CN1696220A

CN1696220A - 一种单组分氟碳涂料

Info

Publication number: CN1696220A
Application number: CN 200510021181
Authority: CN
Inventors: 薛合伦; 汪海平; 赖中元
Original assignee: ZHENGGUANG INVESTMENT CO Ltd CHENGDU
Current assignee: ZHENGGUANG INVESTMENT CO Ltd CHENGDU
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: CN100343350C

Abstract

本发明涉及一种单组分氟碳涂料，属于涂料行业。选用含氟甲基丙烯酸单体与丙烯酸酯单体共聚，获得的含氟丙烯酸树脂，虽然其固体分中氟元素的含量(质量百分数)不足10％，但含氟基团分布在高分子的侧链上，因为表面张力的差异，在成膜过程中，含氟基团主要分布于涂层的表面，最大限度的发挥了氟原子的作用。在相对于氟原子位于高分子主链的交联型的氟树脂涂料的含氟量低得多的情况下获得了与其相近似的耐沾污性和耐候性，而涂料成本却大大降低。和丙烯酸树脂涂料一样，它可以室温固化成膜，不必使用固化剂，从而简化了施工操作，又节约了施工成本。可广泛应用于普通建筑(没有高温和强腐蚀介质)的外墙，因而本发明有着十分诱人的应用前景。

Description

一种单组分氟碳涂料

技术领域

本发明涉及一种单组分氟碳涂料，属于涂料行业。

背景技术

由含氟树脂为主要成膜物质的涂料称为氟树脂涂料或氟碳涂料。在氟聚合物中，首先是氟原子取代氢原子，包围在碳链外，形成紧密的保护层，使碳链不易受到外界的侵袭。其次分子中存在大量高能的C-F键(480kJ/mol)，这些就是氟聚合物具有很高的稳定性和化学惰性的主要原因。目前主要的品种有：高温固化氟涂料如聚偏氟乙烯涂料(PVDF)，因为需要高温固化，所以只能用于预制板材；常温固化氟涂料如氟乙烯—乙烯基醚(酯)共聚物涂料(FEVE)，使用时须加入固化剂与主剂的树脂交联。这些涂料在建筑领域的应用具有的优点是长期使用涂层不褪色，优良的耐腐蚀性和韧性，极佳的耐粉化性和耐沾污性。但因为其氟原子分布在树脂高分子的主链上，如果要达到较好的性能，氟元素就必须达到较高的含量。而有机氟树脂价格昂贵，必然会引起成本增加。常温固化的氟涂料需要现场调配固化剂，施工使用上较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含氟量较低但却具有优异的耐沾污性和稳定性的氟碳涂料。本发明的另一目的就是提供一种不使用固化剂的常温固化氟碳涂料。

为实现上述目的，本发明技术方案提供一种单组分氟碳涂料，主要由含氟丙烯酸树脂，醋酸异辛酯，醋酸丁酯，金红石钛白粉，滑石粉，重钙，湿润剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，流平剂组成，各组分间的重量比为含氟丙烯酸树脂∶醋酸异辛酯∶醋酸丁酯∶金红石钛白粉∶滑石粉∶重钙∶湿润剂∶分散剂∶消泡剂∶增稠剂∶流平剂＝100～120∶26～30∶25～30∶50～60∶13～18∶16～20∶0.6～0.8∶0.6～0.8∶0.5～0.7∶0.7～0.9∶0.6～0.8。其中，含氟丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸及含氟甲基丙烯酸单体在由醋酸丁酯、醋酸异辛酯、丁醇和环己酮组成的混合溶剂中，使用过氧化二苯甲酰作引发剂通过溶液共聚反应而制得，各组分间的重量比为甲基丙烯酸甲酯∶丙烯酸丁酯∶丙烯酸∶含氟甲基丙烯酸单体∶醋酸丁酯∶醋酸异辛酯∶丁醇∶环己酮∶过氧化二苯甲酰＝25～35∶10～20∶1～3∶3～10∶15～25∶15～25∶3～7∶3～7∶0.5～1.5。

其中所述含氟甲基丙烯酸单体是甲基丙烯酸三氟乙酯，或者甲基丙烯酸四氟丙酯，或者甲基丙烯酸六氟丁酯；所述湿润剂是深圳海川公司的O5或T70，所述分散剂是深圳海川公司的963S或毕克公司的BYK163，所述消泡剂是毕克公司的BYK141或深圳海川公司的E1，所述增稠剂是深圳海川公司的R.S.M或海名斯公司的SD-1，所述流平剂是毕克公司的BYK358或深圳海川公司的F40。

本发明单组分氟碳涂料的制备方法是，按照上述配比量，将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的20％以及醋酸丁酯，醋酸异辛酯和丁醇加入反应釜，将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯剩余的80％加入滴加槽，丙烯酸和含氟甲基丙烯酸单体的全部以及过氧化二苯甲酰的80％也加入滴加槽，升温至80℃，在不断搅拌下(100～120转/分)开始滴加，3～4小时加完，期间注意控制温度。滴加完后，将过氧化二苯甲酰的20％和环己酮加入，在85℃左右保温两小时，降温后出料，即为含氟丙烯酸树脂。将合成的含氟丙烯酸树脂的40％投入拉缸，在250～300转/分搅拌速度下，依次按上述配比量投入醋酸异辛酯，湿润剂，分散剂，消泡剂和增稠剂，搅拌20分钟后，逐渐投入金红石钛白粉，滑石粉和重钙，高速分散30分钟后砂磨至细度小于40微米。此砂磨浆投入调漆缸，搅拌下依次投入含氟丙烯酸树脂剩余的60％以及流平剂和醋酸丁酯，以700～800/分的高速搅拌30分钟后出料。最后根据不同的颜色的要求，加入相应的色浆即可。

丙烯酸树脂涂料因其具有成本低、色浅、保色保光、涂膜丰满，常温成膜等优点，已获得了广泛的应用。但其耐沾污性、耐候性、耐热性、耐油性等尚不尽人意。本发明选用含氟甲基丙烯酸单体与丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)单体共聚，获得的含氟丙烯酸树脂，其含氟基团皆分布在高分子的侧链上，其结构如下：

其中，R为氢、甲基、丁基等

RF为三氟乙基、四氟丙基、六氟丁基等，

因其高分子主链的结构与普通的丙烯酸树脂的结构近似，因此可以同普通热塑性丙烯酸酯树脂一样通过溶剂挥发成膜。虽然固体分中氟元素的含量(质量百分数)不足10％，但含氟基团分布在高分子的侧链上，因为表面张力的差异，在成膜过程中，含氟基团主要分布于涂层的表面，最大限度的发挥了氟原子的作用。在相对于氟原子位于高分子主链的交联型的氟树脂涂料的含氟量低得多的情况下获得了与其相近似的耐沾污性和耐候性。在共聚法制备含氟丙烯酸树脂时，选用甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯可使树脂有适当的玻璃化温度，少量丙烯酸的加入可以提高树脂对颜料的浸润性和附着力。

本发明单组分氟碳涂料的检测结果如表1所示。

表1

项目	指标	结果
项目	指标	结果	容器中状态	无硬块，搅拌后呈均匀状态	合格
施工性	刷涂二道无障碍	合格	容器中状态	无硬块，搅拌后呈均匀状态	合格
施工性	刷涂二道无障碍	合格	干燥时间(表干)，h，≤	2	合格
涂膜外观	正常	合格	干燥时间(表干)，h，≤	2	合格
涂膜外观	正常	合格	对比率(白色或浅色)≥	0.93	0.98
耐水性	168h无异常	合格	对比率(白色或浅色)≥	0.93	0.98
耐水性	168h无异常	合格	耐碱性	48h无异常	合格
耐洗刷性，次，≥	5000	20000	耐碱性	48h无异常	合格
耐洗刷性，次，≥	5000	20000	耐人工气候老化性，粉化，级，≤变色，级，≤	1000h不起泡，不脱落，无裂纹12	2000h10
耐沾污性(白色或浅色)，％，≤	10	2	耐人工气候老化性，粉化，级，≤变色，级，≤	1000h不起泡，不脱落，无裂纹12	2000h10
耐沾污性(白色或浅色)，％，≤	10	2	涂层耐温变性(5次循环)	无异常	合格

由表1的数据可以看出，本发明单组分氟碳涂料，既保有丙烯酸树脂的优点，又具有氟树脂的耐沾污性和耐候性。因其固体分中氟元素的含量(质量百分数)不足10％，所以涂料成本降低。和丙烯酸树脂涂料一样，它可以室温固化成膜，不必使用固化剂，从而简化了施工操作，又节约了施工成本。可广泛应用于普通建筑(没有高温和强腐蚀介质)的外墙，有着十分诱人的应用前景。

实施例

将30kg甲基丙烯酸甲酯的20％和14kg丙烯酸丁酯的20％以及20kg醋酸丁酯，20kg醋酸异辛酯和5kg丁醇加入反应釜，将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯剩余的80％加入滴加槽，1kg丙烯酸和5kg甲基丙烯酸三氟乙酯以及0.7kg过氧化二苯甲酰的80％也加入滴加槽，升温至80℃，在不断搅拌下(100～120转/分)开始滴加，3～4小时加完，期间注意控制温度。滴加完后，将过氧化二苯甲酰剩余的20％和5kg环己酮加入，在85℃左右保温两小时，降温后出料，即为含氟丙烯酸树脂。将合成的含氟丙烯酸树脂的40％投入拉缸，在250～300转/分搅拌速度下，依次投入28kg醋酸异辛酯，0.7kg深圳海川公司的O5湿润剂，0.7kg深圳海川公司的963S分散剂，0.6kg BYK的BYK141消泡剂和0.8kg深圳海川公司的R.S.M增稠剂，搅拌20分钟后，逐渐投入55kg金红石钛白粉，15kg滑石粉和18kg重钙，高速分散30分钟后砂磨至细度小于40微米。此砂磨浆投入调漆缸，搅拌下依次投入含氟丙烯酸树脂剩余的60％以及0.7kg BYK的BYK358流平剂和28kg醋酸丁酯，以700～800/分的高速搅拌30分钟后出料。最后根据不同的颜色的要求，加入相应的色浆即可。

Claims

1.一种单组分氟碳涂料，其特征在于主要由含氟丙烯酸树脂，醋酸异辛酯，醋酸丁酯，金红石钛白粉，滑石粉，重钙，湿润剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，流平剂组成，各组分间的重量比为含氟丙烯酸树脂∶醋酸异辛酯∶醋酸丁酯∶金红石钛白粉∶滑石粉∶重钙∶湿润剂∶分散剂∶消泡剂∶增稠剂∶流平剂＝100～120∶26～30∶25～30∶50～60∶13～18∶16～20∶0.6～0.8∶0.6～0.8∶0.5～0.7∶0.7～0.9∶0.6～0.8。其中，含氟丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸及含氟甲基丙烯酸单体在由醋酸丁酯、醋酸异辛酯、丁醇和环己酮组成的混合溶剂中，使用过氧化二苯甲酰作引发剂，通过溶液共聚反应而制得，各组分间的重量比为甲基丙烯酸甲酯∶丙烯酸丁酯∶丙烯酸∶含氟甲基丙烯酸单体∶醋酸丁酯∶醋酸异辛酯∶丁醇∶环己酮∶过氧化二苯甲酰＝25～35∶10～20∶1～3∶3～10∶15～25∶15～25∶3～7∶3～7∶0.5～1.5。

2.根据权利要求1所述的单组分氟碳涂料，其特征在于所述含氟甲基丙烯酸单体是甲基丙烯酸三氟乙酯，或者甲基丙烯酸四氟丙酯，或者甲基丙烯酸六氟丁酯；所述湿润剂是深圳海川公司的O5或T70，所述分散剂是深圳海川公司的963S或毕克公司的BYK163，所述消泡剂是毕克公司的BYK141或深圳海川公司的E1，所述增稠剂是深圳海川公司的R.S.M或海名斯公司的SD-1，所述流平剂是毕克公司的BYK358或深圳海川公司的F40。

3.一种权利要求1所述的单组分氟碳涂料的制备方法，其特征在于按上述配比量，将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的20％以及醋酸丁酯，醋酸异辛酯和丁醇加入反应釜，将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯剩余的80％加入滴加槽，丙烯酸和含氟甲基丙烯酸单体的全部以及过氧化二苯甲酰的80％也加入滴加槽，升温至80℃，在不断搅拌下(100～120转/分)开始滴加，3～4小时加完，期间注意控制温度。滴加完后，将过氧化二苯甲酰的20％和环己酮加入，在85℃左右保温两小时，降温后出料，即为含氟丙烯酸树脂。将合成的含氟丙烯酸树脂的40％投入拉缸，在250～300转/分搅拌速度下，依次按上述配比量投入醋酸异辛酯，湿润剂，分散剂，消泡剂和增稠剂，搅拌20分钟后，逐渐投入金红石钛白粉，滑石粉和重钙，高速分散30分钟后砂磨至细度小于40微米。此砂磨浆投入调漆缸，搅拌下依次投入含氟丙烯酸树脂剩余的60％以及流平剂和醋酸丁酯，以700～800/分的高速搅拌30分钟后出料。最后根据不同的颜色的要求，加入相应的色浆即可。