一种水性氟碳哑光涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性氟碳哑光涂料及其制备方法。


背景技术：

2.氟碳涂料又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等，是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料，在各种涂料之中，氟碳涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越的耐水性、耐候性、耐热性、耐低温性以及耐化学品性，而且具有独特的不粘性和低磨擦性，被广泛地应用于建筑工业、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品等各个领域。
3.水性氟碳涂料是在传统溶剂型氟碳涂料基础上开发出来的新型环保涂料，其水溶性更有利于环境保护和节约能源，造价也更加经济。但是，水性氟碳涂料做成哑光制品后，原本致密的涂膜由于有消光粉料的存在而让水变得有隙可乘，且消光粉料表面有很多亲水的硅醇基团，使得水、饮料等更易渗入涂膜中，导致涂膜耐水性、耐候性、耐脏污性能大大下降。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对水性氟碳哑光涂料在耐水性、耐候性、耐污性方面的不足，提供一种耐水性、耐候性、耐污性可以媲美氟碳亮光涂料的水性氟碳哑光涂料以及其制备方法。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.提供一种水性氟碳哑光涂料，包括以下重量份数的原料：
7.[0008][0009]
上述技术方案中，所述氨基树脂为甲醚化三聚氰胺树脂。
[0010]
上述技术方案中，所述疏水消光粉为由亲水型二氧化硅与活性硅烷反应制得的疏水型二氧化硅消光粉。该疏水型二氧化硅消光粉由于表面连接不水解的甲基基团而呈疏水性，与亲水型二氧化硅相比较，该疏水型二氧化硅不能被水所湿润，疏水化后，所吸收的水分量比亲水型二氧化硅降低90％以上；并且，通过硅烷对二氧化硅进行表面处理，添加到氟碳哑光涂料中优化了涂料的耐水性、耐候性和耐脏污性能。
[0011]
上述技术方案中，所述活性硅烷为氯硅烷、六甲基二硅氮烷中的至少一种。
[0012]
上述技术方案中，所述疏水消光粉为由α，ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷、二氧化硅粉、二甲基硅烷混合后，加入足量乙醇充氧燃烧制得的纳米疏水二氧化硅消光粉。该纳米疏水二氧化硅消光粉不仅具有疏水、消光的性能，还能够隔离紫外线，提高水性氟碳哑光涂料的抗老化性能。
[0013]
上述技术方案中，所述成膜助剂为混合二元酸二丁酯，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。混合二元酸二丁酯为低气味、不易燃、可生物降解、低voc的绿色成膜助剂，易与其他溶剂复配使用；并且混合二元酸二丁酯能够与缔合型聚氨酯增稠剂产生协同效应，从而降低二者用量。
[0014]
上述技术方案中，所述ph调节剂为二甲基乙醇胺，所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷，所述消泡剂为矿物油消泡剂，所述光吸收剂为水杨酸酯类光吸收剂。
[0015]
上述技术方案中，所述防沉剂为聚酰胺蜡防沉剂，由聚酰胺的混合化合物和酰胺蜡组成的流变控制剂，其在涂料体系自身形成针状结构，能够防止涂料体系沉淀和硬结块；与其他防沉剂相比较，其可以提高触变性并不增加涂料粘度，具有优异的防沉效果。
[0016]
上述技术方案中，所述分散剂为羧酸盐类阴离子型表面活性剂，由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水基团组成，两种基团分别处在分子链的两端，形成不对称的亲水亲油分子结构。
[0017]
上述水性氟碳哑光涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]
将配方量的乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂、分散剂和疏水消光粉加入到搅拌釜中，高速搅拌分散，然后低速搅拌下逐一缓慢加入配方量的水性氟碳树脂、ph调节剂、水、润湿剂、水稀释的增稠剂、消泡剂和光吸收剂，继续搅拌分散，最后加入配方量的防沉剂搅拌均匀，即得所述水性氟碳哑光涂料。
[0019]
上述技术方案中，将配方量的乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂、分散剂和疏水消光粉加入到搅拌釜中，以1000～1400转/分钟的速度高速搅拌分散50～70分钟，使细度小于20微米，然后以200～400转/分钟的低速搅拌下逐一缓慢加入配方量的水性氟碳树脂、ph调节剂、水、润湿剂、水稀释的增稠剂、消泡剂和光吸收剂，以400～600转/分钟的速度继续搅拌分散10～20分钟，最后加入配方量的防沉剂以400～600转/分钟的速度8～12分钟，即得所述水性氟碳哑光涂料。
[0020]
本发明的有益效果：
[0021]
(1)本发明的水性氟碳涂料使用疏水消光粉，相较于常规的亲水消光粉，水、饮料等液体不能渗透到涂膜中，明显提高了水性氟碳哑光涂料的耐水性、耐候性和耐脏污性能。
[0022]
(2)本发明的水性氟碳涂料的制备方法，先用乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂和分散剂对疏水消光粉进行分散，由于乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂和分散剂对水相和油相均有良好的相容性，能够使疏水消光粉均匀分散到水性体系中，并且防沉剂的添加能够明显提高体系的稳定性，保证涂料体系中各物质稳定均匀分散。
具体实施方式
[0023]
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]
实施例1
[0025]
一种水性氟碳哑光涂料，包括以下重量份数的原料：
[0026][0027][0028]
本实施例中，所述疏水消光粉为由亲水型二氧化硅与活性硅烷反应制得的疏水型二氧化硅消光粉。该疏水型二氧化硅消光粉由于表面连接不水解的甲基基团而呈疏水性，与亲水型二氧化硅相比较，该疏水型二氧化硅不能被水所湿润，疏水化后，所吸收的水分量比亲水型二氧化硅降低90％以上；并且，通过硅烷对二氧化硅进行表面处理，添加到氟碳哑光涂料中优化了涂料的耐水性、耐候性和耐脏污性能。
[0029]
本实施例中，所述活性硅烷为氯硅烷、六甲基二硅氮烷中的至少一种。
[0030]
上述水性氟碳哑光涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0031]
将配方量的乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂、分散剂和疏水消光粉加入到搅拌釜
中，以1200转/分钟的速度高速搅拌分散60分钟，使细度小于20微米，然后以300转/分钟的低速搅拌下逐一缓慢加入配方量的水性氟碳树脂、ph调节剂、水、润湿剂、水稀释的增稠剂、消泡剂和光吸收剂，以500转/分钟的速度继续搅拌分散15分钟，最后加入配方量的防沉剂以500转/分钟的速度10分钟，即得所述水性氟碳哑光涂料。
[0032]
实施例2
[0033]
一种水性氟碳哑光涂料，包括以下重量份数的原料：
[0034][0035][0036]
本实施例中，所述疏水消光粉为由亲水型二氧化硅与活性硅烷反应制得的疏水型二氧化硅消光粉。该疏水型二氧化硅消光粉由于表面连接不水解的甲基基团而呈疏水性，与亲水型二氧化硅相比较，该疏水型二氧化硅不能被水所湿润，疏水化后，所吸收的水分量比亲水型二氧化硅降低90％以上；并且，通过硅烷对二氧化硅进行表面处理，添加到氟碳哑光涂料中优化了涂料的耐水性、耐候性和耐脏污性能。
[0037]
上述技术方案中，所述活性硅烷为氯硅烷、六甲基二硅氮烷中的至少一种。
[0038]
上述水性氟碳哑光涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0039]
将配方量的乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂、分散剂和疏水消光粉加入到搅拌釜中，以1000转/分钟的速度高速搅拌分散50分钟，使细度小于20微米，然后以200转/分钟的低速搅拌下逐一缓慢加入配方量的水性氟碳树脂、ph调节剂、水、润湿剂、水稀释的增稠剂、消泡剂和光吸收剂，以400转/分钟的速度继续搅拌分散10分钟，最后加入配方量的防沉剂以400转/分钟的速度8分钟，即得所述水性氟碳哑光涂料。
[0040]
实施例3
[0041]
一种水性氟碳哑光涂料，包括以下重量份数的原料：
[0042][0043]
本实施例中，所述疏水消光粉为由亲水型二氧化硅与活性硅烷反应制得的疏水型二氧化硅消光粉。该疏水型二氧化硅消光粉由于表面连接不水解的甲基基团而呈疏水性，与亲水型二氧化硅相比较，该疏水型二氧化硅不能被水所湿润，疏水化后，所吸收的水分量比亲水型二氧化硅降低90％以上；并且，通过硅烷对二氧化硅进行表面处理，添加到氟碳哑光涂料中优化了涂料的耐水性、耐候性和耐脏污性能。
[0044]
上述技术方案中，所述活性硅烷为氯硅烷、六甲基二硅氮烷中的至少一种。
[0045]
上述水性氟碳哑光涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0046]
将配方量的乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂、分散剂和疏水消光粉加入到搅拌釜中，以1400转/分钟的速度高速搅拌分散70分钟，使细度小于20微米，然后以400转/分钟的低速搅拌下逐一缓慢加入配方量的水性氟碳树脂、ph调节剂、水、润湿剂、水稀释的增稠剂、消泡剂和光吸收剂，以600转/分钟的速度继续搅拌分散20分钟，最后加入配方量的防沉剂以600转/分钟的速度12分钟，即得所述水性氟碳哑光涂料。
[0047]
实施例4
[0048]
一种水性氟碳哑光涂料，包括以下重量份数的原料：
[0049][0050]
上述技术方案中，所述疏水消光粉为由α，ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷、二氧化硅粉、二甲基硅烷混合后，加入足量乙醇充氧燃烧制得的纳米疏水二氧化硅消光粉。该纳米疏水二氧化硅消光粉不仅具有疏水、消光的性能，还能够隔离紫外线，提高水性氟碳哑光涂料的抗老化性能。
[0051]
上述水性氟碳哑光涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0052]
将配方量的乙二醇丁醚、成膜助剂、氨基树脂、分散剂和疏水消光粉加入到搅拌釜中，以1200转/分钟的速度高速搅拌分散60分钟，使细度小于20微米，然后以300转/分钟的低速搅拌下逐一缓慢加入配方量的水性氟碳树脂、ph调节剂、水、润湿剂、水稀释的增稠剂、消泡剂，以500转/分钟的速度继续搅拌分散15分钟，最后加入配方量的防沉剂以500转/分钟的速度10分钟，即得所述水性氟碳哑光涂料。
[0053]
对比例1
[0054]
市面上常见的水性氟碳哑光涂料，使用的消光粉为普通亲水性消光粉。
[0055]
对比例2
[0056]
市面上常见的水性氟碳亮光涂料。
[0057]
测试结果
[0058]
实施例1
‑
4以及对比例1
‑
2的涂料性能测试结果如表1所示。
[0059]
表1
[0060][0061][0062]
根据实施例1
‑
3与对比例2的测试结果可知，本发明的水性氟碳哑光涂料与现有的水性氟碳亮光涂料具有同样优异的耐水性、耐候性、耐脏污性以及硬度，且明显优于对比例1的市面常见的水性氟碳哑光涂料；根据实施例1与实施例4的测试结果可知，使用纳米疏水二氧化硅消光粉代替疏水型二氧化硅消光粉，得到的水性氟碳哑光涂料不仅能够达到同样的耐水性、耐候性、耐脏污性以及硬度，而且无需添加光吸收剂即具有隔离紫外线、抗老化的性能。
[0063]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应
当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。