專利名稱：常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子涂料領(lǐng)域，特別是關(guān)于常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
氟原子直徑最小，F(xiàn)-C鍵長很短，鍵能高達(dá)477千焦耳/摩爾，因而氟類樹脂，具有優(yōu)良的耐高溫性、耐化學(xué)藥品和有機(jī)溶劑，耐摩擦性、憎油、憎水性和表面不粘、防污性、耐候性等。但其主要缺點(diǎn)是難于加工，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，并且在溫度高達(dá)300～400℃時(shí)流動(dòng)性仍然不好，這就大大限制了氟碳樹脂的使用。
1938年，美國開發(fā)出PTFE聚四氟乙烯樹脂，由于防腐性能特別優(yōu)異，有塑料王之稱。60年代出現(xiàn)的聚偏二氟乙烯樹脂PVDF，主要用于建筑涂料。以KYNAR500為品牌的PVDF氟涂料，經(jīng)過30年的真實(shí)考驗(yàn)，能基本保持原貌，體現(xiàn)了含氟涂料優(yōu)良的耐侯性能，在國外主要作為標(biāo)志性建筑的金屬裝飾板材的罩面保護(hù)。
中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?5104359公開了一種有關(guān)建筑物屋頂和壁面用的氟碳涂料，使其具有耐用、耐高溫、耐腐蝕、耐氣候、抗褪色等優(yōu)良效果。其不足在于必須對(duì)材料表面進(jìn)行化學(xué)清潔處理及涂底漆，同時(shí)其干燥溫度需230℃以上。中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?7104244公開了有關(guān)金屬表面涂覆氟碳樹脂涂料后，使其表面具有高硬度、不沾性等優(yōu)良特性，但其對(duì)工件表面有一定的要求，同時(shí)工件表面需進(jìn)行化學(xué)處理，其必須在400～420℃下進(jìn)行烘干。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提高現(xiàn)有氟碳涂料的性能，提供一種價(jià)格低廉且能在常溫干燥固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料，特別是用于建筑物外墻的裝飾用涂料，該涂料也可涂覆于鋁材、屋頂、墻體、瓷磚、路標(biāo)、廣告牌、指示板、玻璃鋼、鋁型材、塑料建材等表面，特別推薦用于古文物保護(hù)。
本發(fā)明的另一目的在于提供常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料的制備方法。
本發(fā)明為了得到常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料，使用了錫類催化劑，它具有優(yōu)良作用，使本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于使用了納米技術(shù)也賦予了涂料獨(dú)特的性能。
在本發(fā)明的涂料中添加了一些助劑，如濕潤分散劑、消泡劑、固化劑、防沉劑、紫外線吸收劑等，也可加入著色顏料，使涂膜具有一定的遮蓋力和所需要的各種色彩。
本發(fā)明的常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料，可常規(guī)方法施工，既可用刷、滾和噴涂等方法涂裝。
本發(fā)明的常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料，組份及以重量百分比計(jì)的含量為氟碳樹脂 30～90％催化劑 0.001～1％分散劑 0.01～1％消泡劑 0.01～1％防沉劑 0.01～5％納米級(jí)無機(jī)物 0.5～10％紫外線吸收劑 0.01～2％顏料 0～30％體質(zhì)顏料 0～30％溶劑 1～20％使用時(shí)，可進(jìn)一步向涂料中添加固化劑，固化劑的加入量為涂料總重量的2～30％。
本發(fā)明所述的氟碳樹脂可以是市售的商品化的氟碳樹脂，如HF001樹脂，ZB-C樹脂等。
本發(fā)明所述的催化劑可以是錫類化合物，包括二氧化錫、油酸亞錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、二-2-乙基己酸二丁基錫或二丁基錫氧化物等。
本發(fā)明所述的體質(zhì)顏料，主要作用是在著色顏料并使涂膜具有一定的遮蓋力和色彩的后補(bǔ)充所需的顏料部分，并對(duì)涂膜起“填充作用”以增加涂膜厚度，提高涂膜的耐久性、耐熱性和表面硬度，降低涂膜的收縮等。體質(zhì)顏料可以是輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、云母粉、重晶石粉、石英粉或它們的任意混合物等；優(yōu)選為滑石粉或云母粉，本發(fā)明中輕質(zhì)碳酸鈣因其影響涂膜的流平性，重晶石粉和石英粉相對(duì)密度大易沉淀，因而用量不易過高。
本發(fā)明所述的分散劑可以是長鏈多氨基酰胺磷酸鹽類如BYK公司(德國拜耳公司)的Anti-Terra-P，高分子不飽和的聚羧酸如BYK公司的BYK-P104S，聚羧酸和胺的衍生物的鹽如Henkel公司(德國漢高公司)的Texaphor-963及聚羧酸鈉鹽類如Henkel公司的SN-Dispersant-5040等。
本發(fā)明所述的消泡劑可以是破泡聚合物和聚硅氧烷的混合物如BYK公司的BYK070，改性有機(jī)硅如臺(tái)灣德謙貿(mào)易股份公司的5400、5600等。
本發(fā)明所述的防沉劑可以是有機(jī)膨潤土如天津有機(jī)陶土廠的4604A、4604B、4604C，陰離子表面活性劑如臺(tái)灣德謙貿(mào)易股份公司的275或臺(tái)灣德謙貿(mào)易股份公司的902電中性聚酰胺和聚酯的混合物等。
本發(fā)明所述的紫外線吸收劑可以是苯胺乙二胺類與受阻胺混合物如科萊恩公司的Sanduvor3212，苯酮類如科萊恩公司的Sanduvor3035，受阻胺類如汽巴精化的Tinuvin292等。
本發(fā)明所述的顏料可以是涂料常用的各種顏料，作為高性能的外墻涂料，由于直接暴露與大氣中，并直接涂刷于呈堿性的水泥沙漿表面，推薦選用耐候性、耐堿性較好的無機(jī)顏料；包括金紅石型鈦白粉、氧化鋅、中鉻黃、深鉻黃、鎘紅或它們的任意混合物等。
本發(fā)明所述的固化劑可以是縮二脲多異氰酸酯、己二異氰酸酯(HDI)三聚體，HDI和甲苯二異氰酸酯的任意混合三聚體等。
本發(fā)明所述的溶劑可以是醋酸正丁酯、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲苯或二甲苯等。任意混合物本發(fā)明所述的納米無機(jī)物可以是納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米二氧化鋅、納米水滑石或納米蒙脫土等。
本發(fā)明的常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料的制備方法在攪拌下，向容器內(nèi)加入30～90％的氟碳樹脂，0.01～1％的分散劑，0.01～1％的消泡劑，0.01～5％的防沉劑，0.01～2％的紫外線吸收劑，0.5～10％的納米級(jí)無機(jī)物，攪拌0.5～2小時(shí)，待混合均勻后再加入0.001～1％的催化劑，反應(yīng)1～3小時(shí)，再向上述組合物中加入0～30％的顏料，高速分散，再加入0～30％的體質(zhì)顏料，經(jīng)砂磨機(jī)研磨，使細(xì)度40微米以下，再加入1～20％的溶劑攪拌均勻。
使用時(shí)，可進(jìn)一步向涂料中添加固化劑，固化劑的加入量為涂料總重量的2～30％，攪拌均勻，在15～40℃條件下熟化10～60分，然后再進(jìn)行施工。
為進(jìn)一步提高拌合效果，可采用裝有雙軸雙速攪拌機(jī)的容器，雙軸雙速攪拌機(jī)的雙軸轉(zhuǎn)速為一快一慢，高速軸的端部裝有鋸齒圓盤葉輪，其圓周速度達(dá)到20m/s左右，主要起分散作用，低速軸帶動(dòng)一個(gè)三葉框式攪拌槳，主要起混合作用，其轉(zhuǎn)速很低，以適應(yīng)粘稠物料的拌合?？蚴綌嚢铇耐饩壟c不銹鋼罐間隙很小，能起到刮壁的作用。雙軸在做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)，還做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步提高拌合效果。
本發(fā)明的常溫干燥的含氟碳樹脂建筑涂料具有以下獨(dú)特的優(yōu)異性能1.耐老化時(shí)間長它可達(dá)15～20年不脫落、不粉化。這種超凡的耐候性源于C-F鍵的高強(qiáng)度，提供了化學(xué)惰性涂料，并兼具有抗紫外光降解性。在日光型老化實(shí)驗(yàn)機(jī)內(nèi)的人工加速老化實(shí)驗(yàn)證明，氟碳涂料經(jīng)5000小時(shí)后，其光澤保持率仍在80％以上，能常年保持自身色澤的鮮艷。
2.耐沾污性能好不怕油，沒有靜電吸附，如果墻體有灰塵，經(jīng)雨水沖淋后，立即露出新涂層，有一種新鮮感。
3.涂層耐水性特別好，能防水，水不會(huì)通過涂層進(jìn)入基體。
4.耐化學(xué)藥品及耐鹽霧性能好它的耐化學(xué)藥品性比其它涂料要好幾倍到幾十倍，氟碳涂料還具有防霉性和阻燃性。
5.涂層硬度高，附著力好涂層固化后與墻體結(jié)合的相當(dāng)牢，碰撞、敲打涂層均不起撬，不脫落，涂層耐摩擦，不易劃傷。
本發(fā)明的常溫固化的含氟碳樹脂建筑涂料綜合性能理想、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。氟碳涂料除具有以上性能外，還具有涂膜柔和典雅、手感滑爽、柔韌性好等特點(diǎn)，是一種綜合性能理想的涂料產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1.
在中央部分裝有雙軸雙速攪拌機(jī)的圓桶型不銹鋼罐內(nèi)，加入30％氟碳樹脂HF001樹脂，低速攪拌下將0.02％的分散劑Anti-Terra-P，0.03％的消泡劑BYK070，0.04％的防沉劑275，2％的納米二氧化鋅，0.2％的紫外線吸收劑Sanduvor3035，加入到不銹鋼罐內(nèi)，待混合均勻后，再加入0.001％的催化劑辛酸亞錫，反應(yīng)一段時(shí)間后，再向組合物中加入20％的顏料金紅石型鈦白粉，高速分散，再加入30％的體質(zhì)顏料滑石粉，經(jīng)砂磨機(jī)后，檢查細(xì)度在20～40微米以下，再加入15％的醋酸丁酯，攪拌均勻。
在使用時(shí)，向組合物涂料中加入是其總重量8.709％的固化劑縮二脲多異氰酸酯，攪拌均勻，在15～40℃條件下熟化30～50分鐘后再進(jìn)行施工。
實(shí)施例1的涂料很適合作高性能的外墻建筑涂料，所得涂料組份如下，性能技術(shù)參數(shù)如表1。
氟碳樹脂 HF001樹脂 30％催化劑辛酸亞錫 0.001％分散劑Anti-Terra-P 0.02％消泡劑BYK070 0.03％防沉劑2750.04％納米二氧化鋅 2％紫外線吸收劑 Sanduvor3035 0.2％顏料 金紅石型鈦白粉 20％體質(zhì)顏料 滑石粉 24.709％固化劑縮二脲多異氰酸酯 8％溶劑 醋酸丁酯 15％實(shí)施例2在中央部分裝有雙軸雙速攪拌機(jī)的圓桶型不銹鋼罐內(nèi)，加入50％氟碳樹脂ZB-C樹脂，低速攪拌下將0.05％的分散劑Texaphor-963，0.05％的消泡劑5400，0.04％的防沉劑902，5％的納米二氧化鋅，0.06％的紫外線吸收劑Sanduvor3212，加入到不銹鋼罐內(nèi)，待混合均勻后，再加入0.002％的催化劑二丁基錫氧化物，反應(yīng)一段時(shí)間后，再向組合物中加入8％的顏料中鉻黃，高速分散后，再加入6.798％的體質(zhì)顏料重晶石粉，經(jīng)砂磨后檢查細(xì)度在20微米以下，再加入5％的二甲苯及5％的醋酸丁酯，攪拌均勻。
在使用時(shí)，向組合物涂料中加入是其總重量20％的固化劑己二異氰酸酯(HDI)三聚體，攪拌均勻，在15～40℃條件下熟化30～50分鐘后再進(jìn)行施工。
實(shí)施例2的涂料很適合作高性能的高光瓷漆，所得涂料組份如下，性能技術(shù)參數(shù)如表1。
氟碳樹脂 ZB-C樹脂 50％催化劑二丁基錫氧化物0.002％分散劑Texaphor-963 0.05％消泡劑5400 0.05％防沉劑902 0.04％納米二氧化鋅5％紫外線吸收劑 Sanduvor3212 0.06％顏料 中鉻黃8％體質(zhì)顏料 重晶石粉 6.798％固化劑己二異氰酸酯(HDI)三聚體 20％溶劑 二甲苯5％醋酸丁酯 5％實(shí)施例3在中央部分裝有雙軸雙速攪拌機(jī)的圓桶型不銹鋼罐內(nèi)，加入65％氟碳樹脂ZB-C樹脂，低速攪拌下將0.03％的分散劑Texaphor-963，0.04％的消泡劑5400，0.3％的防沉劑902，1.6％的納米蒙脫土，0.029％的紫外線吸收劑Tinuvin328，加入到不銹鋼罐內(nèi)，待混合均勻后，再加入0.001％的催化劑二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)一段時(shí)間后，再向組合物中加入4％的顏料二氧化鋅，高速分散后，再加入5％的體質(zhì)顏料滑石粉，經(jīng)砂磨后檢查細(xì)度在20微米以下，再加入5％的二甲苯及5％的丙二醇甲醚醋酸酯，攪拌均勻。
在使用時(shí)，向組合物涂料中加入是其總重量14％的固化劑縮二脲多異氰酸酯，攪拌均勻，在15～40℃條件下熟化15～30分鐘后再進(jìn)行施工。
實(shí)施例3的涂料很適合做高性能的罩光漆，所得涂料組份如下，性能技術(shù)參數(shù)如表1。
氟碳樹脂％ZB-C樹脂 65％催化劑二月桂酸二丁基錫 0.001％分散劑Texaphor-963 0.03％消泡劑5400 0.04％防沉劑902 0.3％納米蒙脫土1.6％
紫外線吸收劑Tinuvin328 0.029％顏料二氧化鋅 4％體質(zhì)顏料滑石粉 5％溶劑丙二醇甲醚醋酸酯 5％二甲苯 5％固化劑 縮二脲多異氰酸酯 14％表1

權(quán)利要求
1.一種常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料，其特征是所述的涂料的組份及以重量百分比計(jì)的含量為氟碳樹脂 30～90％催化劑0.001～1％分散劑0.01～1％消泡劑0.01～1％防沉劑0.01～5％納米級(jí)無機(jī)物 0.5～10％紫外線吸收劑 0.01～2％顏料 0～30％體質(zhì)顏料 0～30％溶劑 1～20％所述的分散劑選自長鏈多氨基酰胺磷酸鹽，高分子不飽和的聚羧酸，聚羧酸和胺的衍生物的鹽及聚羧酸鈉鹽中的一種；所述的納米無機(jī)物是納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米二氧化鋅、納米水滑石或納米蒙脫土；所述的催化劑是二氧化錫、油酸亞錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、二-2-乙基己酸二丁基錫或二丁基錫氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是所述的涂料中進(jìn)一步添加有固化劑，固化劑的加入量為涂料總重量的2～30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是所述的體質(zhì)顏料是輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、云母粉、重晶石粉、石英粉或它們的任意混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是所述的消泡劑選自破泡聚合物和聚硅氧烷的混合物，和改性有機(jī)硅中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是所述的防沉劑選自有機(jī)膨潤土，陰離子表面活性劑，電中性聚酰胺和聚酯的混合物中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是所述的紫外線吸收劑選自苯胺乙二胺類與受阻胺混合物，苯酮類，受阻胺類中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是所述的顏料是金紅石型鈦白粉、氧化鋅、中鉻黃、深鉻黃、鎘紅或它們的任意混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料，其特征是所述的固化劑是縮二脲多異氰酸酯、己二異氰酸酯三聚體，己二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯的任意混合三聚體。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的涂料的制備方法，其特征是在攪拌下，向容器內(nèi)加入30～90wt％的氟碳樹脂，0.01～1wt％的分散劑，0.01～1wt％的消泡劑，0.01～5wt％的防沉劑，0.01～2wt％的紫外線吸收劑，0.5～10wt％的納米級(jí)無機(jī)物，攪拌，待混合均勻后再加入0.001～1wt％的催化劑，反應(yīng)，再向上述組合物中加入0～30wt％的顏料，高速分散，再加入0～30wt％的體質(zhì)顏料，經(jīng)砂磨機(jī)研磨，使細(xì)度40微米以下，再加入1～20wt％的溶劑攪拌均勻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征是所述的涂料中進(jìn)一步添加有固化劑，固化劑的加入量為涂料總重量的2～30wt％，攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子涂料領(lǐng)域，特別是關(guān)于常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料及其制備方法。本發(fā)明為了得到常溫固化的含氟碳樹脂納米建筑涂料，使用了錫類催化劑，它具有優(yōu)良作用，使本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于使用了納米技術(shù)也賦予了涂料獨(dú)特的性能。在本發(fā)明的涂料中添加了一些助劑，如濕潤分散劑、消泡劑、固化劑、防沉劑、紫外線吸收劑等，也可加入著色顏料，使涂膜具有一定的遮蓋力和所需要的各種色彩。本發(fā)明的涂料具有耐老化時(shí)間長，耐沾污性能好，涂層耐水性好，耐化學(xué)藥品及耐鹽霧性能好，涂層硬度高，附著力好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09D127/12GK1712470SQ20041004997
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者韋鈞千 申請(qǐng)人:寧波艾利特科技發(fā)展有限公司