聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料及其生產方法

2023-05-20 17:11:26

專利名稱：：聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料及其生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種建築物、地面及金屬表面塗裝的塗料，具體是以聚偏氟乙烯樹脂與丙烯酸樹脂為主要原料混配成的超耐候塗料及其生產方法。
背景技術：
：聚偏氟乙烯(以下簡稱PVDF)氟碳樹脂因獲得原料困難等因素，國內對PVDF氟碳塗料的研究和開發較遲後，該塗料有優異的耐候性、耐汙染、耐腐蝕等性能及應用面寬的特點，日益受到行業中科技人員的重視和用戶的期盼，近年一些關鍵原料的來源問題得到解決，新的研究成果和相應的塗料開發相繼出現。如CN200810067887.0和CN200810067922.9先後公開了一種單組分氟碳銀粉烤漆和氟碳銀粉烤漆及它們的製備方法，作出了良好的探索和有益的技術貢獻。
發明內容本發明針對PVDF樹脂具有超強的耐候性的特點，應用該樹脂作塗料的重要成分，設計出一種PVDF型氟碳樹脂超耐候塗料及其生產方法，以滿足塗裝業對此類塗料的需求。上述目的通過如下技術方案實現本聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料由下列原料及其重量份配比而成20-25份聚偏氟乙烯樹脂即PVDF樹脂、8-11份熱塑性甲基丙烯酸樹脂、12-16份作為顏料的R-902金紅型鈦白粉或鋁漿、35-40份混合溶劑、0.2-0.4分BYK-306流平劑、0.1-0.3份BYK-141消泡劑、0.3-0.5份BYK-P104S分散劑、0.4-0.6份3390防沉劑、15-20份作為溶劑的二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺。所說的混合溶劑為由工業純的甲乙酮、異佛爾酮和二異丁基甲酮按121的重量比混合的混合溶劑。本聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料的生產方法，其特徵是經過如下步驟(1)按如下重量份備料向上海東氟化工科技有限公司購得20-25份PVDFT-I樹月旨、向美國羅門哈斯公司購得8-11份B-44熱塑性甲基丙烯酸樹脂、向日本杜邦公司購得12-16份R-902金紅型鈦白粉或向深圳族興實業有限公司購得12-16份鋁漿、向德國畢克化學公司購得BYK-306流平劑0.2-0.4份和BYK-141消泡劑0.1-0.3份和BYK-P104S分散劑0.3-0.5份、向臺灣公隆化學公司購得3390防沉劑0.4-0.6份、向國內化工商店購得工業純的甲乙酮、異氟爾酮及二異丁基甲酮，三者按重量121配比能配成35-40份的量、再購得工業純的二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺15-20份；(2)PVDF樹脂分散液的製備將8-11份甲基丙烯酸樹脂和作溶劑的15_20份二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺混合，經攪拌溶解後與20-25份PVDF樹脂一起加入砂磨機中砂磨4h，控制溫度25-30°C，檢測細度<30μm、塗4杯粘度為50_70s，即製成了PVDF樹脂分散液；(3)PVDF型氟碳超耐候塗料的製備將步驟(2)製得的PVDF樹脂分散液與50_60份混合溶劑混合，按(300-400)r/min慢速攪拌，再加入12-16份液態鋁漿或經研磨機研磨、粒度<30μm的R-902金紅型鈦白粉，在保持慢速攪拌的同時再加入0.2-0.4份流平劑、0.1-0.3份消泡劑、0.3-0.5份分散劑、0.4-0.6份防沉劑四種助劑，其中的粉狀助劑均需預先研磨成粒度<30μm後加入，全過程先按(300-400)r/min慢速攪拌，再按(600_800)r/min中速攪拌10-15min，檢測細度<30μm、塗4杯粘度20_30s時停機，放料、桶裝即成。本發明的有益效果是用本方法製得的塗料具有超強的耐候性，在戶外長期使用不需保養，塗膜有極高的抗衝強度和保色澤性能，能應用在金屬表面、建築物牆面和頂面塗裝，經年累月色澤如新。具體實施例方式本發明下面結合實施例作進一步詳述將各原料及其重量份按八項實施例列表(表1)如下表1tableseeoriginaldocumentpage4tableseeoriginaldocumentpage4上表與文中原料名稱有時用簡稱，實際採用的原料按步驟(1)備料中購得的相應原料名稱(包括型號)為準。實施例1(對照上表中實施例1對應原料及重量份配比值)將8份丙烯酸樹脂和15份二甲基甲醯胺混合，經攪拌溶解後與20份PVDF樹脂一起加入砂磨機中砂磨4小時，控制溫度25-30°C，檢測細度<30μm、塗4杯粘度50-70秒，即製成PVEF樹脂分散液；再將製成的全部分散液與50份混合溶劑混合，按(300-400)r/min慢速攪拌，再加入12份經研磨機研磨成粒度<30μm的鈦白粉，在保持慢速攪拌的同時再加入0.2份流平劑、0.1份消泡劑、0.3份分散劑和0.4份防沉劑，凡屬粉狀料的均預先研磨成粒度<30μm後加入，加入後先慢速分散大致混勻後再調至(900-1100)r/min中速分散10-15min，檢測到細度<30μm、塗4杯粘度為20-30s時停機、放料、桶裝。其中的混合溶液用甲乙酮、異佛爾酮和二異丁基甲酮按121的重量份混合而成。其餘實施例2-8均對照表中相應實施例的原料及重量份比值與實施例1相同方法製成。PVDF(聚偏氟乙烯)樹脂是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，PVDF樹脂兼具氟樹脂和塗料領域通用樹脂的特性，除具有良好的耐化學腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能外，還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能。PVDF樹脂是氟碳塗料中主要原料之一，因PVDF樹脂具有超強的耐候性，可在戶外長期使用，無需保養。PVDF塗料以其優異的耐候性、耐化學品性、耐汙染性、易維護性等，在戶外建築領域有著廣泛的應用市場和前景。國內PVDF氟碳技術的發展相對落後和緩慢，近幾年，氟碳塗料在國內取得了很大的進展，並成為塗料行業近年來研究和開發的一大熱點，推動了樹脂生產、塗料製造和施工應用方面的進步，引導和推動了市場的發展。經對比實驗證實，本塗料中PVDF樹脂與丙烯酸樹脂重量比約為73，保持色澤效果尤其顯著，生產本塗料時基本不需選用真正意義上的溶劑，只需分散在丙烯酸樹脂和混合溶劑組成的分散液中即可，通過高速分散或研磨達要求細度，即可製成PVDF分散液。下面將本塗料幾種主要的結構、性能特點和所起的理化作用，作簡略介紹a.PVDF樹脂氟原子最大的電負性能使得形成的氟碳鍵十分牢固，加上其分子獨特對稱結構，使PVDF具有超常的穩定性，抗紫外光光解性能及優異的絕緣性能和機械性能。PVDF樹脂具有以下特點具有很高的抗張強度和耐衝擊強度，具有優良的耐磨性，剛度和柔韌性。有很好的熱穩定性、極好的耐紫外線和核輻射、很好的電性能和阻燃性能、很好的耐化學性能、耐滲透性極佳、極高的純度、耐黴菌性能。b.丙烯酸樹脂通常選用甲基丙烯酸類的熱塑性丙烯酸樹脂。主要作用是增加顏料分散性、增加漆膜黏結附著力、提高塗料各組份的分散穩定性。c.顏料PVDF是一種紫外線透過性樹脂，因此對顏料和配套要求極高。顏料必須高耐候且能夠阻隔紫外線對底漆的破壞。通常可選用高耐候金紅石型鈦白粉或高耐候的加罩光清漆招楽。d.溶齊[J在室溫下，PVDF樹脂可以溶解在少數極性溶劑，如二甲基甲醯胺和二甲基乙醯胺中。但溶液塗料的粘度高，固含量低，不利於施工，且上述溶劑價格較高，對人體有一定的毒害。因此，PVDF樹脂宜不配製成溶液塗料，而製成有機溶膠。所謂有機溶膠是PVDF微細顆粒在有機溶劑中的分散液，在高溫下能燒結成塗膜。PVDF有機溶膠可以採用單一或混合潛溶劑或潛溶劑與稀釋劑的混合溶劑體系。所謂潛溶劑指的是在室溫下沒有溶解作用，但在高溫下卻能溶解聚合物的溶劑。PVDF的潛溶劑很多，有乙二醇醚類、酯類和酮類等，稀釋劑有芳香烴和酮類等，稀釋劑可以用來調節分散液的固含量和粘度。經試驗比較，選用甲乙酮/異佛爾酮/二異丁基甲酮三元混合溶劑作為PVDF有機溶膠塗料的溶劑體系，可獲得粘度較低、流平性較好的塗料，塗層表面光滑，緻密性好。該溶劑體系來源方便，價格較低。由於混合溶劑中各溶劑的沸點高低不同，所以烘烤時塗層不易起泡。混合溶劑的作用是固定成份的載體、調節油漆粘度達到施工要求和烘烤成膜時溶解PVDF樹脂，以利於丙烯酸樹脂烘烤形成良好的高分子熔融晶體。e.助劑助劑包括有流平劑、分散劑、消泡劑、防沉劑等。微量添加以調整生產、存儲、施工、成膜後的相關性能。下面以列表形式介紹用參考的標準測試本塗料塗膜的相關性能參數二塗一烘塗膜性能參數表2tableseeoriginaldocumentpage6三塗一烘塗膜性能參數表3tableseeoriginaldocumentpage7權利要求一種聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料，其特徵是由下列原料及其重量份配比而成20-25份聚偏氟乙烯樹脂即PVDF樹脂、8-11份熱塑性甲基丙烯酸樹脂、12-16份作為顏料的R-902金紅型鈦白粉或鋁漿、35-40份混合溶劑、0.2-0.4分BYK-306流平劑、0.1-0.3份BYK-141消泡劑、0.3-0.5份BYK-P104S分散劑、0.4-0.6份3390防沉劑、15-20份作為溶劑的二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺。2.如權利要求1所述的聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料，其特徵是所說的混合溶劑為由工業純的甲乙酮、異佛爾酮和二異丁基甲酮按121的重量比混合的混合溶劑。3.如權利要求1所述的聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料的生產方法，其特徵是經過如下步驟(1)按如下重量份備料向上海東氟化工科技有限公司購得20-25份PVDFT-I樹脂、向美國羅門哈斯公司購得8-11份B-44熱塑性甲基丙烯酸樹脂、向日本杜邦公司購得12-16份R-902金紅型鈦白粉或向深圳族興實業有限公司購得12-16份鋁漿、向德國畢克化學公司購得BYK-306流平劑0.2-0.4份和BYK-141消泡劑0.1-0.3份和BYK-P104S分散劑0.3-0.5份、向臺灣公隆化學公司購得3390防沉劑0.4-0.6份、向國內化工商店購得工業純的甲乙酮、異氟爾酮及二異丁基甲酮，三者按重量121配比能配成35-40份的量、再購得工業純的二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺15-20份；(2)PVDF樹脂分散液的製備將8-11份甲基丙烯酸樹脂和作溶劑的15-20份二甲基甲醯胺或二甲基乙醯胺混合，經攪拌溶解後與20-25份PVDF樹脂一起加入砂磨機中砂磨4h，控制溫度25-30°C，檢測細度<30μm、塗4杯粘度為50_70s，即製成了PVDF樹脂分散液；(3)PVDF型氟碳超耐候塗料的製備將步驟(2)製得的PVDF樹脂分散液與50-60份混合溶劑混合，按(300-400)r/min慢速攪拌，再加入12-16份液態鋁漿或經研磨機研磨、粒度<30μm的R-902金紅型鈦白粉，在保持慢速攪拌的同時再加入0.2-0.4份流平劑、0.1-0.3份消泡劑、0.3-0.5份分散劑、0.4-0.6份防沉劑四種助劑，其中的粉狀助劑均需預先研磨成粒度<30μm後加入，全過程先按(300-400)r/min慢速攪拌，再按(600_800)r/min中速攪拌10-15min，檢測細度<30μm、塗4杯粘度20_30s時停機，放料、桶裝即成。全文摘要一種聚偏氟乙烯型氟碳樹脂超耐候塗料，由下列原料及其重量份配比而成20-25份PVDF樹脂、8-11份丙烯酸樹脂、12-16份顏料、50-60份混合溶劑、0.2-0.4份流平劑、0.1-0.3份消泡劑、0.3-0.5份分散劑、0.4-0.6份防沉劑。生產本塗料的方法需經過備料、PVDF樹脂分散液的製備和PVDF型氟碳超耐候塗料的製備三道步驟，本塗料可廣泛應用於塗裝建築物牆面、頂面、金屬板和金屬部件表面，具有超強的耐候性，戶外長期使用不需保養，塗膜有極高的抗衝強度和保色澤性能，可十年以上不褪色，耐紫外線和核輻射，耐化學品腐蝕、耐水滲性和耐高溫性好等優點。文檔編號C09D127/16GK101824251SQ20101016617公開日2010年9月8日申請日期2010年5月7日優先權日2010年5月7日發明者曾新明,王月琴申請人:杭州美多樂化工有限公司