一種氟碳樹脂塗料的製作方法

2023-05-20 17:05:56

專利名稱：：一種氟碳樹脂塗料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及塗料領域，特別涉及一種氟碳樹脂塗料。
背景技術：
：塗料是一種含顏料或不含顏料的、用樹脂及油等製成的化工產品。將塗料塗敷在物體表面上能夠乾結成膜，使被塗物的表面與環境介質隔開，從而對被塗物體起到保護作用。低表面能塗料是指塗層後與基體接觸時接觸角大於90度的塗料，是近年來快速發展的一類表面工程塗層體系。低表面能塗料主要包括有機矽塗料、氟碳樹脂塗料和有機矽_氟塗料，其中，以氟碳樹脂主要成膜物質的塗料稱謂為氟碳樹脂塗料，氟碳聚合物中的碳氟鏈短，鏈能高，因此分子結構穩定、極性低，而且氟原子在碳骨架外層排列及其緊密，因而防止了碳原子與碳鏈在暴露，故此類塗料具有優異的耐化學品性和防腐蝕、耐磨性、絕緣性、耐沾汙性等性能。中國專利CN1437626A中公開了一種氟化樹脂防汙塗料組合物，此種塗料主要用於抑制海洋汙損環境中底材的汙損。日本專利NO.6-506632(國際公開號W094/06870)中公開了一種低表面能防汙塗料組合物，此種塗料主要用於建築外牆防汙保護。中國專利CN1427054A中，公布了一種具有表面親水性，汙染釋放效應和對油汙良好的防汙染性的防汙染塗料，此種塗料主要用於保護建築物。中國專利CN1388196A中公布了一種具有優良的防汙性能、無毒無害含氟的低表面能海洋船舶防汙塗料，此種塗料主要用於減小海洋生物對船舶的汙染。在汽車生產中，塗裝是重要的生產工序，在塗裝過程中，噴房內的牆壁、地面以及各種託架、臺車、滑橇、工裝、夾具等需要循環使用的工件經常會被過噴漆霧所汙染。由於這些設備需要在噴漆的環境下長期使用，其上面積累的過噴漆霧會越來越多，因而需要經常對這些工件進行保潔處理。常規的清潔處理方法為火燒、使用脫漆劑、高溫流化床清潔或高壓水射流清洗。但是上述清潔方式均存在清潔成本高、清洗效果不佳及環境汙染等問題。因此本發明人考慮，將低表面能塗料應用於塗裝工件中，使塗裝工件與噴漆環境隔離，進而降低清洗成本及對環境造成的危害。但目前還沒有發現本領域公知的氟碳樹脂塗料廣泛應用於塗裝工件，這是因為在汽車塗裝生產過程中，噴漆對游離的低表面能物質及其敏感，塗料中若有低表面能物質析出滲出會漆膜造成重大影響，游離的低表面能物質若在噴漆車間長期積累會造成嚴重的漆膜弊端，即漆膜表面出現縮孔，嚴重影響噴漆效果。現有的氟碳樹脂塗料中含有游離態的低表面能物質，如低分子量的氟碳化合物或矽油等，因此，現有的氟碳塗料不能應用於塗裝工件。因此，本發明人考慮提供一種不含有游離態低表面能物質的氟碳塗料並將其應用於塗裝工件，進而使塗裝工件免受過噴漆霧侵害，並不影響噴漆效果。
發明內容本發明解決的技術問題在於提供一種氟碳樹脂塗料，所述氟碳樹脂塗料可應用於3塗裝工件，使塗裝工件與噴漆環境隔離，降低清洗成本，並且使用所述氟碳樹脂塗料不影響噴漆效果。為了解決以上技術問題，本發明提供一種氟碳樹脂塗料，包括20wt%70wt%的重均分子量為500020000的氟碳樹脂；lwt%7wt%的含氟化合物或含矽化合物，所述含氟化合物或含矽化合物含有環氧基、氨基、羥基、羧基、磺酸基、酯基中一種或多種基團；lwt%5wt%的無機納米粉；1.lwt%7.催幹劑；餘量的催幹劑。優選的，所述氟碳樹脂為氟代烯烴樹脂、丙烯酸氟化樹脂或氟代乙醚樹脂。優選的，所述含氟化合物為氟丁酸、全氟辛酸、含氟烷基磺酸鈉、含氟氧雜醯胺鹽、含氟氧雜季胺鹽、全氟酸三甘油酯、2，2-二(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-甲基-2，3-環氧基丙醯胺中的一種或多種。優選的，所述含矽化合物為羧烴基改性聚矽氧烷和/或季銨鹽改性聚矽氧烷。優選的，所述無機納米粉為二氧化矽粉末、三氧化二鋁粉末、碳酸鈣末中的一種或多種。優選的，所述無機納米粉的粒徑為50nm600nm。優選的，所述催幹劑為四丁基錫、四丁基鈷或稀土催幹劑。優選的，所述溶劑為二甲苯、乙酸丁酯、丁醇或丁酮。優選的，還包括0.lwt%1.2wt%的增塑劑。優選的，所述增塑劑為丙烯酸類樹脂、醇酸類樹脂、環氧性酚醛類樹脂、聚酯類樹脂中的一種或多種。本發明提供了一種氟碳樹脂塗料，它是以重均分子量為500020000的氟碳樹脂為主要成膜物質，分子量在上述範圍內的氟碳樹脂既不易形成游離態的化合物又易成膜，並且所述氟碳樹脂塗料中的含氟化合物或含矽化合物既是表面活性劑，降低塗料中各個組分界面之間的表面張力，使其能夠更好的互溶，形成穩定溶液體系；同時其含有環氧基、氨基、羥基、羧基、磺酸基、酯基中一種或多種基團，在成膜反應中還起交聯劑的作用，因此所述含氟化合物或含矽化合物既可以增加塗料中各組分的互溶性又不會以游離態存在於塗料體系中。綜上所述，本發明提供的氟碳樹脂塗料在使用過程中不會產生游離的低表面能物質，將此氟碳樹脂塗敷在塗裝工件表面形成的塗層，一方面可以實現塗裝工件與噴漆環境隔離，使塗裝工件易於清潔，降低清潔成本；另一方面又不影響噴漆效果，避免漆膜表面出現縮孔。具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權利要求的限制。本發明實施例公開了一種氟碳樹脂塗料，包括20wt%70wt%的重均分子量分子量為500020000的氟碳樹脂；lwt%7wt%的含氟化合物或含矽化合物，且所述含氟化合物或含矽化合物中含有環氧基、氨基、羥基、羧基、磺酸基、酯基中一種或多種基團；lwt%5wt%的無機納米粉；1.lwt%72wt%的催幹劑；餘量的有機溶劑。按照本發明，氟碳樹脂優選為以下聚合物中的一種或多種氟代烯烴樹脂、丙烯酸氟化樹脂、氟代乙醚樹脂，優選為氟代烯烴樹脂和丙烯酸氟化樹脂。所述氟碳樹脂重均分子量為500020000，氟碳樹脂分子量若過小，則由此樹脂製得的塗料在使用過程中易滲出遊離態化合物，引發漆膜弊端；分子量若過大，則不易參與成膜反應。氟碳樹脂重均分子量優選為800016000，更優選為1000015000。氟碳樹脂的含量為20wt%70wt%，優選為40wt%60wt%。本發明實施例提供的氟碳樹脂塗料中的含氟化合物或含矽化合物一方面作為表面活性劑，降低塗料中各個組分界面之間的表面張力，使其能夠更好的互溶，形成穩定溶液體系，同時由於它含有環氧基、氨基、羥基、羧基、磺酸基、酯基中一種或多種基團，因此還在成膜反應中起交聯劑的作用。所述含氟化合物或含矽化合物既可以增強塗料中各組分的互溶性又不會以游離態存在於塗料體系中。按照本發明，所述含氟化合物優選為以下化合物中的一種或多種氟丁酸、全氟辛酸、含氟烷基磺酸鈉、含氟氧雜醯胺鹽、含氟氧雜季胺鹽、全氟酸三甘油酯、2，2_二(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-甲基-2，3-環氧基丙醯胺。所述含矽化合物優選選自羧烴基改性聚矽氧烷和季銨鹽改性聚矽氧烷中的一種或多種。所述含氟化合物或含矽化合物的含量為lwt%7wt%，優選為3wt%5wt%。無機納米粉在塗料體系中起增強作用，用以提高塗料成膜後的耐溫型、耐化學品和耐老化性能，使低表面能塗層不易分解，不會對油漆車間的噴漆質量造成影響。按照本發明，無機納米粉的含量為lwt%5wt%，優選為2wt%4wt%，無機納米粉優選選用粒徑優選為50nm600nm的二氧化矽粉末、三氧化二鋁粉末、碳酸鈣末中的一種或多種。催幹劑可以加速塗層的固化速度，按照本發明催幹劑優選為四丁基錫、四丁基鈷或稀土催幹劑，含量為1.lwt%72wt%，優選含量為2.5wt%6.5wt%。有機溶劑優選為二甲苯、乙酸丁酯、丁醇或丁酮，更優選為乙酸丁酯。按照本發明，所述氟碳樹脂塗料還優選包括0.lwt%1.2襯％的增塑劑，用以改善氟碳樹脂的成膜性能和其與塗層底材的附著力。增塑劑優選選自丙烯酸類樹脂、醇酸類樹脂、環氧性酚醛類樹脂、聚酯類樹脂中的一種或多種。所述氟碳樹脂塗料的可以按照本領域技術人員熟知的方法製備，具體可以為將氟碳樹脂、含氟化合物或含矽化合物、無機納米粉、增塑劑混合均勻後溶解於溶劑中，將溶劑攪拌均勻後加入催幹劑繼續攪拌均勻得到乳液狀氟碳樹脂塗料。為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明提供的氟碳樹脂進行描述。以下實施例中的聚偏二氟乙烯由廣州立昌氟塑料有限公司提供，重均分子量為12000；氟代乙醚樹脂由義大利SolvySolexisS.P.A(Italy)公司提供，商品牌號為HylarO；環氧酚醛樹脂為為無錫久防腐材料有限公司提供的雙酚A型液體酚醛環氧樹脂128；丙烯酸氟化樹脂由山東中氟化工科技有限公司提供，重均分子量為15000；羧烴基改性聚矽氧烷由信越化學工業株式會社提供，型號為KF-9701；季銨鹽改性聚矽氧烷由道康寧有限公司提供，型號為0P-8800。實施例1本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage6實施例2本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage6實施例3本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage6實施例4本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage7實施例5本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage7實施例6本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage7實施例7中本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage8實施例8中本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage8實施例9本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage8實施例10本實施例提供的氟碳樹脂塗料的成分為tableseeoriginaldocumentpage9將實施例1至10提供的氟碳樹脂塗料噴塗在塗裝託架表面，塗層厚度為120微米，測量塗層性能列於表1。水接觸角測試測試儀器日本Kyowa公司生產的G-I型εrma角度計式接觸角測定儀。測試方法將去離子水水滴滴於塗層表面Imin後進行測試，每個樣品取相巨間距5mm的3個點進行測量，共6次讀數，取算術平均值。鉛筆硬度測試測試儀器Sheen720N沃而夫*威而波恩鉛筆試驗儀測試方法用各種不同硬度的鉛筆，與塗層表面成45度角，以765克力在塗層表面上劃，正好劃破塗層的鉛筆的硬度為該漆膜的鉛筆硬度。表1塗層性能測試結果tableseeoriginaldocumentpage9本發明提供一種氟碳樹脂塗料，將此塗料與塗裝工件具有較好的結合力，在塗裝工件表面形成的塗層具有較高的硬度及較好的防汙性能，降低了清洗成本，同時因此所述氟碳樹脂塗料中不含游離態的低表面能化合物，因此使用氟碳樹脂塗料不會影響噴漆效果，避免漆膜表面出現縮孔情況的發生。以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。權利要求一種氟碳樹脂塗料，其特徵在於，包括20wt％～70wt％的重均分子量為5000～20000的氟碳樹脂；1wt％～7wt％的含氟化合物或含矽化合物，所述含氟化合物或含矽化合物含有環氧基、氨基、羥基、羧基、磺酸基、酯基中一種或多種基團；1wt％～5wt％的無機納米粉；1.1wt％～7.2wt％的催幹劑；餘量的有機溶劑。2.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述氟碳樹脂為氟代烯烴樹脂、丙烯酸氟化樹脂或氟代乙醚樹脂。3.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述含氟化合物為氟丁酸、全氟辛酸、含氟烷基磺酸鈉、含氟氧雜醯胺鹽、含氟氧雜季胺鹽、全氟酸三甘油酯、2，2-二(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷、N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-甲基-2，3-環氧基丙醯胺中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述含矽化合物為羧烴基改性聚矽氧烷和/或季銨鹽改性聚矽氧烷。5.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述無機納米粉為二氧化矽粉末、三氧化二鋁粉末、碳酸鈣末中的一種或多種。6.根據權利要求5所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述無機納米粉的粒徑為50nm600nmo7.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述催幹劑為四丁基錫、四丁基鈷或稀土催幹劑。8.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述溶劑為二甲苯、乙酸丁酯、丁醇或丁酮。9.根據權利要求1所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，還包括0.lwt%1.2wt%的增塑劑。10.根據權利要求9所述的氟碳樹脂塗料，其特徵在於，所述增塑劑為丙烯酸類樹脂、醇酸類樹脂、環氧性酚醛類樹脂、聚酯類樹脂中的一種或多種。全文摘要本發明提供一種氟碳樹脂塗料，包括20wt％～70wt％的重均分子量為5000～20000的氟碳樹脂；1wt％～7wt％的含氟化合物或含矽化合物，所述含氟化合物或含矽化合物含有環氧基、氨基、羥基、羧基、磺酸基、酯基中一種或多種基團；1wt％～5wt％的無機納米粉；1.1wt％～7.2wt％的催幹劑；餘量的有機溶劑。本發明提供的氟碳樹脂塗料在使用過程中不會產生游離的低表面能物質，將此氟碳樹脂塗敷在塗裝工件表面形成的塗層，一方面可以實現塗裝工件與噴漆環境隔離，使塗裝工件易於清潔，降低清潔成本；另一方面又不影響噴漆效果，避免漆膜表面出現縮孔。文檔編號C09D127/16GK101824250SQ201010149358公開日2010年9月8日申請日期2010年4月19日優先權日2010年4月19日發明者梁永久,董德文,謝禎禮申請人:中國科學院長春應用化學研究所