一种氟碳树脂涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低表面能易除冰的氟碳树脂涂料，包括甲组分和乙组分，其中，甲组分包括：氟碳树脂、含氟聚合物、疏水改性SiO2、聚丙烯腈纤维、颜填料、溶剂、增塑剂、余量为助剂；乙组分为异氰酸酯三聚体固化剂。本发明专利技术还提供了一种低表面能易除冰的氟碳树脂涂料的制备方法。

Fluorocarbon resin coating and preparation method thereof

The invention provides a fluorocarbon resin coating with low surface energy and easy deicing, including component A and component B, wherein component A includes fluorocarbon resin, fluoropolymer, hydrophobically modified SiO2, polyacrylonitrile fiber, pigment and filler, solvent, plasticizer, and surplus additive; and component B is isocyanate trimer curing agent. The invention also provides a preparation method of fluorocarbon resin coating with low surface energy and easy deicing.

【技术实现步骤摘要】
一种氟碳树脂涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，更具体地，涉及一种氟碳树脂涂料及其制备方法。
技术介绍
覆冰是自然界十分普遍的现象，材料表面结冰不仅会降低空调制冷、冷冻冷藏的运行效率，还会对航空航天、电力系统带来潜藏的危害，甚至还会造成严重的经济损失。受大气候、微地形和微气象条件的影响，我国冰灾事故频繁发生，为了克服上述问题，对除冰方式已经有了一定研究，如机械除冰、微波除冰、加热除冰等。但是上述除冰方式受到较大的限制，并且不能做到有效的预防，仍然存在诸多问题。近年来的研究发现，材料的表面性质与冰的粘结具有重要影响，材料表面疏水时，水滴不易粘结，能有效降低冰的粘附。新兴的疏水涂层虽然可以达到不易结冰的目的，但是除冰效果较差，有待进一步研究。
技术实现思路
本专利技术通过采用低表面能氟碳树脂作为涂层的主要的组成成分，构造微观结构，提高涂料的疏水性，减小液滴与壁面的接触面积，利用无机微纳米尺度粒子获得粗糙表面，提高表面粗糙度，同时利用丙烯酸腈纤维的末端针状结构，赋予涂层一定的强度和粗糙度，提高液体与壁面的接触角。本专利技术中的含氟聚合物用来降低各组分界面之间的表面张力，使其能够很好的互溶，同时其中含有的基团在成膜反应中可以起到交联作用；增塑剂则用以改善氟碳树脂的成膜性能及其与基材的附着力；助剂用与改善流动性能。它们的添加使得氟碳树脂涂料较传统的涂料具有更好的疏水和防结冰性能，并且可以提高与基材的附着力。本专利技术的一种氟碳树脂涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量百分比包括：氟碳树脂：60～80％含氟聚合物：1～7％疏水改性SiO2：2～4％聚丙烯腈纤维：6～10％颜填料：5～15％溶剂：2～3％增塑剂：0.1～1.2％余量为助剂，所述乙组分为异氰酸酯三聚体固化剂；以及所述甲组分的和所述乙组分的配比为-NCO/-OH＝1.05～1.2。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述氟碳树脂为疏水氟碳树脂，包括氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂和氟代乙醚树脂中的一种或多种。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述含氟聚合物包括环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中的一种或多种官能团。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述含氟聚合物包括氟丁酸、全氟辛酸、含氟氧杂季铵盐、含氟烷基磺酸钠、全氟酸三甘油酯的一种或多种。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述疏水改性SiO2为由硅烷偶联剂的纳米疏水改性SiO2。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述颜填料包括钛白粉、聚氧化乙烯、滑石粉和炭黑中的一种或多种。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述溶剂为二甲苯、乙酸乙酯、丁酮和丁醇中的一种或多种。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述增塑剂包括丙烯酸树脂、醇酸类树脂、环氧性酚醛树脂、聚酯树脂中的一种或多种。在上述氟碳树脂涂料中，其中，所述助剂为BYK系列消泡剂、分散剂、流平剂和氟化剂中的一种或多种。本专利技术的氟碳树脂涂料的制备方法如下：将准确称量的氟碳树脂、含氟聚合物、疏水改性SiO2、聚丙烯腈纤维和溶剂放入料筒中，搅拌，加入颜填料，搅拌均匀，获得甲组分；以及将所述甲组分和乙组分按-NCO/-OH为1.05～1.2的配比混合，搅拌均匀，获得氟碳树脂涂料。通过本专利技术提供的低表面能易除冰的氟碳树脂涂料及其制备方法，通过各组分配比的探讨和添加剂的使用，使得制备的涂料常温下与水的接触角大于150°，并且冰在其表面的剪切力小于9×103N，比现有的氟碳树脂涂料更易达到不易结冰易除冰的要求。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术的一种低表面能易除冰的氟碳树脂涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量百分比包括：氟碳树脂：60～80％；含氟聚合物：1～7％；疏水改性SiO2：2～4％；聚丙烯腈纤维：6～10％；颜填料：5～15％；溶剂：2～3％；增塑剂：0.1～1.2％；余量为助剂，所述乙组分为异氰酸酯三聚体固化剂；以及所述甲组分的-NCO和所述乙组分的-OH的比例为1.05～1.2。其中，所述氟碳树脂为疏水氟碳树脂，包括氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂或氟代乙醚树脂；所述含氟聚合物包括环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中的一种或多种官能团；所述含氟聚合物包括氟丁酸、全氟辛酸、含氟氧杂季铵盐、含氟烷基磺酸钠、全氟酸三甘油酯的一种或多种；所述疏水改性SiO2为由硅烷偶联剂的纳米疏水改性SiO2；所述颜填料包括钛白粉、聚氧化乙烯、滑石粉和炭黑中的一种或多种；所述溶剂为二甲苯、乙酸乙酯、丁酮或丁醇；所述增塑剂包括丙烯酸树脂、醇酸类树脂、环氧性酚醛树脂、聚酯树脂中的一种或多种；所述异氰酸酯三聚体固化剂为六亚甲基二异氰酸酯；所述助剂为BYK系列消泡剂、分散剂、流平剂和氟化剂中的一种或多种。一种低表面能易除冰的氟碳树脂涂料的制备方法如下：将准确称量的氟碳树脂、含氟聚合物、疏水改性SiO2、聚丙烯腈纤维和溶剂放入料筒中，以500～900r/min的速率搅拌15-20min，加入颜填料，以2000～2500r/min的速率搅拌20～30min，混合均匀，获得甲组分；将异氰酸酯三聚体固化剂作为乙组分；以及将所述甲组分和乙组分按-NCO/-OH为1.05～1.2的配比混合，搅拌均匀，获得所需涂料。其中，所述异氰酸酯三聚体固化剂为六亚甲基二异氰酸酯。以下实施例中疏水改性SiO2优选产品为嬴创德固赛的AerosilR972，R974；WACER的气相SiO2H15，H17，H20；卡博特的R202，R812。所述丙烯酸氟化树脂由山东氟代化工科技有限公司提供；氟代烯烃树脂由广东立昌氟塑料有限公司提供；氟代乙醚树脂由SolvySolexisS.P.A公司提供。实施例一甲组分的成分如下表：原料质量比/％氟代烯烃树脂70含氟烷基磺酸钠5H15SiO23聚丙烯腈纤维8钛白粉9丁醇3BYK分散剂0.3BYK流平剂0.7BYK氟化剂1乙组分为六亚甲基二异氰酸酯，甲组分和乙组分按-NCO/-OH＝1.05配比混合。由上述配方所制成的涂料，常温下与水的接触角可达150°，冰的剪切力仅为9×103N，与基材的附着力可达4.5MPa，能够达到不易结冰易除冰的要求。实施例二甲组分的成分如下表：原料质量比/％丙烯酸氟化树脂60全氟辛酸7H15SiO23聚丙烯腈纤维10滑石粉15乙酸乙酯2丙烯酸树脂1BYK消泡剂0.3BYK流平剂0.7BYK氟化剂1乙组分为六亚甲基二异氰酸酯，甲组分和乙组分按-NCO/-OH＝1.1配比混合。由上述配方所制成的涂料，常温下与水的接触角可达151°，冰的附着力仅为9.1×103N，与基材的附着力可达5MPa，能够达到不易结冰易除冰的要求。实施例三甲组分的成分如下表：原料质量比/％氟代乙醚树脂80全氟酸三甘油酯1H15SiO22聚丙烯腈纤维6聚氧化乙烯8二甲苯2BYK分散剂0.2BYK流平剂0.3BYK氟化剂0.5乙组分为六亚甲基二异氰酸酯，甲组分和乙组分按-NCO/-OH＝1.2配比混合。由上述配方所制成的涂料，常温下与水的接触角可达150°，冰的附着力仅为8.9×103N，与基材的附着力可达4.7MPa，能够达到不易结冰易除冰的要求。实施例四甲组分的成分如下表：原料质量比/％氟代烯烃树脂70氟丁酸6H15SiO24聚丙烯腈纤维9碳黑7丁酮2BYK分散剂0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟碳树脂涂料，其特征在于，所述氟碳树脂涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量百分比包括：氟碳树脂：60～80％含氟聚合物：1～7％疏水改性SiO2：2～4％聚丙烯腈纤维：6～10％颜填料：5～15％溶剂：2～3％增塑剂：0.1～1.2％余量为助剂，所述乙组分为异氰酸酯三聚体固化剂；以及所述甲组分的和所述乙组分的配比为‑NCO/‑OH＝1.05～1.2。

【技术特征摘要】
1.一种氟碳树脂涂料，其特征在于，所述氟碳树脂涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量百分比包括：氟碳树脂：60～80％含氟聚合物：1～7％疏水改性SiO2：2～4％聚丙烯腈纤维：6～10％颜填料：5～15％溶剂：2～3％增塑剂：0.1～1.2％余量为助剂，所述乙组分为异氰酸酯三聚体固化剂；以及所述甲组分的和所述乙组分的配比为-NCO/-OH＝1.05～1.2。2.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述氟碳树脂为疏水氟碳树脂，包括氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂和氟代乙醚树脂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述含氟聚合物包括环氧基、氨基、羟基、羧基、磺酸基、酯基中的一种或多种官能团。4.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述含氟聚合物包括氟丁酸、全氟辛酸、含氟氧杂季铵盐、含氟烷基磺酸钠、全氟酸三甘油酯的一种或多种。5.根据权利要求1所述的氟碳树脂涂料，其特征在于，所述疏水改性S...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41