专利名称：一种水性氟碳涂料及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水性氟碳涂料及其制备工艺。
背景技术：
氟碳涂料具有高度绝缘性，漆膜分子结构致密，显示出优良的不粘附性、低表面张力、低磨擦性及斥水、斥油、斥尘等性能。在化学上则表现为较好的热稳定性和化学惰性，其户外使用寿命更可长达20年，远远超过一般涂料。氟碳涂料经过几十年的发展，在国防、建筑、桥梁、石油化工等众多领域获得广泛的应用。氟碳涂料的发展经历了溶剂热熔型、溶剂交联型、水分散型三个发展阶段。溶剂热熔型以PVDF聚偏二氟乙烯树脂为代表，由于需高温烘烤，主要应用于各种预涂金属建材；溶剂交联型以FEVE氟烯烃-乙烯基多元共聚树脂为代表，由于可常温固化，因此可广泛应用于各种材质和各种领域，但溶剂型常温固化氟碳 涂料在应用中还具有不少缺点a、双组分涂料在施工上对施工条件和配套材料要求严格；b、溶剂属于易燃、易爆危险品，贮存、运输不便，而且严重危害施工人员的健康；C、涂膜致密，透气性差，有时容易起泡；d、溶剂型涂料含有大量的有机挥发物(V0C)，对环境污染极为严重，同时也浪费资源、浪费能源。随着科技的进步，人们对于环保的要求不断提高，水性氟碳涂料业已成为氟碳涂料发展的趋势和方向。尤其是在建筑行业，水性氟碳涂料更是一种理想的高档外墙装饰涂料。目前国内已经开发出了一些水性氟碳涂料，这些产品解决了溶剂型氟碳涂料存在的弊病，但是在耐老化性和耐沾污性方面，它们普遍还赶不上溶剂型氟碳涂料。
发明内容
本发明的目的在于提出一种耐候性和耐沾污性与溶剂型氟碳涂料相当或更好，施工难度低，施工方法和施工工艺与普通乳胶漆一样，非常适合于大面积的推广应用的水性氟碳涂料及其制备工艺。本发明采用的技术方案是一种水性氟碳涂料，其特征在于包括如下组分
水 10-30
防冻剂1-3 润湿剂O. 1-1 分散剂O. 1-1 多功能助剂O. 1-1 消泡剂O. 1-1 防腐剂O. 1-1 颜料 5-25 填料 1-20 氟丙乳液 30-60 成膜助剂 1-5增稠剂O. 1-2 流平剂O. 1-1 涂层表面亲水剂 O. 5-5 以上各组分合计为100 ；
其中所述氟碳乳液的制备方法为将含氟烯烃单体和乙烯基醚单体按摩尔比为含氟烯烃单体乙烯基醚单体=(O. 6 I. 5) :I进行乳液聚合形成种子聚合物，再向种子聚合物中加入丙烯酸酯进行种子乳液共聚合，其中种子聚合物与丙烯酸酯的重量比为I :(0. I
O.5)，得含氟丙烯酸共聚物即氟丙乳液。所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，颜料为钛白粉或珠光粉，填料为沉淀硫酸钡、碳酸钙或滑石粉。生产上述水性氟碳涂料的制备工艺为①先分别取水、分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂、多功能助剂、防冻剂、颜料、填料，混合后高速分散、砂磨、过滤；
②将含氟烯烃单体和乙烯基醚单体按摩尔比为含氟烯烃单体乙烯基醚单体=(O. 6 I. 5) 1进行乳液聚合形成种子聚合物，再向种子聚合物中加入丙烯酸酯进行种子乳液共聚合，其中种子聚合物与丙烯酸酯的重量比为I : (O. I O. 5)，得含氟丙烯酸共聚物即氟丙乳液；
③向过滤后的浆料中加入氟丙乳液、成膜助剂、增稠剂、流平剂、涂层表面亲水剂进行调漆，低速搅拌混合得成品水性氟碳涂料；
其中上述各组分的重量百分比为
水 10-30
防冻剂1-3
润湿剂O. 1-1
分散剂O. 1-1
多功能助剂O. 1-1
消泡剂O. 1-1
防腐剂O. 1-1
颜料 5-25
填料 1-20
氟丙乳液 30-60
成膜助剂 1-5
增稠剂O. 1-2
流平剂O. 1-1
涂层表面亲水剂 O. 5-5
以上各组分合计为100 ；
其中所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，颜料为钛白粉或珠光粉，填料为沉淀硫酸钡、碳酸钙或滑石粉。本发明通过对氟树脂进行改性，提高其应用性能，研发出性能优良的氟碳乳液，并在此基础上生产出高性能的水性氟碳涂料。具体表现如下
a.引入优异性能的丙烯酸树脂，制备水性氟丙乳液由于水性氟丙涂料各项性能指标适应建筑业的要求，且价格居中，易于被用户接受，并能适应环保的要求，故其在建筑业具有良好的应用前景。本发明采用的水性氟丙乳液将含氟基团引入丙烯酸酯聚合物中，不仅能够保持丙烯酸酯聚合物漆膜原有的优异性能，而且有效地提高了漆膜的耐候性和防污性，同时弥补了氟涂料附着力差、成本高、固化温度高等缺点，故改性后的氟丙树脂应用前景更为广泛。同时在含氟聚合物中引入丙烯酸酯类，可以改善传统含氟聚合物对基材附着力差及涂层的低温固化能力差等缺点，提高氟涂料的光泽度和柔韧性，同时降低氟涂料的成本。b.引入亲水性单体，降低氟树脂的结晶度和玻璃化转变温度
虽然水性氟树脂具有优良的机械性能和耐化学品性等特点，但受均聚物结晶度较高的影响，均聚含氟树脂的水溶性和成膜附着力较差。为降低均聚含氟树脂的结晶度，本发明通过加入一些含乙烯基的单体与其共聚制得含氟烯烃，同时在含氟烯烃共聚物中弓I入诸如醚基、羧基、羟基等亲水性单体，可大幅度降低其结晶度，因此所形成的聚合物交联温度也会大幅度降低，甚至可以常温固化。通过在含氟烯烃共聚物中引入羧基，能够促进氟树脂与羟基的交联固化反应，亲水性的羟基基团还能润湿颜料、防止氟涂料产生浮色等；在含氟烯烃共聚物中引入羟基，可与异氰酸酯的一N C O发生反应，使氟树脂交联，缩短固化时间，同时还能增加漆膜的附着力，改善树脂的柔韧性，降低成本，提高耐酸碱性；通过在含氟烯烃共聚物中引入环已基，由于侧链中环己基大环的存在，树脂结晶度降低，树脂的刚性和透明性提高；在含氟烯烃共聚物中引入烷基，能够增加氟树脂的柔韧性；在含氟烯烃共聚物中弓I入带有可水解硅氧基的烯类不饱和单体，能有效地提高漆膜与基底的附着力等。c.通过对氟含量的控制是提高树脂性能
氟含量是氟涂料区别于其它品种涂料的重要指标，是辨别氟涂料的重要项目。氟涂料的氟含量通常用成膜基料(树脂和部分助剂等)中氟元素的含量表示。我国水性氟涂料技术尚处于起步阶段，对氟含量的合理控制尚处于探索阶段，当氟乳液产品中氟含量到40%，存在施工温度范围窄，施工工艺复杂；而氟含量低于10%时，其耐候性、憎水憎油性等性能又较差。因此，本发明控制氟丙乳液的氟含量在15-30%之间，既解决了施工温度范围过窄，施工工艺复杂的不足，同时耐候性、憎水憎油性等性能都很高。综上所述，本发明将丙烯酸树脂引入氟树脂中，能显著提高涂层的耐洗刷性、耐腐蚀性、柔韧性等性能，同时降低氟涂料的成本；通过引入亲水性单体，降低氟树脂的结晶度和玻璃化转变温度；通过控制氟丙乳液的氟含量，保证施工难度低，施工方法和施工工艺与普通乳胶漆一样，是一种非常适合于大面积的推广应用的水性氟碳涂料。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，绝不限制本发明的保护范围。本发明实施例采用的技术方案具体如下①先分别取水、分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂、多功能助剂、防冻剂、颜料、填料，混合后高速分散、砂磨、过滤；
②将含氟烯烃单体和乙烯基醚单体按摩尔比为含氟烯烃单体乙烯基醚单体=(O. 6 I. 5) 1进行乳液聚合形成种子聚合物，再向种子聚合物中加入丙烯酸酯进行种子乳液共聚合，其中种子聚合物与丙烯酸酯的重量比为I :(0. I 0.5)，得含氟丙烯酸共聚物即氟丙乳液；
③向过滤后的浆料中加入氟丙乳液、成膜助剂、增稠剂、流平剂、涂层表面亲水剂进行调漆，低速搅拌混合得成品水性氟碳涂料；
其中上述各组分的重量百分比为
水 10-30
防冻剂1-3
润湿剂O. 1-1
分散剂O. 1-1 多功能助剂O. 1-1
消泡剂O. 1-1
防腐剂O. 1-1
颜料 5-25
填料 1-20
氟丙乳液 30-60
成膜助剂 1-5
增稠剂O. 1-2
流平剂O. 1-1
涂层表面亲水剂 O. 5-5
以上各组分合计为100 ；
其中防冻剂为丙二醇或乙二醇，颜料为钛白粉或珠光粉，填料为沉淀硫酸钡、碳酸钙或滑石粉。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种水性氟碳涂料，其特征在于包括如下组分 水 10-30 防冻剂1-3 润湿剂O. 1-1 分散剂O. 1-1 多功能助剂O. 1-1 消泡剂O. 1-1 防腐剂O. 1-1 颜料 5-25 填料 1-20 氟丙乳液 30-60 成膜助剂 1-5 增稠剂O. 1-2 流平剂O. 1-1 涂层表面亲水剂 O. 5-5 以上各组分合计为100 ； 其中所述氟碳乳液的制备方法为将含氟烯烃单体和乙烯基醚单体按摩尔比为含氟烯烃单体乙烯基醚单体=(O. 6 I. 5) :I进行乳液聚合形成种子聚合物，再向种子聚合物中加入丙烯酸酯进行种子乳液共聚合，其中种子聚合物与丙烯酸酯的重量比为I :(0. I O. 5)，得含氟丙烯酸共聚物即氟丙乳液。
2.根据权利要求I所述水性氟碳涂料的制备工艺，其特征在于所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，颜料为钛白粉或珠光粉，填料为沉淀硫酸钡、碳酸钙或滑石粉。
3.一种制备权利要求I所述水性氟碳涂料的制备工艺，其特征在于包括如下过程 ①先分别取水、分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂、多功能助剂、防冻剂、颜料、填料，混合后高速分散、砂磨、过滤； ②将含氟烯烃单体和乙烯基醚单体按摩尔比为含氟烯烃单体乙烯基醚单体=(O. 6 I. 5) 1进行乳液聚合形成种子聚合物，再向种子聚合物中加入丙烯酸酯进行种子乳液共聚合，其中种子聚合物与丙烯酸酯的重量比为I : (O. I O. 5)，得含氟丙烯酸共聚物即氟丙乳液； ③向过滤后的浆料中加入氟丙乳液、成膜助剂、增稠剂、流平剂、涂层表面亲水剂进行调漆，低速搅拌混合得成品水性氟碳涂料； 其中上述各组分的重量百分比为 水 10-30 防冻剂1-3 润湿剂O. 1-1 分散剂O. 1-1 多功能助剂O. 1-1 消泡剂O. 1-1 防腐剂O. 1-1颜料 5-25 填料 1-20 氟丙乳液 30-60 成膜助剂 1-5 增稠剂O. 1-2 流平剂O. 1-1 涂层表面亲水剂 O. 5-5 以上各组分合计为100 ； 其中所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，颜料为钛白粉或珠光粉，填料为沉淀硫酸钡、碳酸钙或滑石粉。
全文摘要
本发明公开了一种水性氟碳涂料及其制备工艺，包括如下步骤先分别取水、分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂、多功能助剂、丙二醇、颜料、填料，混合后高速分散、砂磨、过滤；②将含氟烯烃单体和乙烯基醚单体乳液聚合形成种子聚合物，再向种子聚合物中加入丙烯酸酯进行种子乳液共聚合，得含氟丙烯酸共聚物即氟丙乳液；③向过滤后的浆料中加入氟丙乳液、成膜助剂、增稠剂、流平剂、涂层表面亲水剂进行调漆，低速搅拌混合得成品水性氟碳涂料。本发明将丙烯酸树脂引入氟树脂中，能显著提高涂层的耐洗刷性、耐腐蚀性、柔韧性等性能，同时降低氟涂料的成本；通过引入亲水性单体，降低氟树脂的结晶度和玻璃化转变温度；通过控制氟丙乳液的氟含量，保证施工难度低，施工方法和施工工艺与普通乳胶漆一样，是一种非常适合于大面积的推广应用的水性氟碳涂料。
文档编号C08F220/10GK102911568SQ201210441769
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者贺惠明, 侯超群 申请人:湘阴县利康士涂料有限公司