CN1475538A - 低温烘烤的氟碳漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三氟体系低温烘烤的氟碳漆及其制备方法,该产品由氟树脂、交联剂、颜料、助剂和混合溶剂组成,详细配比和制备方法见说明书。本发明优点是适于低温烘烤、施工作业简单,改善贮存稳定性、生产成本低、修补容易、耗能少,可以制备高光及亚光型氟碳烘烤漆。本发明产品广泛用于铝型材、钢材、防盗门、工厂流水线等。
Description
技术领域
本发明涉及涂料行业,具体地说,是涉及一种低温烘烤的氟碳漆,及其制备方法。
背景技术
氟碳烘烤漆在美国、日本应用于建筑外墙、铝幕墙挂板、卷材、以及钢材的装饰和保护,已有20多年的历史。目前国内外建筑铝型材用氟碳涂料市场,主要为国际著名涂料厂商占据,如PPG、LILLY涂料、日本关西涂料、立邦涂料等。关于氟碳烘烤漆方面,意大利奥斯蒙(AUSIMONT)公司曾在1999年申请过专利,其专利号为EP.960918A2(1999.12.1)。这类产品以聚偏氟乙烯(PVDF)为主要成膜物质,需在高温条件下熔融塑化成膜,烘烤温度为232~250℃,烘烤时间为10~20分钟;烘烤温度高,耗能量大,而且漆膜的最高光泽为50左右,不具备高装饰性,并且由于这种氟碳烘烤漆市场售价较高(120~230元/kg),难以被广大用户所接受,市场有限。
2001年,大连振邦氟涂料股份有限公司发明了一种可低温烘烤的氟碳漆,并申请了专利,其专利号为CN1325928A(2001.12.12)。这种氟碳烘烤漆虽然克服了偏氟涂料(PVDF)的上述缺陷,但由于是酸催化体系,仍存在涂料的贮存稳定性差的问题,因此,急需解决氟碳漆涂料的贮存稳定性等问题,成了当务之急。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处,而提供一种制备简便、性能好的三氟体系低温烘烤的氟碳漆,及其制备方法。
本发明目的可以通过如下措施来实现:
低温烘烤的氟碳漆,含有氟树脂、交联剂、颜料、助剂和混合溶剂,各组份间的重量比氟树脂∶交联剂∶颜料∶助剂∶混合溶剂=1∶0.1~0.25∶0~0.37∶0.02~0.04∶0.1~0.3;氟树脂是由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羟基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成,其羟值40~60mg KOH/g,羧值3~8mg KOH/g,固含量40~70%,及氟含量为15~45%;交联剂采用封闭异氰酸酯,如TDI、IPDI、HDI;助剂是四种之中的二种至四种混合物,助剂如下:
(1)润湿分散剂,成份为改性聚氨酯,如EFKA-4047、BYK-161、BYK-163,用量为氟树脂的0~0.08倍;
(2)流平剂,成份为有机改性硅氧烷或氟碳改性聚丙烯酸,如EFKA-3033,EF KA-3777,用量为氟树脂的0.01~0.02倍;
(3)消泡剂,成份为聚硅氧烷溶液,如BYK-066,用量为氟树脂的0~0.008倍;
(4)防浮色剂,成份为改性非离子聚硅氧烷,如DP-903,用量为氟树脂的0~0.008倍;
溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、S100及二价酸酯,按1∶0.2~0.4∶0.2~0.4∶0.05~0.1的混合物;
与氟树脂混溶性能好的交联剂封闭异氰酸酯是HDI三聚体;
制备方法,按配方重量比,加入部分氟树脂和润湿分散剂,搅拌均后加入颜料,予分散,研磨,达到规定细度,按配方量加剩余氟树脂,交联剂和各种助剂,调整粘度,过滤,经检验合格后计量包装;
烘烤条件为:烘烤温度:130~160℃,烘烤时间:20~30分钟。
三氟体系低温烘烤氟碳漆,还可以含或不含有少量的紫外线吸收剂,优选汽巴精化公司(CIBA)的5060,用量为氟树脂的0.01~0.02倍。
原料介绍如下:
1、三氟树脂:是由本公司研制并生产的产品,已申请专利,专利号为95111961.3,发明名称为“含氟涂料组合物及其使用方法”,产品指标:羟值40~60mg KOH/g,羧值3~8mg KOH/g,固含量40~70%,氟含量为15~45%。其它单位生产的三氟树脂,只要性能指标合格,亦可以采用。
2、TDI:甲苯二异氰酸酯。
3、IPDI:异佛尔酮二异氰酸酯。
4、HDI:己二异氰酸酯。
5、BYK-161,BYK-163:为毕克化学公司产品。
6、EFKA-4047,EFKA-3033:为埃夫卡公司产品。
7、DP-903:为德谦公司产品。
8、S100:溶剂代号,为芳香烃,市售或进口产品。
9、二价酸酯:是二价酸酯的混合物,由琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯的混合物,为市售或进口产品。
本发明相比现有技术具有如下优点:
1.本发明的三氟体系低温烘烤氟碳漆由于采用的封闭异氰酸酯在130℃解封闭,故漆膜可在130~160℃成膜,烘烤时间为20~30分钟;烘烤温度低,耗能少;
2.适合高压无气喷涂,静电喷涂作业,既可采用一涂一烘方式涂装,也可采用湿碰湿方式涂装,能够满足流水作业,工艺简单,省时省能源;
3.重复涂饰及修补容易;
4.漆膜表面能低,抗污性好,易清洗;
5.漆膜机械性能优异;
6.漆膜耐老化性能优异;
7.可以制备高光泽(80以上)及亚光氟碳烘烤漆;
8.贮存稳定性好,贮存时间为一年以上,比酸催化体系提高2~3倍。
具体实施方式
下面列举七个实施例和四个比较实施例,对本发明加以进一步说明,但不仅限于这些实施例。
实施例1
在1000ml的烧杯中加入氟树脂(53%)300g,BYK-1630.80g,溶剂20g,搅拌均匀,加入钛白粉(金红石型)210g,予分散之后用砂磨机进行研磨,达到粒度20μm时补加氟树脂(53%)297g,封闭异氰酸酯95g,EFKA-30334.2g,EFKA-3777 7g及溶剂61.6g,混合均匀后,调整粘度、固体含量、检测性能、过滤、包装。
实施例2~7
操作步骤和反应条件同实施例1,原料具体用量如表1,制得三氟体系低温烘烤氟碳漆性能,如表2。
表1.实施例1~7原料配比wt/wt
原料名称 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | 实例6 | 实例7 |
氟树脂(53%),g | 597 | 597 | 597 | 597 | 597 | 597 | 597 |
封闭异氰酸酯,g | 95 | 95 | 90 | 100 | 105 | 110 | 100 |
金红石型钛白粉,g | 210 | - | 110 | 120 | - | - | 150 |
中铬黄,g | - | - | - | 60 | 200 | 120 | - |
酞菁蓝,g | - | - | 15.37 | - | - | 35.22 | 29.1 |
有机红,g | - | - | - | 10 | - | - | - |
润湿分散剂,g | 0.80 | - | 0.40 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
流平剂,g | 11.2 | 8 | 8.5 | 10 | 8 | 8 | 10 |
消泡剂,g | - | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 |
防浮色剂,g | - | - | 4 | 3.5 | - | 4 | 4 |
溶剂,g | 81.6 | 120 | 135 | 140 | 130 | 135 | 135 |
表2.涂膜性能测试数据
比较例1~4
测试项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | 实例6 | 实例7 |
光泽(60°) | 85 | 82 | 81 | 83 | 80 | 82 | 81 |
铅笔硬度 | 2H | 2H | 2H | 2H | 2H | 2H | 2H |
附着力(划圈法/级) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
柔韧性/mm无裂纹,无脱落 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
抗冲击性50kg·cm | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 | 通过 |
耐酸性10%H2SO4,48小时无变化 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
耐碱性10%NaOH,48小时无变化 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
耐盐水性3%NACL,48小时无变化 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
贮存稳定性试验(50℃),740小时不胶化 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
耐老化性,4000小时无变化 | 无粉化,无龟裂,无起泡,无脱落,允许变色和失光 |
操作步骤和反应条件同实施例1,原料具体用
量如表3,制得氟碳烘烤漆性能比较,如表4。
表3.比较例1~4原料配比wt/wt
原料名称 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 |
氟树脂(53%),g | 300 | 300 | 300 | 300 |
甲醚化氨基树脂,g | - | 102 | 96 | 100 |
甲基丁基混醚化氨基树脂,g | 250 | 136 | 146 | 156 |
丙烯酸树脂,g | 150 | 162 | 140 | 152 |
金红石型钛白粉,g | - | 100 | 120 | - |
中铬黄,g | - | - | 68 | 200 |
酞菁蓝,g | - | 25.37 | - | - |
有机红,g | - | - | 12 | - |
润湿分散剂,g | - | 20 | 23 | 21 |
酸催化剂,g | 12 | 10.5 | 11.5 | 14.5 |
流平剂,g | 5 | 6 | 6 | 5 |
防浮色剂,g | - | 2.1 | 2.3 | - |
混合溶剂,g | 60 | 79 | 80 | 90 |
表4.涂膜性能测试结果比较
测试项目 | 实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 |
光泽(60°) | 85 | 81 | 82 | 81 | 80 |
铅笔硬度 | 2H | 3H | 3H | 2H | 2H |
附着力(划圈法/级) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
柔韧性/mm无裂纹,无脱落 | 合格 | 合格 | 不合格 | 合格 | 合格 |
抗冲击性50kg·cm | 通过 | 不通过 | 不通过 | 通过 | 通过 |
耐酸性10%H2SO4,48小时无变化 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
耐碱性10%NaOH,48小时无变化 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
耐盐水性3%NACL,48小时无变化 | 合格 | 不合格 | 不合格 | 不合格 | 不合格 |
贮存稳定性试验(50℃),不胶化 | 720小时 | 240小时 | 240小时 | 360小时 | 240小时 |
从表4可以看出,本发明产品光泽优于比较例1~4,其他八项性能指标中,本发明产品与比较例相比,附着力、耐酸性和耐碱性性能相同外,本发明产品其他性能如钻笔硬度、柔韧性、耐冲击性、耐盐水性、贮存稳定性,均优于比较例。
综上所述,本发明适用于不同材料的要求,可广泛适用于铝型材、钢材、防盗门、工厂流水线等涂饰和保护。
Claims (5)
1、低温烘烤的氟碳漆,其特征在于它含有氟树脂、交联剂、颜料、助剂和混合溶剂,各组份间的重量比氟树脂∶交联剂∶颜料∶助剂∶混合溶剂=1∶0.1~0.25∶0~0.37∶0.02~0.04∶0.1~0.3。
2、根据权利要求1所述的氟碳漆,其特征在于氟树脂是由三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、羟基乙烯基醚和脂肪族烯酸四元共聚而成,其羟值40~60mg KOH/g,羧值3~8mgKOH/g,固含量40~70%,及氟含量为15~45%;交联剂采用封闭异氰酸酯,如TDI、IPDI、HDI三聚体;助剂是四种之中的二种至四种混合物,助剂如下:
(1)润湿分散剂,成份为改性聚氨酯,如EFKA-4047、
BYK-161、BYK-163,用量为氟树脂的0~0.08倍;
(2)流平剂,成份为有机改性硅氧烷或氟碳改性聚丙
烯酸,如EFKA-3033,EFKA-3777,用量为氟树脂
的0.01~0.02倍;
(3)消泡剂,成份为聚硅氧烷溶液,如BYK-066,
用量为氟树脂的0~0.008倍;
(4)防浮色剂,成份为改性非离子聚硅氧烷,如DP-
903,用量为氟树脂的0~0.008倍;
溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、S100及二价酸酯,按1∶0.2~0.4∶0.2~0.4∶0.05~0.1的混合物。
3、根据权利要求1或2所述的氟碳漆,其特征在于与氟树脂混溶性能好的交联剂封闭异氰酸酯是HDI三聚体。
4、制备如权利要求1所述的氟碳漆的方法,其特征在于按配方重量比,加入部分氟树脂和润湿分散剂,搅拌均后加入颜料,予分散,研磨,达到规定细度,按配方量加剩余氟树脂,交联剂和各种助剂,调整粘度,过滤,经检验合格后计量包装。
5、根据权利要求4所述的氟碳漆的制备方法,其特征在于烘烤条件为:烘烤温度:130~160,烘烤时间:20~30分钟。
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