一种单液型氟碳涂料及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种涂料，特别是涉及一种单液型氟碳涂料及其制备方法。
【背景技术】：
[0002] 氟碳涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料，又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料 等。在各种涂料之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越 的各项性能一一耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，而且具有独特的不粘性和低摩 擦性。经过几十年的快速发展，氟涂料在建筑、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航 天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用，成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料 等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料之一。目前，应用比较广泛的氟树脂涂料主要有 PTFE、PVDF、PEVE等三大类型。氟碳涂料一般分为油性氟碳涂料和水性氟碳涂料，前者也叫 双组份氟碳涂料，其主要缺点是施工条件方面存在多种限制，对环境的污染也比较严重;后 者也叫单组份氟碳涂料或单液型氟碳涂料，对环境的污染小很多，不过在耐酸碱性和硬度 方面则明显不如油性氟碳涂料。
[0003] 例如，公开号为CN101824250B、公开日为2012.01.25、申请人为中国科学院长春应 用化学研究所的中国专利申请公开了"一种氟碳树脂涂料"，包括:20wt%~70wt%的重均 分子量为5000~20000的氟碳树脂；lwt %~7wt %的含氟化合物或含硅化合物，所述含氟化 合物或含硅化合物含有环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中一种或多种基团；lwt%~ 5wt %的无机纳米粉；1. lwt %~7.2wt %的催干剂;余量的有机溶剂。该专利提供的氟碳树 脂涂料在使用过程中不会产生游离的低表面能物质，将此氟碳树脂涂敷在涂装工件表面 形成的涂层，一方面可以实现涂装工件与喷漆环境隔离，使涂装工件易于清洁，降低清洁成 本;另一方面又不影响喷漆效果，避免漆膜表面出现缩孔。不过，该涂料也存在耐酸碱性较 差、硬度较低的问题。
【发明内容】
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[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种单液型氟碳涂料，其具有很好的耐酸碱性和 硬度。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0006] 一种单液型氟碳涂料，按重量份数计，包括以下组份:氟碳乳液40~55份，稀释剂3 ~6份，润湿剂0.3~0.4份，分散剂0.2~0.7份，消泡剂0.1~0.6份，增稠剂0.4~0.9份，填 料10~15份，颜料15~20份，水20~25份，纳米氧化镁1~3份，纳米氢氧化锌2~4份。
[0007] 优选地，本发明所述氟碳乳液为水性乙烯基氟碳乳液。
[0008] 优选地，本发明所述稀释剂为乙酸丁酯。
[0009] 优选地，本发明所述润湿剂为非离子型润湿剂。
[0010] 优选地，本发明所述分散剂为聚丙烯酰胺。
[0011]优选地，本发明所述消泡剂为有机硅消泡剂。
[0012] 优选地，本发明所述增稠剂为缔合型增稠剂。
[0013] 优选地，本发明所述填料为立德粉。
[0014] 优选地，本发明所述颜料为有机颜料或无机颜料。
[0015] 本发明要解决的另一技术问题是提供上述单液型氟碳涂料的制备方法。
[0016] 为解决上述技术问题，技术方案是：
[0017] -种单液型氟碳涂料的制备方法，其步骤如下：
[0018] (1)将纳米氧化镁粉体和纳米氢氧化锌粉体加入球磨机中球磨3小时，过筛后自然 冷却至室温得到纳米混合粉体，将纳米混合粉体加入十倍重量的水中，搅拌分散4小时后 得到纳米混合液；
[0019] (2)将钛酸酯偶联剂加入无水乙醇中，超声频率为70Hz下超声分散20分钟得到偶 联剂溶液，将纳米混合液的ph值调节为6-6.5，将偶联剂溶液加入步骤(1)所得纳米混合液， 钛酸酯偶联剂的重量为纳米混合粉体重量的3%，60°C下恒温水浴搅拌1小时，出料后抽滤， 滤饼用水洗涤30分钟，干燥后研磨，得到改性纳米混合粉体；
[0020] (3)按配方量称重各组分，在搅拌条件下将稀释剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠 剂、填料、颜料、水加入搅拌锅中，搅拌速度为1800r/min，搅拌均匀后进行机械混合，得到细 度为30-50μπι的浆液，将浆液边搅拌边加入氟碳乳液中，搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后 用100目过滤网过滤，得到单液型氟碳涂料。
[0021] 由上可见，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0022] 1)纳米氢氧化锌是一种两性的纳米材料，可分别与酸碱物质发生化学反应，大大 减少氟碳基体受到的酸碱破坏，不过纳米氢氧化锌表面具有亲水性和高表面能，容易团聚， 与氟碳基体之间的亲和性不佳，因此本发明通过钛酸酯偶联剂对其进行表面改性，钛酸酯 偶联剂一端的烷氧基与纳米氢氧化锌表面的羟基发生反应生成醚键，另一端的硬脂酸基长 链基团将纳米氢氧化锌表面的亲水性变成了亲油性，改善了纳米氢氧化锌与氟碳基体之间 的亲和性，使其能均匀分散于氟碳基体内，从而有效提高涂料的耐酸碱性。
[0023] 2)纳米氧化镁具有较高的硬度，其经过与纳米氢氧化锌一样的表面改性后与氟碳 基体产生了较好的界面结合，从而有效提高了涂料的硬度;此外，纳米氧化镁有很好的耐火 绝缘性能，因此还可有效提高涂料的耐火性。
【具体实施方式】：
[0024] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说 明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0025] 实施例1
[0026]单液型氟碳涂料，按重量份数计，包括以下组份:水性乙烯基氟碳乳液45份，乙酸 丁酯5份，非离子型润湿剂0.3份，聚丙烯酰胺0.7份，有机硅消泡剂0.3份，缔合型增稠剂0.7 份，立德粉11份，有机颜料16份，水21份，纳米氧化镁2.5份，纳米氢氧化锌2.4份。
[0027]其制备方法的步骤如下：
[0028] (1)将纳米氧化镁粉体和纳米氢氧化锌粉体加入球磨机中球磨3小时，过筛后自然 冷却至室温得到纳米混合粉体，将纳米混合粉体加入十倍重量的水中，搅拌分散4小时后得 到纳米混合液；
[0029] (2)将钛酸酯偶联剂加入无水乙醇中，超声频率为70Hz下超声分散20分钟得到偶 联剂溶液，将纳米混合液的ph值调节为6-6.5，将偶联剂溶液加入步骤(1)所得纳米混合液， 钛酸酯偶联剂的重量为纳米混合粉体重量的3%，60°C下恒温水浴搅拌1小时，出料后抽滤， 滤饼用水洗涤30分钟，干燥后研磨，得到改性纳米混合粉体；
[0030] (3)按配方量称重各组分，在搅拌条件下将乙酸丁酯、非离子型润湿剂、聚丙烯酰 胺、有机硅消泡剂、缔合型增稠剂、立德粉、有机颜料、水加入搅拌锅中，搅拌速度为1800r/ min，搅拌均匀后进行机械混合，得到细度为30-50μπι的浆液，将浆液边搅拌边加入水性乙烯 基氟碳乳液中，搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后用100目过滤网过滤，得到单液型氟碳涂 料。
[0031] 实施例2
[0032]单液型氟碳涂料，按重量份数计，包括以下组份:水性乙烯基氟碳乳液55份，乙酸 丁酯3份，非离子型润湿剂0.7份，聚丙烯酰胺0.4份，有机硅消泡剂0.2份，缔合型增稠剂0.8 份，立德粉10份，无机颜料19份，水23份，纳米氧化镁3份，纳米氢氧化锌4份。
[0033]其制备方法的步骤如下：
[0034] (1)将纳米氧化镁粉体和纳米氢氧化锌粉体加入球磨机中球磨3小时，过筛后自然 冷却至室温得到纳米混合粉体，将纳米混合粉体加入十倍重量的水中，搅拌分散4小时后得 到纳米混合液；
[0035] (2)将钛酸酯偶联剂加入无水乙醇中，超声频率为70Hz下超声分散20分钟得到偶 联剂溶液，将纳米混合液的ph值调节为6-6.5，将偶联剂溶液加入步骤(1)所得纳米混合液， 钛酸酯偶联剂的重量为纳米混合粉体重量的3%，60°C下恒温水浴搅拌1小时，出料后抽滤， 滤饼用水洗涤30分钟，干燥后研磨，得到改性纳米混合粉体；
[0036] (3)按配方量称重各组分，在搅拌条件下将乙酸丁酯、非离子型润湿剂、聚丙烯酰 胺、有机硅消泡剂、缔合型增稠剂、立德粉、无机颜料、水加入搅拌锅中，搅拌速度为1800r/ min，搅拌均匀后进行机械混合，得到细度为30-50μπι的浆液，将浆液边搅拌边加入水性乙烯 基氟碳乳液中，搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后用100目过滤网过滤，得到单液型氟碳涂 料。
[0037] 实施例3
[0038]单液型氟碳涂料，按重量份数计，包括以下组份:水性乙烯基氟碳乳液50份，乙酸 丁酯4.5份，非离子型润湿剂0.8份，聚丙烯酰胺0.2份，有机硅消泡剂0.4份，缔合型增稠剂 0.6份，立德粉15份，无机颜料18份，水25份，纳米氧化镁1.5份，纳米氢氧化锌2.5份。
[0039]其制备方法的步骤如下：
[0040] (1)将纳米氧化镁粉体和纳米氢氧化锌粉体加入球磨机中球磨3小时，过筛后自然 冷却至室温得到纳米混合粉体，将纳米混合粉体加入十倍重量的水中，搅拌分散4小时后得 到纳米混合液；
[0041] (2)将钛酸酯偶联剂加入无水乙醇中，超声频率为70Hz下超声分散20分钟得到偶 联剂溶液，将纳米混合液的ph值调节为6-6.5，将偶联剂溶液加入步骤（1)所得纳米混合 液，钛酸酯偶联剂的重量为纳米混合粉体重量的3