专利名称：一种自清洁氟碳树脂涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于涂料自清洁涂料技术领域，具体涉及一种自清洁氟碳树脂涂料及其制备方法。
背景技术：
氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料的统称，它是在氟树脂基础上经过改性、加工而成的一种新型涂层材料，其主要特点是树脂中含有大量的F-C键，其键能为116kal/mol，在所有化学键中堪称第一。在受热、光(包括紫外线)的作用下，F-C键难以断裂，因此显示出超强的耐候性及耐化学介质腐蚀，所以其稳定性是所有树脂涂料中最好的。作为一种高科技功能性涂料和一种全新的表面装饰防护材料，其耐候、耐化学腐蚀等许多性能均优于目前市面上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料。氟涂料已在建筑、化工、电气、电子、机械、航空航天、家庭用品等领域得到广泛应用，尤其是在重污染、强腐蚀的环境中，更显示了其优越的防护性能。
虽然氟碳树脂涂料表面能低，耐沾污性较其它树脂涂料已有很大提高。但目前城市污染源多样复杂，实际发现低表面能涂膜仍存在一定的“雨水流痕”污染。其原因被认为涂膜表面不易被水润湿，一方面存在静电吸附污染，另一方面是雨水不易洗净污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自清洁氟碳树脂涂料及其制备方法。以解决疏水性的氟碳涂料难以消除的雨水流痕现象以及城市污染源中油性成分对溶剂型涂膜的污染。
本发明提出的自清洁氟碳树脂涂料，是由二异氰酸酯与三元醇反应，再加入计量的聚乙二醇单醚进行反应制得支化改性的二异氰酸酯预聚体，再由该预聚体与氟碳树脂反应而获得。
其中所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘-1，5-二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2，6-二异氰酸酯己酸甲酯(LDI)、4，4’-亚甲基-二环己基二异氰酸酯(H12MDI)、苯二甲撑二异氰酸酯(XDI)、1，12-十二烷基二异氰酸酯(C12DDI)等常见的芳香族和脂肪族二异氰酸酯中的一种。
所述三元醇选自三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三醇、己三醇、聚醚三元醇、聚酯三元醇等常见的三元醇中的一种。
所述聚乙二醇单醚可以是如下通式表示的化合物
R-(OCH2CH)nOH式中R为-CH3或-CH2CH2CH2CH3，10≤n≤30；所述氟碳树脂为树脂的羟值为25～100mgKOH/g，酸值为2～12mgKOH/g，氟含量为25～45％，所述氟树脂由三氟树脂和四氟树脂中至少一种组成。
其中二异氰酸酯、三元醇和聚乙二醇单醚的摩尔比为二异氰酸酯3三元醇1聚乙二醇单醚 1其中二异氰酸酯预聚体和氟碳树脂的重量比为二异氰酸酯预聚体 0.1～0.3氟碳树脂 1本发明的提出的自清洁氟碳树脂涂料的具体制备步骤为反应釜内按所述摩尔比加入二异氰酸酯与三元醇，在70～85℃搅拌反应3～4小时；然后按所述摩尔比加入聚乙二醇单醚，在70～85℃搅拌反应2～3小时，制得二异氰酸酯预聚体；然后按重量配比加入氟碳树脂，在70～85℃搅拌反应2～4小时，降至室温，出料，得自清洁氟碳树脂。
使用时按照常规方法将自清洁氟碳树脂配制成涂料。
涂料可以是单组分，也可以是双组分。双组分时，可采用聚氨酯类固化剂。例如缩二脲、二异氰酸酯预聚树脂等。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明的实施方案，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1将666gIPDI与134g三羟甲基丙烷投入反应釜中，在85℃搅拌反应3小时。然后加入514g的C4H9-(OCH2CH2)10OH，在85℃搅拌反应2小时。然后加入5256g的氟碳树脂，在85℃搅拌反应2小时，降至室温，出料，得自清洁氟碳树脂。然后按照常规方法将自清洁氟碳树脂与缩二脲固化剂配制成双组分涂料，施工后获得的涂膜对水接触角35°，附着力1级，耐老化性5000小时无变化，耐盐雾性1000小时无变化。
实施例2将504gHDI与93g丙三醇投入反应釜中，在75℃搅拌反应3.5小时，然后加入692g的CH3-(OCH2CH2)15OH，在70℃搅拌反应3小时。然后加入6445g的氟碳树脂，在85℃搅拌反应3小时，降至室温，出料，得自清洁氟碳树脂。然后按照常规方法将自清洁氟碳树脂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)预聚树脂固化剂配制成双组分涂料，施工后获得的涂膜对水接触角30°，附着力1级，耐老化性5000小时无变化，耐盐雾性1000小时无变化。
实施例3将522gTDI与134g三羟甲基丙烷投入反应釜中在75℃搅拌反应4小时，然后加入954g的C4H9-(OCH2CH2)20OH，在75℃搅拌反应2.5小时，然后加入8050g的氟碳树脂，在80℃搅拌反应3.5小时，降至室温，出料，得自清洁氟碳树脂。然后按照常规方法将自清洁氟碳树脂配制成单组分涂料，施工后获得的涂膜对水接触角25°，附着力1级，耐老化性5000小时无变化，耐盐雾性1000小时无变化。
实施例4将666gIPDI与3000gN330聚醚三元醇投入反应釜中在80℃搅拌反应3.5小时，然后加入1352g的CH3-(OCH2CH2)30OH在75℃搅拌反应2.5小时，然后加入16727g的氟碳树脂在70℃搅拌反应4小时，降至室温，出料，得自清洁氟碳树脂。然后按照常规方法将自清洁氟碳树脂配制成单组分涂料，施工后获得的涂膜对水接触角20°，附着力1级，耐老化性5000小时无变化，耐盐雾性1000小时无变化。
权利要求
1.一种自清洁氟碳树脂涂料，其特征在于是由二异氰酸酯与三元醇反应，再加入计量的聚乙二醇单醚进行反应制得支化改性的二异氰酸酯预聚体，再将改性二异氰酸酯预聚体与氟碳树脂反应而获得；其中所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2，6-二异氰酸酯己酸甲酯、4，4’-亚甲基-二环己基二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯、1，12-十二烷基二异氰酸酯芳香族和脂肪族二异氰酸酯中的一种；所述三元醇选自三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三醇、己三醇、聚醚三元醇、聚酯三元醇中的一种；所述聚乙二醇单醚是如下通式表示的化合物R-(OCH2CH)nOH式中R为-CH3或-CH2CH2CH2CH3，10≤n≤30；所述氟碳树脂为树脂的羟值为25～100mgKOH/g，酸值为2～12mgKOH/g，氟含量为25～45％，所述氟树脂由三氟树脂和四氟树脂中至少一种组成；二异氰酸酯、三元醇和聚乙二醇单醚的摩尔比为二异氰酸酯 3三元醇 1聚乙二醇单醚1二异氰酸酯预聚体和氟碳树脂的重量比为二异氰酸酯预聚体0.1～0.25氟碳树脂1。
2.根据权利要求1所述的自清洁氟碳树脂涂料的制备方法，其特征在于具体步骤为反应釜内按摩尔比加入二异氰酸酯与三元醇，在70～85℃搅拌反应3～4小时，然后按摩尔比加入聚乙二醇单醚，在70～85℃搅拌反应2～3小时，制得二异氰酸酯预聚体；加入氟碳树脂，70～85℃搅拌反应2～4小时，降至室温，出料，得自清洁氟碳树脂。
全文摘要
本发明涉及一种自清洁氟碳树脂涂料及其制备方法。主要步骤包括先将二异氰酸酯与三元醇反应到一定程度，再加入计量的聚乙二醇单醚进行反应制得支化改性的二异氰酸酯，然后将改性二异氰酸酯与氟碳树脂反应，在氟碳树脂上引入亲水分子基团，获得一种自清洁氟碳树脂。将该自清洁氟碳树脂按常规方法配制成涂料，其亲水分子基团在施工后向涂层表面迁移，使涂膜表面亲水化，从而具备自清洁功能；同时氟碳树脂在涂层底部形成致密涂膜，防止污染物随雨水进入涂膜内部形成永久污染。本发明可解决疏水性的氟碳涂料难以消除的雨水流痕现象以及城市污染源中油性成分对溶剂型涂膜的污染。
文档编号C09D175/04GK1900183SQ20061002916
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年7月20日
发明者韩冬, 吕侠, 卢斯亮, 李艳萍 申请人:上海申真企业发展有限公司