一种无氟超耐候水性涂料及制备方法与流程

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种无氟超耐候水性涂料及制备方法。

背景技术：

1、户外建筑装饰、交通设施、新能源装备等领域对涂层的长期耐候性要求极高。目前市场主流的高耐候涂料为氟碳涂料，其凭借优异的抗紫外线老化、耐酸碱腐蚀性能占据主导地位，但氟碳涂料存在致命缺陷：含氟化合物在生产和使用过程中会释放破坏臭氧层的物质，不符合全球环保要求；同时氟碳涂料成本高昂，施工条件苛刻，限制了其大规模应用。

2、现有技术中，有机硅耐候涂料因成本低廉、耐候性良好成为研究热点。专利号为201811524829.6的发明专利公开了一种uv固化聚二甲基硅氧烷基改性耐候涂料的制备方法，通过双端羟基聚二甲基硅氧烷（pdms）与异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）反应，经1,3-丙二胺扩链、三聚硫氰酸增加交联位点、季戊四醇三丙烯酸酯（peta）封端，得到端丙烯酸酯基聚二甲基硅氧烷-聚氨酯树脂，该树脂具有良好的耐候性。但该技术仍存在一些不足，例如：

3、1.树脂为溶剂型体系，存在voc排放问题，不符合水性化环保趋势；

4、2.耐候性不足，依然存在涂层易黄变、耐水性下降的行业痛点。

5、因此，亟需开发一种无氟、环保、耐候性优异的水性涂料，在替代传统氟碳涂料的同时，解决现有有机硅水性涂料的上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是为了提供一种无氟超耐候水性涂料及制备方法，通过制备高分子量水溶性树脂的技术手段，解决现有技术中氟碳和有机硅无法满足户外涂料使用需求的技术问题。

2、本发明第一方面提供一种无氟超耐候水性涂料，按重量份数计，包括：

3、水性超耐候树脂45-55份；氨基树脂4-8份；uv引发剂2-4份；耐候填料3-8份；成膜助剂3-5份；流平剂0.1-0.3份；润湿剂0.2-0.4份；ph调节剂0.1-0.3份；纯水25-35份；该水性超耐候树脂为聚二甲基硅氧烷共价接枝羟基聚硅氮烷树脂。

4、可选地，该水性超耐候树脂含有羟基基团，所述羟基基团与所述氨基树脂发生缩合反应，形成致密交联网络。

5、可选地，该水性超耐候树脂含有聚硅氮烷，聚硅氮烷分子含大量 si-nh、si-n-si活性基团，高温水解缩合可生成致密 si-o-si 无机防护网络，显著提升涂层耐热、耐磨、耐酸碱、长效耐候性能。

6、可选地，水性超耐候树脂含有uv光固化基团，所述uv光固化基团与所述uv引发剂发生缩合反应，快速形成致密交联网络。

7、可选地，该耐候填料包括纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化钛中的一种或多种。

8、可选地，该耐候填料包括复合填料，该复合填料以云母或低温玻璃粉为基材，该基材表面沉积有氧化锌、纳米氧化铈或氧化钛纳米层。

9、综上所述，本发明公开了一种无氟超耐候水性涂料，按重量份数计包括水性超耐候树脂45-55份、氨基树脂4-8份、uv引发剂2-4份、耐候填料3-8份、成膜助剂3-5份、流平剂0.1-0.3份、润湿剂0.2-0.4份、ph调节剂0.1-0.3份和纯水25-35份。水性超耐候树脂为文件cn109705306a uv固化聚二甲基硅氧烷基改性耐候树脂基础上改性，实现树脂水性化、共价接枝羟基聚硅氮烷、分子链预留羟基交联位点，兼具uv光固化、高温热固化双重交联能力的耐候树脂。本涂料完全无氟，voc排放≤100g/l，氙灯老化≥3000小时，可全面替代传统含氟耐候涂料，适用于户外铝单板等场景。

10、本发明第二方面提供一种无氟超耐候水性涂料制备方法，用于制备如第一方面任一项所述的无氟超耐候水性涂料，包括：

11、s1、预分散制备各组分，其中，第一组分包括分散后的耐候填料和纯水；第二组分包括分散后的成膜助剂和uv引发剂；第三组分包括ph调节剂和纯水；

12、s2、将水性超耐候树脂和氨基树脂放入搅拌装置，以400-600r/min的速度搅拌5-10分钟，得到具有高交联度树脂乳液；

13、s3、向该具有高交联度树脂乳液中加入流平剂及润湿剂，以600-800r/min的速度搅拌10-20分钟；

14、s4、加入该第一组分，以600-800r/min的速度，搅拌10-20分钟；

15、s5、加入该第二组分，以600-800r/min的速度，搅拌10-15分钟；

16、s6、加入该第三组分，以600-800r/min的速度，搅拌20-30分钟。

17、综上所述，本发明公开了一种无氟超耐候水性涂料的制备方法，包括：预分散制备第一组分（耐候填料浆料）、第二组分（成膜助剂和uv引发剂溶液）和第三组分（ph调节剂稀释液）；将水性超耐候树脂与氨基树脂搅拌混合形成预交联乳液；依次加入流平剂、润湿剂、第一组分、第二组分和第三组分，搅拌均匀后调节ph至7.5-8.5。该方法工艺简单，可采用现有水性涂料生产线生产，uv固化速度快，生产效率高，制备的涂料耐候性优异，环保性好。

1.一种无氟超耐候水性涂料，其特征在于，按重量份数计，包括：

2.如权利要求1所述的无氟超耐候水性涂料，其特征在于，所述水性超耐候树脂含有羟基基团，所述羟基基团与所述氨基树脂发生缩合反应，形成致密交联网络。

3.如权利要求1所述的无氟超耐候水性涂料，其特征在于，所述水性超耐候树脂含有聚硅氮烷，所述聚硅氮烷的分子含si-nh、si-n-si活性基团，用于高温水解缩合生成致密 si-o-si 无机防护网络。

4.如权利要求1所述的无氟超耐候水性涂料，其特征在于，所述水性超耐候树脂含有uv光固化基团，所述uv光固化基团与所述uv引发剂发生缩合反应，形成致密交联网络。

5.如权利要求1或3所述的无氟超耐候水性涂料，其特征在于，所述耐候填料包括纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化钛中的一种或多种。

6.如权利要求1或3所述的无氟超耐候水性涂料，其特征在于，所述耐候填料包括复合填料，所述复合填料以云母或低温玻璃粉为基材，所述基材表面沉积有氧化锌、纳米氧化铈或氧化钛纳米层。

7.一种无氟超耐候水性涂料制备方法，用于制备如权利要求1-6任一项所述的无氟超耐候水性涂料，包括：