专利名称：一种氟碳涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氟碳涂料及其制备方法，属于涂料行业。
背景技术：
我国卷材涂料的开发利用起步于20世纪80年代，由于卷材涂料在质量和涂装方面具有的特性，在建筑、汽车制造、家电及包装等领域都有广泛应用。按成膜物质的不同，卷材涂料可分为聚酯、聚氨酯、丙稀酸、环氧、PVC塑溶胶和含氟类涂料六类。其中，含氟类卷材涂料具有极好的耐候性、耐溶剂性、耐化学品性、耐磨性、耐沾污性和易加工性，户外使用寿命也可达15～20年，因此该类卷材涂料受到广大用户的青睐。该类产品主要应用于外墙、屋面、道路标志和公路护栏等要求耐候性高的地方。目前，国内外建筑用氟碳卷材涂料市场，主要被国际著名涂料厂商占据，如PPG、阿克苏-诺贝尔、立邦等。巴斯夫(BASF)公司的专利US6,255,398B1(申请日1999年6月29日，公告日2001年7月3日)公开了一种氟碳卷材涂料，这种涂料以聚偏氟乙烯(PVDF树脂)为主要成膜物质，需高温熔融塑化成膜，烘烤温度为232～250℃(基材温度)。但这种氟碳卷材涂料存在以下缺陷(1)在固化过程中，PVDF树脂与其它树脂无交联或化学反应发生，只是简单的物理熔融，所以该固化体系不能制备常温干燥型氟碳涂料，无法应用在需要常温干燥型氟碳涂料的局部修补或现场辅助件的涂装；(2)PVDF树脂作为主要成膜物质制备的涂料很难获得60°光泽高于40％的涂膜(确保涂料配方中含有70％的PVDF树脂)。上述两方面的缺陷使该氟碳卷材涂料在许多领域的适用性和满意程度受到限制，因此，急需解决上述问题成了当务之急。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种60°光泽达80％以上、性能优异的氟碳涂料。
本发明的另一个目的是提供一种氟碳涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种氟碳涂料，该氟碳涂料主要由氟树脂、交联剂、颜料、填料、助剂和混合溶剂组成，各组分间的重量比为氟树脂∶交联剂∶颜料∶填料∶助剂∶混合溶剂＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。
在上述技术方案中所述氟树脂的羟值为30～80mgKOH/g，它的羧值为2～12mgKOH/g，它的固含量为40～80％，它的氟含量为15～45％，所述氟树脂由三氟树脂和四氟树脂中至少一种组成，所述三氟树脂以三氟氯乙烯为主体与其它烯烃类衍生物共聚而成，采用ZB-F-100、ZB-F-200等，所述四氟树脂以四氟乙烯为主体与其它烯烃类衍生物共聚而成，采用RF-100、GK-570等。
在上述技术方案中所述交联剂由封闭异氰酸酯和氨基树脂中至少一种组成，所述封闭异氰酸酯采用封闭的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或己二异氰酸酯(HDI)三聚体，所述氨基树脂采用完全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂或甲基丁基混醚化氨基树脂。在室温下，所述交联剂与氟树脂的羟基不发生交联反应，但在提高反应温度，即提高涂料所涂装的基材表面温度时，就会发生交联反应。经过大量实验分析，本发明交联剂优选封闭的HDI三聚体。
在上述技术方案中所述颜料为炭黑、有机红颜料或钛白粉等，所述填料包括滑石粉、轻质碳酸钙或消光粉等。
在上述技术方案中所述助剂包括流平剂和催化剂，还包括润湿分散剂或防爆泡剂；所述流平剂的成分为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量为所述氟树脂的0.005～0.02倍，采用BYK-310、BYK-354；所述催化剂为金属有机化合物或磺酸及磺酸盐，用量为氟树脂的0.005～0.01倍，所述金属有机化合物为辛酸锌或二月桂酸二丁基锡，所述磺酸及磺酸盐为对位甲基苯磺酸(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封闭物)，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封闭物采用NACURE-5225；所述润湿分散剂的成分为改性聚氨酯，用量为所述氟树脂的0～0.01倍，采用EFKA-4047、BYK-161或BYK-163；所述防爆泡剂的成分为聚甲基丙烯酸酯，用量为所述氟树脂的0～0.01倍，采用BYK-390、BYK-392。
本发明中所述交联剂采用封闭异氰酸酯时，加入金属有机化合物作为催化剂，优选二月桂酸二丁基锡。所述交联剂采用氨基树脂时，选择磺酸及磺酸盐作为催化剂，优选NACURE-1051。
在上述技术方案中所述混合溶剂由醋酸丁酯、乙二醇丁醚、S-100和二价酸酯组成，各组分间的重量比为醋酸丁酯∶乙二醇丁醚∶S-100∶二价酸酯＝1∶1.0～2.0∶2.0～4.0∶1.0～1.5。
在上述技术方案中所述氟碳涂料还含有丙烯酸树脂，用量为氟树脂的0～0.30倍，优选103丙烯酸树脂。该丙烯酸树脂与所述氟树脂混溶性较好，混溶以后呈现透明状，不出现浑浊现象。
本发明提供的氟碳涂料使用时的烘烤条件为固化温度为120～500℃，进行40～0.25min，优选固化温度为140～400℃，进行35～0.5min。
本发明提供的氟碳涂料，具有以下优点
①该氟碳涂料，在固化过程中氟树脂与交联剂发生化学反应，所以可以加入未被封闭的异氰酸酯，制成常温干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修补；②该氟碳涂料涂装可以采用辊涂、静电喷涂、高压无气喷涂等方式，能够满足流水作业的需要，涂装时工艺简单，省时省能源；③该氟碳涂料的漆膜表面能低，抗污性好，易清洗；④该氟碳涂料的漆膜机械性能优异；⑤该氟碳涂料的漆膜耐老化性能优异；⑥可以制备60°光泽达80％以上及亚光氟碳涂料。
为实现上述目的，本发明的另一个技术方案提供了一种氟碳涂料的制备方法，该方法包括以下步骤①将氟树脂、润湿分散剂和部分混合溶剂加入到容器中，搅拌均匀后加入颜料和填料；②对上述步骤①所制得的组合物进行预分散，然后研磨达到要求细度；③向上述步骤②研磨达到细度要求的组合物中加入剩余混合溶剂、交联剂和其他助剂，调整粘度，按照要求进行过滤，经检验合格后计量包装。
在上述技术方案中在所述步骤③中还可向研磨达到细度要求的组合物中加入丙烯酸树脂。
具体实施例方式
本说明书中涉及的一些原材料产品编号对应生产厂家的情况如表1所示表1.
下面通过具体实施例加以说明，但本发明并不局限于下述优选实施例。
实施例1在1000ml的烧杯中加入300.00g氟树脂ZB-F-100、2.00g润湿分散剂BYK-163和50.00g混合溶剂，搅拌均匀后再加入100.00g金红石型钛白粉，预分散之后用砂磨机进行研磨，达到细度≤20μm时再补加3.00g流平剂BYK-310、1.00g防爆泡剂BYK-390、2.00g催化剂二月桂酸二丁基锡，50.00g交联剂封闭异氰酸酯及50.00g混合溶剂，混合均匀后，调整粘度，过滤，经检验合格后计量包装。实施例1所制备的氟碳涂料的涂膜性能测试结果如表3所示。
实施例2～7用和实施例1同样的方法制备氟碳涂料，实施例2～7用到的具体原料名称和配比(wt/wt)如表2所示，它们的涂膜性能测试结果如表3所示
表2.
实施例1～3所用氟树脂的羟值为50～70mgKOH/g，它的羧值为8～10mgKOH/g，它的固含量为50～60％，它的氟含量为20～30％。
实施例4～7所用氟树脂的羟值为30～80mgKOH/g，它的羧值为2～12mgKOH/g，它的固含量为40～80％，它的氟含量为15～45％。
表3.
对比例1～4用和实施例1同样的方法制备现有技术的氟碳涂料(对比例1～4)，用到的具体原料名称和配比(wt/wt)如表4所示，它们的涂膜性能测试结果如表5所示表4.
表5.
从表3和表5的氟碳涂料的涂膜性能测试的对比结果可见，本发明提供的氟碳涂料(实施例1～7)的漆膜光泽优于现有技术(对比例1～4)的，其它性能指标与对比例的相同。另外，本发明提供的氟碳涂料还包括未被封闭的异氰酸酯，这样就制成常温干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修补。
尽管结合优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例和附图
，应该理解，在本发明构思的引导下，本领域技术人员可进行各种修改和改进，所附权利要求概括了本发明的范围。
权利要求
1.一种氟碳涂料，该氟碳涂料主要由氟树脂、交联剂、颜料、填料、助剂和混合溶剂组成，各组分间的重量比为氟树脂∶交联剂∶颜料∶填料∶助剂∶混合溶剂＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。
2.根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述氟树脂的羟值为30～80mgKOH/g，它的羧值为2～12mgKOH/g，它的固含量为40～80％，它的氟含量为15～45％，所述氟树脂由三氟树脂和四氟树脂中至少一种组成。
3.根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述交联剂由封闭异氰酸酯和氨基树脂中至少一种组成，所述封闭异氰酸酯采用封闭的异佛尔酮二异氰酸酯或己二异氰酸酯三聚体，所述氨基树脂采用完全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂或甲基丁基混醚化氨基树脂。
4.根据权利要求3所述的的氟碳涂料，其特征在于，所述交联剂为己二异氰酸酯三聚体。
5.根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述助剂包括流平剂和催化剂，还包括润湿分散剂或防爆泡剂；所述流平剂的成分为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液或聚丙烯酸酯溶液，用量为所述氟树脂的0.005～0.02倍；所述催化剂为金属有机化合物或磺酸及磺酸盐，用量为氟树脂的0.005～0.01倍；所述润湿分散剂的成分为改性聚氨酯，用量为所述氟树脂的0～0.01倍；所述防爆泡剂的成分为聚甲基丙烯酸酯，用量为所述氟树脂的0～0.01倍。
6.根据权利要求5所述的的氟碳涂料，其特征在于，所述金属有机化合物采用辛酸锌或二月桂酸二丁基锡，所述磺酸及磺酸盐采用对位甲基苯磺酸、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.根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述混合溶剂由醋酸丁酯、乙二醇丁醚、S-100和二价酸酯组成，各组分间的重量比为醋酸丁酯∶乙二醇丁醚∶S-100∶二价酸酯＝1∶1.0～2.0∶2.0～4.0∶1.0～1.5。
8.根据权利要求1所述的氟碳涂料，其特征在于，所述氟碳涂料还含有丙烯酸树脂，用量为氟树脂的0～0.30倍。
9.一种制备权利要求1所述的氟碳涂料的方法，该方法包括以下步骤①将氟树脂、润湿分散剂和部分混合溶剂加入到容器中，搅拌均匀后加入颜料和填料；②对上述步骤①所制得的组合物进行预分散，然后研磨达到要求细度；③向上述步骤②研磨达到细度要求的组合物中加入剩余混合溶剂、交联剂和其他助剂，调整粘度，按照要求进行过滤，经检验合格后计量包装。
10.根据权利要求9所述的氟碳涂料的制备方法，其特征在于，在所述步骤③中还向研磨达到细度要求的组合物中加入丙烯酸树脂。
全文摘要
本发明涉及一种氟碳涂料及其制备方法，属于涂料行业。该氟碳涂料主要由氟树脂、交联剂、颜料、填料、助剂和混合溶剂组成，各组分间的重量比为氟树脂∶交联剂∶颜料∶填料∶助剂∶混合溶剂＝1∶0.10～0.30∶0～0.35∶0～0.05∶0.01～0.05∶0.10～0.40。所述氟树脂由三氟树脂和四氟树脂中至少一种组成，所述交联剂由封闭异氰酸酯和氨基树脂中至少一种组成。该氟碳涂料的制备方法见说明书。本发明提供的氟碳涂料，在固化过程中氟树脂与交联剂发生化学反应，所以可以加入未被封闭的异氰酸酯，制成常温干燥型氟碳涂料，用于卷材表面的局部修补；该氟碳涂料的漆膜表面能低，抗污性好，易清洗，而且具有优异的机械性能和优异的老化性能。
文档编号C09D127/12GK1580154SQ20041003807
公开日2005年2月16日 申请日期2004年5月18日 优先权日2004年5月18日
发明者任环, 梁叔君, 王军, 姜晓辉, 孙友军 申请人:大连振邦氟涂料股份有限公司