速下将体系分散至细度≦40µm，再加入配方量的FEVE氟碳乳液分散均匀；
3）最后加入配方量的增稠剂，调节到粘度为90±2KU,即得到本发明水性氟碳涂料A组分。
所述水性氟碳涂料A组分在使用时所需固化剂B组分的制备方法如下：
在分散缸中以7:3的质量比加入异氰酸酯和PMA，在600-800r/min的转速下分散5min得到固化剂B组分,使用本发明水性氟碳涂料A组分时，以A组分:B组分=7:1的质量比向A组分中加入B组分，充分搅拌均匀，并经过20分钟熟化即可使用。
本发明实施例2的漆膜基本性能：
实施例3
一种新型水性氟碳涂料，由以下按照质量百分比的组分组成：
水性氟碳乳液 50%；
润湿剂 0.5%；
分散剂 5%；
消泡剂 0.5%；
钛白粉 20%；
防沉剂 0.5%；
pH调节剂 0.5%；
增稠剂 2%；
成膜助剂 5%；
流平剂 0.5%；
去离子水 15.5%。
在上述水性氟碳涂料中，水性氟碳乳液为FEVE氟碳乳液，所述FEVE氟碳乳液的合成方法包括以下步骤：
1）将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基氯化铵、烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠、去离子水按100:6:24:5:2:1:240的质量比混合，常温下500rpm搅拌预乳化；
2）将步骤1）中的预乳化液倒入高压反应釜中，以烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠:十水碳酸钠:过硫酸钾=4:2:1的质量比向高压反应釜中加入十水碳酸钠和过硫酸钾；
3）对高压反应釜进行抽真空并保持20min，充入氮气，重复三次后开始充入三氟氯乙烯气态单体，三氟氯乙烯气态单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:3；控制高压反应釜内温度50℃，搅拌18h，最后抽真空，得乳白色FEVE氟碳乳液。
所述FEVE氟碳乳液水性FEVE氟碳乳液乳液重量固含量是50±2%；润湿剂选高斯的GSK-588；分散剂为聚羧酸钠盐，采用BYK公司的产品；消泡剂为迪高的TEGO-810；防沉剂为气相二氧化硅；pH调节剂为二甲基乙醇胺；增稠剂选用亚什兰的NLS200和U300，其中NLS200为1.5份，U300为0.5份；成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯；流平剂为有机硅类流平剂，采用BYK公司的产品。
实施例3中水性氟碳涂料A组分的制备步骤：
1）先将配方量的去离子水、分散剂、成膜助剂、增稠剂、pH调节剂、润湿剂、流平剂加入到分散机的分散缸中，在300-400r/min的条件下搅拌20-30min，使体系搅拌均匀；
2）继续加入配方量的钛白粉，在800-1000r/min的转速下将体系分散至细度≦40µm，再加入配方量的FEVE氟碳乳液分散均匀；
3）最后加入配方量的增稠剂，调节到粘度为90±2KU,即得到本发明水性氟碳涂料A组分。
所述水性氟碳涂料A组分在使用时所需固化剂B组分的制备方法如下：
在分散缸中以7:3的质量比加入异氰酸酯和PMA，在600-800r/min的转速下分散5min得到固化剂B组分,使用本发明水性氟碳涂料A组分时，以A组分:B组分=7:1的质量比向A组分中加入B组分，充分搅拌均匀，并经过20分钟熟化即可使用。
本发明实施例3的漆膜基本性能：
综上所述，本发明的新型水性氟碳涂料具有超耐候性、耐化学品腐蚀性、耐污染性、高装饰性，满足环保和高性能两方面的要求；施工简单方便，可以进行喷涂、辊涂、刷涂；且能在大多数材质上有较优良的附着力，寿命长，维护费用低，长期使用性价比高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种新型水性氟碳涂料，其特征在于，由以下按照质量百分比的组分组成：
水性氟碳乳液 45%～60%；
润湿剂 0.1%～0.5%；
分散剂 1%～5%；
消泡剂 0.1%～0.5%；
钛白粉 20%～30%；
防沉剂 0.1%～0.5%；
pH调节剂 0.1%～0.5%；
增稠剂 0.5%～2%；
成膜助剂 5%～15%；
流平剂 0.1%～0.5%；
余量为去离子水。
2.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述水性氟碳乳液为固含量为40%、含氟量为25%的FEVE氟碳乳液；所述FEVE氟碳乳液的合成方法包括以下步骤：
1）将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基氯化铵、烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠、去离子水按100:6:24:5:2:1:240的质量比混合，常温下500rpm搅拌预乳化；
2）将步骤1）中的预乳化液倒入高压反应釜中，以烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠:十水碳酸钠:过硫酸钾=4:2:1的质量比向高压反应釜中加入十水碳酸钠和过硫酸钾；
3）对高压反应釜进行抽真空并保持20min，充入氮气，重复三次后开始充入三氟氯乙烯气态单体，三氟氯乙烯气态单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为2:3；控制高压反应釜内温度50℃，搅拌18h，最后抽真空，得乳白色FEVE氟碳乳液。
3.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述润湿剂为烷芳基聚醚醇。
4.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸钠盐。
5.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。
6.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺。
7.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂、非离子缔合型增稠剂或碱溶胀型增稠剂的一种或多种。
8.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯。
9.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述流平剂为丙烯酸类流平剂。
10.根据权利1所述的新型水性氟碳涂料，其特征在于：所述水性氟碳涂料使用时，以7:1的重量比加入含水性异氰酸酯固化剂。
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