專利名稱：一種氟碳涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氟碳涂料及其制備方法，屬于涂料行業(yè)。
背景技術(shù)：
我國(guó)卷材涂料的開(kāi)發(fā)利用起步于20世紀(jì)80年代，由于卷材涂料在質(zhì)量和涂裝方面具有的特性，在建筑、汽車制造、家電及包裝等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。按成膜物質(zhì)的不同，卷材涂料可分為聚酯、聚氨酯、丙稀酸、環(huán)氧、PVC塑溶膠和含氟類涂料六類。其中，含氟類卷材涂料具有極好的耐候性、耐溶劑性、耐化學(xué)品性、耐磨性、耐沾污性和易加工性，戶外使用壽命也可達(dá)15～20年，因此該類卷材涂料受到廣大用戶的青睞。該類產(chǎn)品主要應(yīng)用于外墻、屋面、道路標(biāo)志和公路護(hù)欄等要求耐候性高的地方。目前，國(guó)內(nèi)外建筑用氟碳卷材涂料市場(chǎng)，主要被國(guó)際著名涂料廠商占據(jù)，如PPG、阿克蘇-諾貝爾、立邦等。巴斯夫(BASF)公司的專利US6,255,398B1(申請(qǐng)日1999年6月29日，公告日2001年7月3日)公開(kāi)了一種氟碳卷材涂料，這種涂料以聚偏氟乙烯(PVDF樹(shù)脂)為主要成膜物質(zhì)，需高溫熔融塑化成膜，烘烤溫度為232～250℃(基材溫度)。但這種氟碳卷材涂料存在以下缺陷(1)在固化過(guò)程中，PVDF樹(shù)脂與其它樹(shù)脂無(wú)交聯(lián)或化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，只是簡(jiǎn)單的物理熔融，所以該固化體系不能制備常溫干燥型氟碳涂料，無(wú)法應(yīng)用在需要常溫干燥型氟碳涂料的局部修補(bǔ)或現(xiàn)場(chǎng)輔助件的涂裝；(2)PVDF樹(shù)脂作為主要成膜物質(zhì)制備的涂料很難獲得60°光澤高于40％的涂膜(確保涂料配方中含有70％的PVDF樹(shù)脂)。上述兩方面的缺陷使該氟碳卷材涂料在許多領(lǐng)域的適用性和滿意程度受到限制，因此，急需解決上述問(wèn)題成了當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種60°光澤達(dá)80％以上、性能優(yōu)異的氟碳涂料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種氟碳涂料的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案提供了一種氟碳涂料，該氟碳涂料主要由氟樹(shù)脂、交聯(lián)劑、顏料、填料、助劑和混合溶劑組成，各組分間的重量比為氟樹(shù)脂∶交聯(lián)劑∶顏料∶填料∶助劑∶混合溶劑＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。
在上述技術(shù)方案中所述氟樹(shù)脂的羥值為30～80mgKOH/g，它的羧值為2～12mgKOH/g，它的固含量為40～80％，它的氟含量為15～45％，所述氟樹(shù)脂由三氟樹(shù)脂和四氟樹(shù)脂中至少一種組成，所述三氟樹(shù)脂以三氟氯乙烯為主體與其它烯烴類衍生物共聚而成，采用ZB-F-100、ZB-F-200等，所述四氟樹(shù)脂以四氟乙烯為主體與其它烯烴類衍生物共聚而成，采用RF-100、GK-570等。
在上述技術(shù)方案中所述交聯(lián)劑由封閉異氰酸酯和氨基樹(shù)脂中至少一種組成，所述封閉異氰酸酯采用封閉的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或己二異氰酸酯(HDI)三聚體，所述氨基樹(shù)脂采用完全甲醚化氨基樹(shù)脂、部分甲醚化氨基樹(shù)脂或甲基丁基混醚化氨基樹(shù)脂。在室溫下，所述交聯(lián)劑與氟樹(shù)脂的羥基不發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，但在提高反應(yīng)溫度，即提高涂料所涂裝的基材表面溫度時(shí)，就會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析，本發(fā)明交聯(lián)劑優(yōu)選封閉的HDI三聚體。
在上述技術(shù)方案中所述顏料為炭黑、有機(jī)紅顏料或鈦白粉等，所述填料包括滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣或消光粉等。
在上述技術(shù)方案中所述助劑包括流平劑和催化劑，還包括潤(rùn)濕分散劑或防爆泡劑；所述流平劑的成分為聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量為所述氟樹(shù)脂的0.005～0.02倍，采用BYK-310、BYK-354；所述催化劑為金屬有機(jī)化合物或磺酸及磺酸鹽，用量為氟樹(shù)脂的0.005～0.01倍，所述金屬有機(jī)化合物為辛酸鋅或二月桂酸二丁基錫，所述磺酸及磺酸鹽為對(duì)位甲基苯磺酸(P-TSA)、十二烷基苯磺酸(DDBSA)、二壬基萘磺酸(DNNSA)、二壬基萘二磺酸(DNNDSA)或十二烷基磺酸中和物(DDBSA封閉物)，其中的P-TSA采用BYK-450，DDBSA采用NACURE-5076，DNNSA采用NACURE-1051，DNNDSA采用NACURE-155，DDBSA封閉物采用NACURE-5225；所述潤(rùn)濕分散劑的成分為改性聚氨酯，用量為所述氟樹(shù)脂的0～0.01倍，采用EFKA-4047、BYK-161或BYK-163；所述防爆泡劑的成分為聚甲基丙烯酸酯，用量為所述氟樹(shù)脂的0～0.01倍，采用BYK-390、BYK-392。
本發(fā)明中所述交聯(lián)劑采用封閉異氰酸酯時(shí)，加入金屬有機(jī)化合物作為催化劑，優(yōu)選二月桂酸二丁基錫。所述交聯(lián)劑采用氨基樹(shù)脂時(shí)，選擇磺酸及磺酸鹽作為催化劑，優(yōu)選NACURE-1051。
在上述技術(shù)方案中所述混合溶劑由醋酸丁酯、乙二醇丁醚、S-100和二價(jià)酸酯組成，各組分間的重量比為醋酸丁酯∶乙二醇丁醚∶S-100∶二價(jià)酸酯＝1∶1.0～2.0∶2.0～4.0∶1.0～1.5。
在上述技術(shù)方案中所述氟碳涂料還含有丙烯酸樹(shù)脂，用量為氟樹(shù)脂的0～0.30倍，優(yōu)選103丙烯酸樹(shù)脂。該丙烯酸樹(shù)脂與所述氟樹(shù)脂混溶性較好，混溶以后呈現(xiàn)透明狀，不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。
本發(fā)明提供的氟碳涂料使用時(shí)的烘烤條件為固化溫度為120～500℃，進(jìn)行40～0.25min，優(yōu)選固化溫度為140～400℃，進(jìn)行35～0.5min。
本發(fā)明提供的氟碳涂料，具有以下優(yōu)點(diǎn)
①該氟碳涂料，在固化過(guò)程中氟樹(shù)脂與交聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以可以加入未被封閉的異氰酸酯，制成常溫干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修補(bǔ)；②該氟碳涂料涂裝可以采用輥涂、靜電噴涂、高壓無(wú)氣噴涂等方式，能夠滿足流水作業(yè)的需要，涂裝時(shí)工藝簡(jiǎn)單，省時(shí)省能源；③該氟碳涂料的漆膜表面能低，抗污性好，易清洗；④該氟碳涂料的漆膜機(jī)械性能優(yōu)異；⑤該氟碳涂料的漆膜耐老化性能優(yōu)異；⑥可以制備60°光澤達(dá)80％以上及亞光氟碳涂料。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案提供了一種氟碳涂料的制備方法，該方法包括以下步驟①將氟樹(shù)脂、潤(rùn)濕分散劑和部分混合溶劑加入到容器中，攪拌均勻后加入顏料和填料；②對(duì)上述步驟①所制得的組合物進(jìn)行預(yù)分散，然后研磨達(dá)到要求細(xì)度；③向上述步驟②研磨達(dá)到細(xì)度要求的組合物中加入剩余混合溶劑、交聯(lián)劑和其他助劑，調(diào)整粘度，按照要求進(jìn)行過(guò)濾，經(jīng)檢驗(yàn)合格后計(jì)量包裝。
在上述技術(shù)方案中在所述步驟③中還可向研磨達(dá)到細(xì)度要求的組合物中加入丙烯酸樹(shù)脂。
具體實(shí)施例方式
本說(shuō)明書中涉及的一些原材料產(chǎn)品編號(hào)對(duì)應(yīng)生產(chǎn)廠家的情況如表1所示表1.


下面通過(guò)具體實(shí)施例加以說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于下述優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例1在1000ml的燒杯中加入300.00g氟樹(shù)脂ZB-F-100、2.00g潤(rùn)濕分散劑BYK-163和50.00g混合溶劑，攪拌均勻后再加入100.00g金紅石型鈦白粉，預(yù)分散之后用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，達(dá)到細(xì)度≤20μm時(shí)再補(bǔ)加3.00g流平劑BYK-310、1.00g防爆泡劑BYK-390、2.00g催化劑二月桂酸二丁基錫，50.00g交聯(lián)劑封閉異氰酸酯及50.00g混合溶劑，混合均勻后，調(diào)整粘度，過(guò)濾，經(jīng)檢驗(yàn)合格后計(jì)量包裝。實(shí)施例1所制備的氟碳涂料的涂膜性能測(cè)試結(jié)果如表3所示。
實(shí)施例2～7用和實(shí)施例1同樣的方法制備氟碳涂料，實(shí)施例2～7用到的具體原料名稱和配比(wt/wt)如表2所示，它們的涂膜性能測(cè)試結(jié)果如表3所示
表2.

實(shí)施例1～3所用氟樹(shù)脂的羥值為50～70mgKOH/g，它的羧值為8～10mgKOH/g，它的固含量為50～60％，它的氟含量為20～30％。
實(shí)施例4～7所用氟樹(shù)脂的羥值為30～80mgKOH/g，它的羧值為2～12mgKOH/g，它的固含量為40～80％，它的氟含量為15～45％。
表3.

對(duì)比例1～4用和實(shí)施例1同樣的方法制備現(xiàn)有技術(shù)的氟碳涂料(對(duì)比例1～4)，用到的具體原料名稱和配比(wt/wt)如表4所示，它們的涂膜性能測(cè)試結(jié)果如表5所示表4.

表5.

從表3和表5的氟碳涂料的涂膜性能測(cè)試的對(duì)比結(jié)果可見(jiàn)，本發(fā)明提供的氟碳涂料(實(shí)施例1～7)的漆膜光澤優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)(對(duì)比例1～4)的，其它性能指標(biāo)與對(duì)比例的相同。另外，本發(fā)明提供的氟碳涂料還包括未被封閉的異氰酸酯，這樣就制成常溫干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修補(bǔ)。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例和附圖
，應(yīng)該理解，在本發(fā)明構(gòu)思的引導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種修改和改進(jìn)，所附權(quán)利要求概括了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種氟碳涂料，該氟碳涂料主要由氟樹(shù)脂、交聯(lián)劑、顏料、填料、助劑和混合溶劑組成，各組分間的重量比為氟樹(shù)脂∶交聯(lián)劑∶顏料∶填料∶助劑∶混合溶劑＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述氟樹(shù)脂的羥值為30～80mgKOH/g，它的羧值為2～12mgKOH/g，它的固含量為40～80％，它的氟含量為15～45％，所述氟樹(shù)脂由三氟樹(shù)脂和四氟樹(shù)脂中至少一種組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述交聯(lián)劑由封閉異氰酸酯和氨基樹(shù)脂中至少一種組成，所述封閉異氰酸酯采用封閉的異佛爾酮二異氰酸酯或己二異氰酸酯三聚體，所述氨基樹(shù)脂采用完全甲醚化氨基樹(shù)脂、部分甲醚化氨基樹(shù)脂或甲基丁基混醚化氨基樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的氟碳涂料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為己二異氰酸酯三聚體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述助劑包括流平劑和催化劑，還包括潤(rùn)濕分散劑或防爆泡劑；所述流平劑的成分為聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量為所述氟樹(shù)脂的0.005～0.02倍；所述催化劑為金屬有機(jī)化合物或磺酸及磺酸鹽，用量為氟樹(shù)脂的0.005～0.01倍；所述潤(rùn)濕分散劑的成分為改性聚氨酯，用量為所述氟樹(shù)脂的0～0.01倍；所述防爆泡劑的成分為聚甲基丙烯酸酯，用量為所述氟樹(shù)脂的0～0.01倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的的氟碳涂料，其特征在于，所述金屬有機(jī)化合物采用辛酸鋅或二月桂酸二丁基錫，所述磺酸及磺酸鹽采用對(duì)位甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸或十二烷基磺酸中和物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述混合溶劑由醋酸丁酯、乙二醇丁醚、S-100和二價(jià)酸酯組成，各組分間的重量比為醋酸丁酯∶乙二醇丁醚∶S-100∶二價(jià)酸酯＝1∶1.0～2.0∶2.0～4.0∶1.0～1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述氟碳涂料還含有丙烯酸樹(shù)脂，用量為氟樹(shù)脂的0～0.30倍。
9.一種制備權(quán)利要求1所述的氟碳涂料的方法，該方法包括以下步驟①將氟樹(shù)脂、潤(rùn)濕分散劑和部分混合溶劑加入到容器中，攪拌均勻后加入顏料和填料；②對(duì)上述步驟①所制得的組合物進(jìn)行預(yù)分散，然后研磨達(dá)到要求細(xì)度；③向上述步驟②研磨達(dá)到細(xì)度要求的組合物中加入剩余混合溶劑、交聯(lián)劑和其他助劑，調(diào)整粘度，按照要求進(jìn)行過(guò)濾，經(jīng)檢驗(yàn)合格后計(jì)量包裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氟碳涂料的制備方法，其特征在于，在所述步驟③中還向研磨達(dá)到細(xì)度要求的組合物中加入丙烯酸樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氟碳涂料及其制備方法，屬于涂料行業(yè)。該氟碳涂料主要由氟樹(shù)脂、交聯(lián)劑、顏料、填料、助劑和混合溶劑組成，各組分間的重量比為氟樹(shù)脂∶交聯(lián)劑∶顏料∶填料∶助劑∶混合溶劑＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。所述氟樹(shù)脂由三氟樹(shù)脂和四氟樹(shù)脂中至少一種組成，所述交聯(lián)劑由封閉異氰酸酯和氨基樹(shù)脂中至少一種組成。該氟碳涂料的制備方法見(jiàn)說(shuō)明書。本發(fā)明提供的氟碳涂料，在固化過(guò)程中氟樹(shù)脂與交聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以可以加入未被封閉的異氰酸酯，制成常溫干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修補(bǔ)；該氟碳涂料的漆膜表面能低，抗污性好，易清洗，而且具有優(yōu)異的機(jī)械性能和優(yōu)異的老化性能。
文檔編號(hào)C09D127/12GK1580154SQ20041003807
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者任環(huán), 梁叔君, 王軍, 姜曉輝, 孫友軍 申請(qǐng)人:大連振邦氟涂料股份有限公司