一種基於氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料及其製備的製作方法

2023-05-04 05:41:21

本發明涉及高分子技術領域，特別是涉及一種基於氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料。

背景技術：

防腐蝕塗料作為工業防腐的主要手段，可以有效保護金屬結構和混凝土結構免收腐蝕影響。因此防腐蝕塗料多年來在全球具有廣泛應用。氟矽改性丙烯酸樹脂塗料是一種重要的工業用塗料，與其他合成高分子樹脂相比具有多種優點，如優異的耐光、耐候性，耐輻射、耐腐蝕的特點。因此在汽車、飛機、家具、罐頭、機械製造等領域的有著十分廣泛的應用。

申請號為cn201010261313的專利公開了一種氟矽改性丙烯酸樹脂疏水防腐塗料，其特徵在於所述塗料包括按重量配比計的a組分和b組分；所述a組分包括將疏水樹脂、顏填料、溶劑、抗老化劑、分散劑、防沉劑經混合、研磨、攪拌製備而成；所述b組分包括固化劑。該專利設計的防腐塗料具有良好的疏水性和自清潔性能，耐腐蝕性好等優點，但該丙烯酸樹脂採用普通丙烯酸化合物與含矽丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯單體混合的共聚物，其中矽、氟總含量較小，且矽、氟不能均勻分布在高分子鏈上，易導致塗料防腐性能不均一，使氟矽改性丙烯酸樹脂防腐塗料性能不穩定，進而影響塗層效果。

技術實現要素：

本發明提供了一種基於氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料，以至少解決現有技術中氟矽基團在高分子中分布不均導致現有技術中氟矽改性丙烯酸樹脂防腐塗料性能不穩定的問題。

本發明提供了一種基於氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料，所述該塗料的組成及重量百分含量為：氟矽改性丙烯酸樹脂為30-50％，鱗片狀鋅粉為10-45％，鱗片狀雲母片為10-30％，磷鐵粉為5-10％，聚氨脂聚醚嵌段共聚物為0.5-2％，乙酸丁酯為10-15％組成，以上各組份的重量百分含量之和為100％；其中，所述的氟矽改性丙烯酸樹脂由氟矽改性丙烯酸酯與丙烯酸酯按照摩爾比1：2-5在偶氮類引發劑的作用下聚合而成，所述氟矽改性丙烯酸酯是由全氟烷基乙基醇、芳香族二異氰酸酯、聚二甲基矽氧烷和丙烯酸酯按照摩爾比1：1-1.2：1-1.2：2-5反應而成。

進一步地，所述的芳香族二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯或二甲基聯苯二異氰酸酯中的一種或多種組成。

進一步地，所述的聚二甲基矽氧烷數均分子量為1000-8000。

進一步地，所述的丙烯酸酯包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯或丙烯酸異丙酯中的一種或多種組成。

進一步地，所述的偶氮類引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或偶氮二異丁酸二甲酯的一種或多種組成。

本發明另一目的在於提供一種上述氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料的製備方法，通過下述方案實現：

步驟1：取全氟烷基乙基醇與芳香族二異氰酸酯按照摩爾比1：1-1.2混合，加入佔反應液總重0.5-2％的二月桂酸二丁基錫，在無水條件下反應1-24小時，反應溫度20-70℃；

步驟2：取步驟1反應後的液體，按照液體中全氟烷基乙基醇含量與聚二甲基矽氧烷的摩爾比為1：1-1.2加入聚二甲基矽氧烷，在無水條件下反應10小時，反應溫度30-100℃；

步驟3：取步驟2反應後的液體，按照液體中全氟烷基乙基醇含量與丙烯酸酯的摩爾比為1：2-5加入丙烯酸酯，加入佔反應液總重0.5-2％的二月桂酸二丁基錫，在40-60℃的無水條件下反應5-24小時，得到氟矽改性丙烯酸酯；

步驟4：取步驟3反應後的氟矽改性丙烯酸，按照其中全氟烷基乙基醇含量與丙烯酸酯的摩爾比為1：2-5加入丙烯酸酯，在無水條件下加熱至40-80℃，滴加佔反應液總重0.5-2％偶氮類引發劑，反應2-10小時，得到氟矽改性丙烯酸樹脂；

步驟5：混合氟矽改性丙烯酸樹脂、鱗片狀鋅粉、鱗片狀雲母片、磷鐵粉、聚氨脂聚醚嵌段共聚物、乙酸丁酯，在20-80℃下攪拌，混合均勻，製得氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料。

優選地，所述步驟1中反應溫度為30℃，反應20小時。

優選地，所述步驟5中各成份混合均勻後，經砂磨機研磨至細度為50μm以下，製得氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料。

本發明相對於現有技術，具有如下的優點及有益效果：

1.與現有技術相比，本發明通過化學反應對丙烯酸酯單體支鏈進行修飾，以聚二甲基矽氧烷作為支鏈，全氟烷基乙基醇作為支鏈端，使丙烯酸酯單體上均具有氟矽元素，進而確保聚合後的丙烯酸樹酯能夠均勻分布有氟矽元素，使得丙烯酸樹脂防腐塗料具有穩定的氟矽塗料性能；

2.本發明通過對聚丙烯酸樹酯支鏈進行氟矽修飾，使聚丙烯酸樹酯支鏈具有耐腐蝕性、疏水性和自清潔性能，聚丙烯酸樹酯在塗覆後，支鏈可以覆蓋在聚丙烯酸樹酯主鍊表面，保護作為塗層結構主體的聚丙烯酸樹酯主鏈，使塗層具有穩定的耐腐蝕性、疏水性和自清潔性能。

3.本發明通過以全氟烷基乙基醇作為聚丙烯酸樹酯支鏈端，使全氟烷基乙基官能團大多在塗料塗覆後形成的塗層外側，形成氟化物保護層，由於氟化物保護層本身具有優良的穩定性和耐腐蝕性，提升塗層的耐腐蝕性。

4.本發明通過採用鱗片狀雲母片，利用雲母的耐腐蝕性和透光性，使塗層具有良好的抗腐蝕能力和外觀。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

實施例1：

1.原料及用量質量百分比為

2.配製方法

步驟1：取全氟烷基乙基醇與二苯基甲烷二異氰酸酯按照摩爾比1：1.2混合，加入佔反應液總重2％的二月桂酸二丁基錫，在無水條件下反應5小時，反應溫度60℃；

步驟2：取步驟1反應後的液體，按照液體中全氟烷基乙基醇含量與聚二甲基矽氧烷的摩爾比為1：1.2加入聚二甲基矽氧烷，在無水條件下反應10小時，反應溫度60℃；

步驟3：取步驟2反應後的液體，按照液體中全氟烷基乙基醇含量與丙烯酸異丁酯的摩爾比為1：3加入丙烯酸異丁酯，加入佔反應液總重2％的二月桂酸二丁基錫，在60℃的無水條件下反應6小時，得到氟矽改性丙烯酸異丁酯；

步驟4：取步驟3反應後的氟矽改性丙烯酸，按照其中全氟烷基乙基醇含量與丙烯酸異丁酯的摩爾比為1：5加入丙烯酸異丁酯，在無水條件下加熱至80℃，滴加佔反應液總重2％偶氮二異丁腈，反應3小時，得到氟矽改性丙烯酸樹脂；

步驟5：混合氟矽改性丙烯酸樹脂、鱗片狀鋅粉、鱗片狀雲母片、磷鐵粉、聚氨脂聚醚嵌段共聚物、乙酸丁酯，在60℃下攪拌，混合均勻，製得氟矽改性丙烯酸樹脂的防腐塗料。