一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆及其制备方法技术

一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆的制备方法，其特征在于：将主漆、固化剂和稀释剂按质量比100:50:10‑15混合得到高固汽车清漆，其中主漆的配制：将混合单体46‑59份、引发剂1‑5份、混合溶剂40‑60份，通入氮气混合搅拌，滴加改性透明油状聚四氟乙烯树脂3‑5份；固化剂配制：将聚异氰酸酯50‑60份、醋酸丁酯30‑40份、丙二醇甲醚醋酸酯10‑20份混合得到；稀释剂配制：将醋酸丁酯50‑60份、丙二醇甲醚醋酸酯40‑50份混合得到。本发明专利技术采用自主研发的液体聚四氟乙烯树脂添加至羟基丙烯酸树脂中，实现了超自洁、高硬度、超光滑、耐候性等优异性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子聚合物类汽车涂料，尤其是汽车清漆及其制备方法，具体涉及一种常温固化的聚四氟乙烯改性高固汽车清漆及其制备方法。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)俗称特氟龙，并有“超耐候防腐王”的美称，是目前氟类产品的最高端材料，具有优异的耐高低温性能，卓越的化学稳定性，优异的介电性能、耐化学品性、耐高低温性、润滑性、不粘性、耐候性、不吸湿性等性能，因此被广泛应用于电子电气绝缘、化工、机械、航空、航天、建筑、交通、纺织、医药车辆船舶制造和各个工业领域。“TEFLON”系列产品均需要在高温条件下固化，除极少量可以在177℃以下固化之外，绝大多数需要在260～343℃之间固化，有时需要427℃，由于固化条件的限制导致涂装成本的增加，使此类产品的应用受到了限制。1965年美国Pennwalt公司开发成功以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基料的建筑用氟碳涂料，全世界有数以万计的建筑物在(PVDF)氟碳涂料的保护下熠熠生辉。由于该类涂料还是属于烘烤型涂料，虽然烘烤温度比聚四氟乙烯要低很多，大约在230℃，因此还是无法在现场使用，需要工厂加工，这也制约氟碳涂料进一步的推广。日本在氟碳涂料的研发处于世界领先水平，推出常温固化氟树脂(FEVE)，以氟乙烯与乙烯基醚交联合成共聚物树脂。但由于醚键存在，油漆储存稳定性差，分散性差，国内厂家大多应用此树脂合成常温固化氟碳漆，漆膜软、硬度低、白色浑浊、分散性差、易污染。目前常温固化的含氟涂料的研究集中在含氟单体与丙烯酸类单体共混添加，钟萍的含氟丙烯酸聚氨酯涂料的研究中，采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯与含氟单体共聚得到含氟丙烯酸树脂，然后添加溶剂、助剂等制成含氟涂料，虽然具备很大的接触角，也具备一定的耐候性，但是并不适用于汽车涂料，因为不具备超光滑和高硬度的性能。专利技术专利——一种超快干型汽车清漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法中介绍了常温固化快干的汽车清漆，虽然具备常温15-20分钟快干的优异性能，但是却使用了二甲苯、三甲苯等高毒性的溶剂，并且不具备一定硬度、耐磨、耐候的性能。本专利技术在现有技术的基础上，研发了一款常温固化的汽车清漆，将极少量的聚四氟乙烯树脂通过与多羟基丙烯酸等树脂合成出改性复合高固汽车清漆，常温下在交联固化过程中通过取向作用，使F-C向空气伸展，占据聚合物与空气界面，具备高硬度、超光滑、良好的耐候性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的提供一种具备常温固化、高硬度、超光滑、良好的耐候性能的汽车清漆及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)主漆的配制：主漆的配制：将混合单体46-59份、引发剂1-5份、混合溶剂40-60份，加入磁力搅拌器内，通入氮气，40-50℃、3500-4000转/分，搅拌1-2小时，升温至80-90℃搅拌1-2小时，然后开始滴加改性透明油状聚四氟乙烯树脂3-5份，滴加速度为60-70滴/分，滴加完毕，5000-5500转/分搅拌2-3小时，保温1-2小时，冷却至常温，制得主漆；(2)固化剂配制：将聚异氰酸酯50-60份、醋酸丁酯30-40份、丙二醇甲醚醋酸酯10-20份投入磁力搅拌器常温搅拌1小时制得；(3)稀释剂配制：将醋酸丁酯50-60份、丙二醇甲醚醋酸酯40-50份投入磁力搅拌器常温搅拌1小时制得；(4)将上述步骤得到的主漆、固化剂和稀释剂按质量比100:50:10-15混合，3000～4000转/分钟搅拌15分钟得到高固汽车清漆。进一步，所述改性透明油状聚四氟乙烯树脂是通过如下方法制得的：以粒度0.5-3μm的聚四氟乙烯粉末为起始原料，以N-甲基吡咯烷酮为聚合溶剂，将N-甲基吡咯烷酮溶剂升温至100-120℃，通氮气鼓泡30分钟，持续通氮气，然后份批次加入聚四氟乙烯粉末，每次加入的聚四氟乙烯粉末的量为N-甲基吡咯烷酮溶剂质量的1％，总量为N-甲基吡咯烷酮溶剂质量的13-15％，每次加完聚四氟乙烯粉末后超声波搅拌分散1小时，聚四氟乙烯粉末加入完毕后升温至190-200℃，继续通氮气超声波搅拌分散10小时；然后自然冷却至25℃，制得均匀分散的改性透明油状聚四氟乙烯树脂。本专利技术采用高温超声分散的作用，将粉末状的聚四氟乙烯树脂溶于N-甲基吡咯烷酮中，形成透明的油状聚四氟乙烯树脂，然后与复合的单体进行聚合，不但具备氟碳树脂优异的性能，并且实现了常温固化的要求。本专利技术的技术理论是将极少量的聚四氟乙烯树脂通过与多羟基丙烯酸等树脂合成出改性复合高固汽车清漆，常温下在交联固化过程中通过取向作用，使F-C向空气伸展，占据聚合物与空气界面面，F-C键能大、降低表面能、强稳定、包覆住聚合物内部、形成很好的“屏蔽保护”，使聚合物经久耐用。进一步，所述混合单体为甲基丙烯酸甲酯20-25份、甲基丙烯酸丁酯8-10份、丙烯酸羟乙酯6-8份、丙烯酸羟丁酯6-8份、丙烯酸羟丙酯6-8份混合。甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯具备耐候性优良、提高聚合物硬度，良好的涂膜附着力、柔韧性、耐冲击性；丙烯酸羟酯类树脂提供交联基团，与固化剂作用，能迅速聚合。进一步，所述混合溶剂为醋酸丁酯30-40份、甲基异丁酮5-10份、丙二醇甲醚醋酸酯3-5份、N-甲基吡咯烷酮2-5份混合。采用不含苯类溶剂，作为本专利技术清漆的溶剂和稀释剂，其作用调整聚合度及成品涂料的挥发速度控制，在保证成膜效果的前提下，实现快干。进一步，所述混合单体为甲基丙烯酸甲酯20份、甲基丙烯酸丁酯8份、丙烯酸羟乙酯6份、丙烯酸羟丁酯6份、丙烯酸羟丙酯6份混合。进一步，所述步骤(1)中改性透明油状聚四氟乙烯树脂的添加量为3份。进一步，改性透明油状聚四氟乙烯树脂的制备中，聚四氟乙烯粉末的添加量为N-甲基吡咯烷酮溶剂质量的15％。进一步，所述超声分散的频率为50～100KHz。进一步，所述引发剂为过氧化甲苯酰。一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆，由前面所述的任意一项的制备方法制成。本专利技术制备的汽车清漆的喷涂：将上述方法制备得到的主漆、固化剂和稀释剂按质量比100:50:10-15混合得到高固汽车清漆，稀释剂的用量应根据喷涂环境温度，空气动力，喷涂机械，出漆量，喷枪运行速度及所需要的膜厚进行稀释剂的选用和涂装粘度的调整。喷涂施工工艺：前处理→喷涂中涂底漆→喷面漆→喷清漆→烘烤1、前处理：先用除油剂对金属漆清洁除油，再用除尘布擦拭一遍。2、喷涂：首先喷涂环氧底漆，然后将上述稀释过的清漆喷涂一遍后，晾干8-10分钟，喷涂第二遍；3、烘烤：喷完清漆后，表干8-10分钟，烘烤60℃/45-60分钟。本专利技术的优点在于：1、本专利技术制得的汽车清漆具备快干固化性能，常温下表干时间为8-10分钟，60℃烘烤45-60分钟后完全干燥固化；2、本专利技术制得的常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆克服了现有技术中同类树脂在实现超快干的情况下施工性能差和漆膜外观差的问题，以及使用苯类有机溶剂毒性大的缺点；3、本专利技术制得常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆喷涂后的表面粗糙度为2.59nm，实现了真正的超光滑，并且接触角≥98°实现了超自洁、抗涂鸦的性能；并且漆膜的硬度≥2.5H，高硬度、耐磨；4、本专利技术采用自主研发的液体聚四氟乙烯树脂添加至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)主漆的配制：将混合单体46‑59份、引发剂1‑5份、混合溶剂40‑60份，加入磁力搅拌器内，通入氮气，40‑50℃、3500‑4000转/分，搅拌1‑2小时，升温至80‑90℃搅拌1‑2小时，然后开始滴加改性透明油状聚四氟乙烯树脂3‑5份，滴加速度为60‑70滴/分，滴加完毕，5000‑5500转/分搅拌2‑3小时，保温1‑2小时，冷却至常温，制得主漆；(2)固化剂配制：将聚异氰酸酯50‑60份、醋酸丁酯30‑40份、丙二醇甲醚醋酸酯10‑20份投入磁力搅拌器常温搅拌1小时制得；(3)稀释剂配制：将醋酸丁酯50‑60份、丙二醇甲醚醋酸酯40‑50份投入磁力搅拌器常温搅拌1小时制得；(4)将上述步骤得到的主漆、固化剂和稀释剂按质量比100:50:10‑15混合，3000～4000转/分钟搅拌15分钟得到高固汽车清漆。

【技术特征摘要】
1.一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)主漆的配制：将混合单体46-59份、引发剂1-5份、混合溶剂40-60份，加入磁力搅拌器内，通入氮气，40-50℃、3500-4000转/分，搅拌1-2小时，升温至80-90℃搅拌1-2小时，然后开始滴加改性透明油状聚四氟乙烯树脂3-5份，滴加速度为60-70滴/分，滴加完毕，5000-5500转/分搅拌2-3小时，保温1-2小时，冷却至常温，制得主漆；(2)固化剂配制：将聚异氰酸酯50-60份、醋酸丁酯30-40份、丙二醇甲醚醋酸酯10-20份投入磁力搅拌器常温搅拌1小时制得；(3)稀释剂配制：将醋酸丁酯50-60份、丙二醇甲醚醋酸酯40-50份投入磁力搅拌器常温搅拌1小时制得；(4)将上述步骤得到的主漆、固化剂和稀释剂按质量比100:50:10-15混合，3000～4000转/分钟搅拌15分钟得到高固汽车清漆。2.根据权利要求1所述的一种常温固化聚四氟乙烯改性高固汽车清漆的制备方法，其特征在于：所述改性透明油状聚四氟乙烯树脂是通过如下方法制得的：以粒度0.5-3μm的聚四氟乙烯粉末为起始原料，以N-甲基吡咯烷酮为聚合溶剂，将N-甲基吡咯烷酮溶剂升温至100-120℃，通氮气鼓泡30分钟，持续通氮气，然后份批次加入聚四氟乙烯粉末，每次加入的聚四氟乙烯粉末的量为N-甲基吡咯烷酮溶剂质量的1％，总量为N-甲基吡咯烷酮溶剂质量的13-15％，每次加完聚四氟乙烯粉末后超声波搅拌分散1小时，聚四氟乙烯粉末加入完毕后升温至190-200℃，继续通氮气超声波搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，岳莘，
申请(专利权)人：天津市一玛防护材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12