CN114316768B - 一种水性氟碳涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水性氟碳涂料及其制备方法和应用。所述水性氟碳涂料包括A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份数的组分：水性含氟丙烯酸乳液200～500份、含羟基分散剂4～10份、填料10～300份、冻融稳定剂1～10份、成膜助剂10～50份、纤维素增稠剂1～10份、聚氨酯增稠剂1～10份、乳液型增稠剂2～10份、颜料100～300份和水50～500份；所述B组分包括异氰酸酯固化剂10～50份。本发明提供的水性氟碳涂料的具有较好的物理性能、耐化学品性和耐沾污性。

Description

一种水性氟碳涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性氟碳涂料及其制备方法和应用。

背景技术

涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、油或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，并添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。

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；随着人们对环境保护的重视，环保涂料应运而生。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，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，具有不同性能的水性涂料逐渐进入人们的视野。

CN111518447A公开了一种耐候性环保涂料及其制备方法。所述耐候性环保涂料包括以下重量份原料：二酚基丙烷环氧树脂30～45份、丙烯酸单体50～70份、多元醇10～15份、二异氰酸酯5～10份、开环剂3～6份、分散剂3～5份、二乙二醇0.5～2份、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠0.5～1份、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺0.5～1份、钛白粉5～10份、氧化锌5～10份和蒸馏水20～50份。该技术方案通过合成形成环氧-聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，进一步合成耐候性环保涂料，但是该技术方案提供的涂料的耐沾污性较差。

CN107298917A公开了一种弹性耐沾污外墙涂料及其制备方法。所述弹性耐沾污外墙涂料由以下质量百分比的原料组成：弹性丙烯酸乳液30～40％、填料20～24％、钛白粉15～20％、TiO₂/SBA-15 1～5％、分散剂0.6～1.1％、消泡剂0.4～0.7％、润湿剂0.6～1.0％、增稠剂0.7～1.0％、杀菌剂0.1～0.3％、防腐剂0.2～0.3％、防霉剂0.2～0.4％、pH调节剂0.1～0.2％、防冻融助剂0.6～0.9％、成膜助剂1.0～1.2％、功能助剂2～5％和余量的水。该技术方案提供的弹性耐沾污外墙涂料形成的漆膜具有很好的弹性，漆膜较致密，污染物很难进入漆膜形成吸入性污染，耐沾污性能优异，但是其物理性能和耐化学品性较差。

随着社会的经济发展和人们的生活水平提高，人们对建筑外墙装修材料的要求和环境的重视度也越来越高，而外墙乳胶漆对空气质量有重要的影响，差的外墙乳胶漆会释放甲醛和其他VOC，对人体健康会产生重大威胁，并且耐候性不好。氟碳涂料由于其树脂结构中含有氟碳键，具有很好的耐候性、耐化学品性和耐沾污性，对建筑外墙会起到有效的保护作用，因此氟碳涂料受到人们的广泛关注。

CN105385255A公开了一种耐候FEVE常温固化氟碳涂料及其制备方法。所述耐候FEVE常温固化氟碳涂料由A组分与B组分组成，A组分与B组分的重量比为1:0.2～0.5；A组分的原料按重量份包括：FEVE氟碳树脂30～45份、脂环族环氧树脂5～10份、乙酸丁酯15～35份、丙二醇甲醚乙酸酯10～18份、颜填料20～40份、改性有机膨润土1～2份、煅烧高岭土1～2份、磺酸钠1～2份、流平剂1～2份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.1～0.3份、分散剂1～3份、防霉剂1～2份和消泡剂0.2～0.5份；B组分的原料按重量份包括：脂肪族异氰酸酯的三聚体预聚物10～20份、三氟化硼***2～5份和醋酸丁酯15～20份。该技术方案提供的氟碳涂料虽然具有较好的耐候性，但是其选用FEVE氟碳树脂，导致涂料的成本较高，不适于工业化生产和使用，且其制备得到的涂料的光泽较差。

因此，如何提供一种既具有较好耐沾污性、较高附着力和耐化学品性能，又具有较好外观，同时生产成本较低，适宜工业化生产和使用的氟碳涂料，已成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性氟碳涂料及其制备方法和应用。本发明通过对水性氟碳涂料组分的设计，通过水性含氟丙烯酸乳液与异氰酸酯固化剂之间的反应，提高了涂料的附着力、光泽度和耐沾污性；同时通过异氰酸酯固化剂与含羟基分散剂之间的反应，进一步提高了涂料的物理性能和耐化学品性能，且本发明中通过水性含氟丙烯酸乳液的使用，降低了水性氟碳涂料的成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种水性氟碳涂料，所述水性氟碳涂料包括A组分和B组分；

所述A组分包括如下重量份数的组分：

水性含氟丙烯酸乳液200～500份、含羟基分散剂4～10份、填料10～300份、冻融稳定剂1～10份、成膜助剂10～50份、纤维素增稠剂1～10份、聚氨酯增稠剂1～10份、乳液型增稠剂2～10份、颜料100～300份和水50～500份；

所述B组分包括异氰酸酯固化剂10～50份。

本发明中，通过对水性氟碳涂料组分的设计，进一步通过水性含氟丙烯酸乳液的使用，降低了水性氟碳涂料的成本，且通过水性含氟丙烯酸乳液与异氰酸酯固化剂之间的反应，提高了涂料的附着力、光泽度和耐沾污性。

本发明中同时异氰酸酯固化剂中-NCO与含羟基分散剂中-OH之间的反应，提高了涂料的物理性能和耐化学品性能；通过填料的使用，提高了涂料的光泽度，并赋予了涂料较高的密度和表面光洁度，进一步提高了涂料的耐沾污性；同时本发明通过成膜助剂和冻融稳定剂的使用，降低了涂料中VOC的排放，使其具有较好的环保性。

本发明中，通过控制含羟基分散剂的含量在特定的范围内，制备得到的水性氟碳涂料具有较好的物理性能和耐化学品性。若含羟基分散剂的含量过少，则制备得到的水性氟碳涂料的物理性能和耐化学品性能较差；若含羟基分散剂的含量过多，则制备得到的水性氟碳涂料的物理性能较差。

本发明中所述水性含氟丙烯酸乳液的重量份数可以是200份、220份、250份、270份、300份、330份、350份、380份、400份、420份、460份或500份等。

所述含羟基分散剂的重量份数可以是4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。

所述填料的重量份数可以是10份、30份、50份、80份、100份、120份、150份、180份、200份、230份、250份、270份或300份等。

所述冻融稳定剂的重量份数可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。

所述成膜助剂的重量份数可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份等。

所述纤维素增稠剂的重量份数可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。

所述聚氨酯增稠剂的重量份数可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。

所述乳液型增稠剂的重量份数可以是2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。

所述颜料的重量份数可以是100份、120份、140份、160份、180份、200份、220份、240份、260份、280份或300份等。

所述水的重量份数可以是50份、100份、150份、200份、250份、300份、350份、400份、450份或500份等。

所述异氰酸酯固化剂的重量份数可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份等。

以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

作为本发明的优选技术方案，所述水性含氟丙烯酸乳液中固体氟含量≥9％，例如可以是9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等。

优选地，所述水性含氟丙烯酸乳液的羟值为20～30mgKOH/g，例如可以是20mgKOH/g、21mgKOH/g、22mgKOH/g、23mgKOH/g、24mgKOH/g、25mgKOH/g、26mgKOH/g、27mgKOH/g、28mgKOH/g、29mgKOH/g或30mgKOH/g等。

优选地，所述含羟基分散剂的制备原料包括丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯。

优选地，所述丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为14:1:2.7。

优选地，所述含羟基分散剂中羟基的质量百分含量≥10％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％或15％等。

本发明中，所述含羟基分散剂的制备原料中还包括水和引发剂，所述引发剂包括过硫酸铵和亚硫酸钠。

优选地，所述填料为改性沉淀硫酸钡。

优选地，所述改性沉淀硫酸钡的白度≥98％，例如可以是98％、98.2％、98.4％、98.6％、98.8％或99％等。

优选地，所述改性沉淀硫酸钡的目数选自800目、1250目或1500目中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明的优选技术方案，所述成膜助剂选自醇酯十二、Texanol或Coasol290中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述乳液型增稠剂为阴离子疏水改性碱溶性乳液型增稠剂。

优选地，所述颜料选自金红石型钛白粉。

本发明中，所述冻融稳定剂为罗迪亚FT-100和/或陶氏FT-893。

作为本发明的优选技术方案，所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酯。

优选地，所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:(1～1.7)，例如可以是1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6或1:1.7等。

本发明中，通过控制水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比在特定的范围内，既可以得到具有较高附着力，又具有较好耐擦洗性能和耐沾污性能的水性氟碳涂料。若-OH与-NCO的摩尔比过小或过大，制备得到的水性氟碳涂料的耐擦洗性能和附着力均较差。

作为本发明的优选技术方案，所述A组分中还包括消泡剂1～6份，例如可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份或6份等。

优选地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

优选地，所述A组分中还包括润湿剂1～5份，例如可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。

优选地，所述润湿剂为非离子表面活性剂。

优选地，所述润湿剂为异构C13醇类润湿剂。

作为本发明的优选技术方案，所述A组分中还包括pH调节剂0.1～3份，例如可以是0.1份、0.2份、0.5份、0.7份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.7份或3份等。

优选地，所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

优选地，所述A组分中还包括杀菌剂1～8份，例如可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份等。

本发明中，对于杀菌剂的种类没有任何特殊的限制，本领域常用的杀菌剂均可使用，示例性可以是海客迈斯生物科技有限公司生产的

MC杀菌剂。

优选地，所述A组分还包括防霉剂1～4份，例如可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份等。

本发明中，对于防霉剂的种类没有任何特殊的限制，本领域常用的防霉剂均可使用，示例性可以是海客迈斯生物科技有限公司生产的

CDT防霉剂。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的水性氟碳涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将水、纤维素增稠剂以及任选的pH调节剂、含羟基分散剂、润湿剂和消泡剂混合均匀，得到混合物A；

(2)将颜料和填料加入步骤(1)得到的混合物A中，进行混合，得到混合物B；

(3)将步骤(2)得到的混合物B、水性含氟丙烯酸乳液、冻融稳定剂、成膜助剂、聚氨酯增稠剂、乳液型增稠剂以及任选的防霉剂、杀菌剂混合均匀，得到所述A组分；

(4)将步骤(3)得到的A组分和B组分混合，得到所述水性氟碳涂料。

作为本发明的优选技术方案，步骤(1)所述混合的方法为搅拌。

优选地，所述搅拌的转速为400～600rpm，例如可以是400rpm、420rpm、440rpm、460rpm、480rpm、500rpm、520rpm、540rpm、560rpm、580rpm或600rpm等。

优选地，步骤(2)所述颜料的加入方法为边搅拌边加入。

优选地，所述搅拌的转速为800～1000rpm，例如可以是800rpm、820rpm、840rpm、860rpm、880rpm、900rpm、920rpm、940rpm、960rpm、980rpm或1000rpm等。

作为本发明的优选技术方案，步骤(2)所述混合的方法为搅拌。

优选地，所述搅拌的转速为1200～1500rpm，例如可以是1200rpm、1220rpm、1250rpm、1270rpm、1300rpm、1330rpm、1360rpm、1400rpm、1420rpm、1460rpm或1500rpm等。

优选地，所述混合物B的细度≤60μm，例如可以是40μm、42μm、44μm、46μm、48μm、50μm、52μm、54μm、56μm、58μm或60μm等。

优选地，步骤(3)所述混合的方法为搅拌。

优选地，所述搅拌的转速为400～600rpm，例如可以是400rpm、420rpm、440rpm、460rpm、480rpm、500rpm、520rpm、540rpm、560rpm、580rpm或600rpm等。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的水性氟碳涂料在建筑涂料中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过对水性氟碳涂料组分的设计，通过水性含氟丙烯酸乳液与异氰酸酯固化剂之间的反应，提高了涂料的附着力、光泽度和耐沾污性；并且通过异氰酸酯固化剂与含羟基分散剂之间的反应，进一步提高了涂料的物理性能和耐化学品性能；同时通过水性含氟丙烯酸乳液的使用，降低了水性氟碳涂料的成本；

(2)本发明提供的水性氟碳涂料的具有较好的物理性能、耐化学品性和耐沾污性，其表干时间为0.5h，对比率为0.93～0.97，附着力为1级，经耐酸雨测试48h后，漆膜无异常，经耐碱性测试168h后，漆膜无异常，经耐水性测试168h后，漆膜无异常，经耐湿冷热循环性测试5次后，漆膜无异常，经耐洗刷性测试20000次后，漆膜无异常，其耐沾污性＜5，具体为4～4.8。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例和对比例中部分组分来源如下：

水性含氟丙烯酸乳液：瑞丰氟化学，RF-102；

改性沉淀硫酸钡：亮江，1250目硫酸钡；

纤维素增稠剂：信越，HS30000YP2；

聚氨酯增稠剂：明凌，PUR44；

乳液型增稠剂：陶氏，TT-935；

金红石型钛白粉：佰利联，BLR699钛白粉；

杀菌剂：海客迈斯生物科技有限公司，

MC；

防霉剂：海客迈斯生物科技有限公司，

CDT；

冻融稳定剂：罗迪亚，FT-100；陶氏，FT-893；

含羟基分散剂：所述含羟基分散剂按如下方法制备得到：在反应瓶中加入水(370g)，将单体混合物(360g，由丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯按摩尔比14:1:2.7组成)滴加至反应瓶中(滴加时间为4h)，加入过硫酸铵(5g)和亚硫酸钠(10g)，在90℃下反应2h后，保温30min，降温至40℃后，用氨水中和至pH＝6，得到所述含羟基分散剂。

实施例1

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，所述水性氟碳涂料包括A组分和B组分；

所述A组分包括如下重量份数的组分：

水性含氟丙烯酸乳液480份、含羟基分散剂8份、改性沉淀硫酸钡20份、FT-100 10份、醇酯十二25份、纤维素增稠剂2份、聚氨酯增稠剂5份、乳液型增稠剂5份、金红石型钛白粉250份、水184份、矿物油类消泡剂5份、异构C13醇类润湿剂2份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份、杀菌剂2份和防霉剂1份；

所述B组分为六亚甲基二异氰酯40份；

所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:1.5。

上述水性氟碳涂料的制备方法如下：

(1)在500rpm的转速下，将水、纤维素增稠剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、含羟基分散剂、异构C13醇类润湿剂和矿物油类消泡剂混合均匀，得到混合物A；

(2)在900rpm的转速下，将金红石型钛白粉和改性沉淀硫酸钡加入步骤(1)得到的混合物A后，在1400rpm下进行混合，得到细度为50μm的混合物B；

(3)在500rpm的转速下，将步骤(2)得到的混合物B、水性含氟丙烯酸乳液、FT-100、醇酯十二、聚氨酯增稠剂、乳液型增稠剂、防霉剂、杀菌剂混合均匀，得到所述A组分；

(4)将步骤(3)得到的A组分和B组分混合，得到所述水性氟碳涂料。

实施例2

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，所述水性氟碳涂料包括A组分和B组分；

所述A组分包括如下重量份数的组分：

水性含氟丙烯酸乳液450份、含羟基分散剂7份、改性沉淀硫酸钡40份、FT-893 9份、醇酯十二23份、纤维素增稠剂2.5份、聚氨酯增稠剂4份、乳液型增稠剂5.5份、金红石型钛白粉240份、水209份、矿物油类消泡剂4份、异构C13醇类润湿剂2份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份、杀菌剂2份和防霉剂1份；

所述B组分为异氰酸酯固化剂25份；

所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:1；

上述水性氟碳涂料的制备方法如下：

(1)在400rpm的转速下，将水、纤维素增稠剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、含羟基分散剂、异构C13醇类润湿剂和矿物油类消泡剂混合均匀，得到混合物A；

(2)在800rpm的转速下，将金红石型钛白粉和改性沉淀硫酸钡加入步骤(1)得到的混合物A后，在1200rpm下进行混合，得到细度为60μm的混合物B；

(3)在600rpm的转速下，将步骤(2)得到的混合物B、水性含氟丙烯酸乳液、FT-893、醇酯十二、聚氨酯增稠剂、乳液型增稠剂、防霉剂、杀菌剂混合均匀，得到所述A组分；

(4)将步骤(3)得到的A组分和B组分混合，得到所述水性氟碳涂料。

实施例3

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，所述水性氟碳涂料包括A组分和B组分；

所述A组分包括如下重量份数的组分：

水性含氟丙烯酸乳液420份、含羟基分散剂6份、改性沉淀硫酸钡70份、FT-893 8份、Texanol 22份、纤维素增稠剂3份、聚氨酯增稠剂3份、乳液型增稠剂6份、金红石型钛白粉230份、水223份、矿物油类消泡剂3份、异构C13醇类润湿剂2份2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份、杀菌剂2份和防霉剂1份；

所述B组分为异氰酸酯固化剂28份；

所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:1.2；

上述水性氟碳涂料的制备方法如下：

(1)在600rpm的转速下，将水、纤维素增稠剂、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、含羟基分散剂、异构C13醇类润湿剂和矿物油类消泡剂混合均匀，得到混合物A；

(2)在1000rpm的转速下，将金红石型钛白粉和改性沉淀硫酸钡加入步骤(1)得到的混合物A后，在1500rpm下进行混合，得到细度为40μm的混合物B；

(3)在400rpm的转速下，将步骤(2)得到的混合物B、水性含氟丙烯酸乳液、FT-893、Texanol、聚氨酯增稠剂、乳液型增稠剂、防霉剂、杀菌剂混合均匀，得到所述A组分；

(4)将步骤(3)得到的A组分和B组分混合，得到所述水性氟碳涂料。

实施例4

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：

所述A组分包括如下重量份数的组分：水性含氟丙烯酸乳液200份、含羟基分散剂4份、改性沉淀硫酸钡300份、FT-893 2份、Coasol 290 10份、纤维素增稠剂5份、聚氨酯增稠剂1份、乳液型增稠剂2份、金红石型钛白粉100份、水370份、矿物油类消泡剂2份、异构C13醇类润湿剂1份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.5份、杀菌剂1.5份和防霉剂2份；

所述B组分为异氰酸酯固化剂11份；

所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:1；

其他条件与实施例1相同。

实施例5

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：

所述A组分包括如下重量份数的组分：水性含氟丙烯酸乳液500份、含羟基分散剂10份、改性沉淀硫酸钡10份、FT-893 10份、Coasol 290 30份、纤维素增稠剂2份、聚氨酯增稠剂1份、乳液型增稠剂3份、金红石型钛白粉300份、水121份、矿物油类消泡剂6份、异构C13醇类润湿剂1份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1份、杀菌剂3份和防霉剂2份；

所述B组分为异氰酸酯固化剂47份；

所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:1.7；

其他条件与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于，六亚甲基二异氰酯的重量份数为26.6份，所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与六亚甲基二异氰酯中-NCO的摩尔比为1:1；其他条件与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于，六亚甲基二异氰酯的重量份数为45.3份，所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与六亚甲基二异氰酯中-NCO的摩尔比为1:1.7；其他条件与实施例1相同。

实施例8

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于，六亚甲基二异氰酯的重量份数为13.3份，所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与六亚甲基二异氰酯中-NCO的摩尔比为1:0.5；其他条件与实施例1相同。

实施例9

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于，六亚甲基二异氰酯的重量份数为50份，所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与六亚甲基二异氰酯中-NCO的摩尔比为1:1.88；其他条件与实施例1相同。

实施例10

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述含羟基分散剂的重量份数为4份、其他条件与实施例1相同。

实施例11

本实施例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述含羟基分散剂的重量份数为10份，其他条件与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述含羟基分散剂的重量份数为3份，其他条件与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供一种水性氟碳涂料及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述含羟基分散剂的重量份数为15份，其他条件与实施例1相同。

对上述实施例和对比例提供的水性氟碳涂料的性能进行测试，测试标准如下：

低温稳定性：按照HG/T 4104-2019标准，进行三次循环；

外观：HG/T 4104-2019；

表干时间：GB/T 1728-1979(1989)；

对比率：GB/T 23981-2009；

附着力：GB/T 9286-1998；

耐酸雨性：根据GB/T 9274-1998标准进行测试，记录漆膜无异常的时间；

耐碱性：根据GB/T 9265-2009标准进行测试，记录漆膜无异常的时间；

耐水性：根据GB/T 1733-1993标准进行测试，记录漆膜无异常的时间；

耐湿冷热循环性：根据JG/T 25-2017标准进行测试，记录漆膜无异常的次循环次数；

耐洗刷性：根据GB/T 9755-2014标准进行测试，记录漆膜无异常时的最大洗刷次数；

耐沾污性：GB/T 9780-2013。

上述实施例和对比例提供的水性氟碳涂料的性能测试结果如下表1和表2所示：

表1

表2

由表1和表2可知，本发明通过对水性氟碳涂料组分的设计，通过水性含氟丙烯酸乳液与异氰酸酯固化剂之间的反应，提高了涂料的附着力、光泽度和耐沾污性；并且通过异氰酸酯固化剂与含羟基分散剂之间的反应，进一步提高了涂料的物理性能和耐化学品性能；同时通过水性含氟丙烯酸乳液的使用，降低了水性氟碳涂料的成本；本发明提供的水性氟碳涂料的具有较好的物理性能和耐化学品性，其表干时间为0.5h，对比率为0.93～0.97，附着力为1级，经耐酸雨测试48h后，漆膜无异常，经耐碱性测试168h后，漆膜无异常，经耐水性测试168h后，漆膜无异常，经耐湿冷热循环性测试5次后，漆膜无异常，经耐洗刷性测试20000次后，漆膜无异常，其耐沾污性＜5，具体为4～4.8。

与实施例1相比，若水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比过大(实施例8)或水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比过小(实施例9)，则制备得到的水性氟碳涂料的附着力、耐酸雨性、耐碱性等性能均较差。

与实施例1相比，若含羟基分散剂的含量过少(对比例1)或含羟基分散剂的含量过多(对比例2)，则制备得到的水性氟碳涂料的各项性能也较差。

由上述内容可知，本发明通过对水性氟碳涂料组分及含量的设计，进一步通过控制水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比和含羟基分散剂的含量在特定范围内，制备得到了具有较好的物理性能和耐化学品性的水性氟碳涂料，适用作建筑涂料使用。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (30)

1.一种水性氟碳涂料，其特征在于，所述水性氟碳涂料包括A组分和B组分；

所述A组分包括如下重量份数的组分：

水性含氟丙烯酸乳液200～500份、含羟基分散剂4～10份、填料10～300份、冻融稳定剂1～10份、成膜助剂10～50份、纤维素增稠剂1～10份、聚氨酯增稠剂1～10份、乳液型增稠剂2～10份、颜料100～300份和水50～500份；

所述B组分包括异氰酸酯固化剂10～50份；

所述含羟基分散剂的制备原料包括丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯；

所述丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为14:1:2.7；

所述含羟基分散剂采用如下方法制备得到，所述方法包括：在反应瓶中加入水370g，将单体混合物360g，由丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯按摩尔比14:1:2.7组成，滴加至反应瓶中，滴加时间为4h，加入过硫酸铵5g和亚硫酸钠10g，在90℃下反应2h后，保温30min，降温至40℃后，用氨水中和至pH＝6，得到所述含羟基分散剂；

所述含羟基分散剂中羟基的质量百分含量≥10％；

所述水性含氟丙烯酸乳液中-OH与异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔比为1:(1～1.7)。

2.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述水性含氟丙烯酸乳液中固体氟含量≥9％。

3.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述水性含氟丙烯酸乳液的羟值为20～30mgKOH/g。

4.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述填料为改性沉淀硫酸钡。

5.根据权利要求4所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述改性沉淀硫酸钡的白度≥98％。

6.根据权利要求4所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述改性沉淀硫酸钡的目数选自800目、1250目或1500目中的任意一种或组合。

7.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述成膜助剂选自醇酯十二、Texanol或Coasol 290中的任意一种或组合。

8.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述乳液型增稠剂为阴离子疏水改性碱溶性乳液型增稠剂。

9.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述颜料为金红石型钛白粉。

10.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酯。

11.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述A组分中还包括消泡剂1～6份。

12.根据权利要求11所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

13.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述A组分中还包括润湿剂1～5份。

14.根据权利要求13所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述润湿剂为非离子表面活性剂。

15.根据权利要求14所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述润湿剂为异构C13醇类润湿剂。

16.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述A组分中还包括pH调节剂0.1～3份。

17.根据权利要求16所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

18.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述A组分中还包括杀菌剂1～8份。

19.根据权利要求1所述的水性氟碳涂料，其特征在于，所述A组分中还包括防霉剂1～4份。

20.一种如权利要求1-19任一项所述的水性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将水、纤维素增稠剂、含羟基分散剂混合均匀，得到混合物A；

(2)将颜料和填料加入步骤(1)得到的混合物A中，进行混合，得到混合物B；

(3)将步骤(2)得到的混合物B、水性含氟丙烯酸乳液、冻融稳定剂、成膜助剂、聚氨酯增稠剂、乳液型增稠剂混合均匀，得到所述A组分；

(4)将步骤(3)得到的A组分和B组分混合，得到所述水性氟碳涂料。

21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的方法为搅拌。

22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为400～600rpm。

23.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述颜料的加入方法为边搅拌边加入。

24.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为800～1000rpm。

25.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方法为搅拌。

26.根据权利要求25所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为1200～1500rpm。

27.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述混合物B的细度≤60μm。

28.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合的方法为搅拌。

29.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为400～600rpm。

30.一种如权利要求1-19任一项所述的水性氟碳涂料在建筑涂料中的应用。