一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料及其制备方法，该涂料为双组份，A组份包括：旭硝子LF‑200氟碳树脂、溶剂、分散剂、自制改性纳米级二氧化钛液、硅铝包膜钛白粉、防沉剂、流平剂、消泡剂。B组份包括：脂肪族聚异氰酸酯和弹性固化剂。其特点一使用旭硝子LF‑200氟碳树脂作主要成膜物质，能使漆膜具有超高的耐侯性；二是氯化胆碱/醇类低共熔溶剂具有溶剂性、催化剂、降解等特性，原材料易得、价格低廉，改性纳米二氧化钛，使纳米粒子分散得更均匀、稳定性更好，且整个过程不产生污染和资源浪费；三是氯化胆碱/醇类低共熔溶剂改性的纳米二氧化钛加入氟碳涂料中能使漆膜不仅具有更强的光催化特性、还能降低漆膜的接触角提高漆膜的亲水性，提高氟碳涂料的自清洁效果，还不影响该氟碳涂料的光泽、稳定性和超高耐侯性，真正具有长效自清洁高耐候性等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料及其制备方法
本专利技术涉及钢铁表面重防腐、自清洁、高耐候性涂料化工
，具体涉及一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料及其制备方法。
技术介绍
氟碳树脂中由于氟原子电负性(4.0)较高，C-F键能(451～485)×103J/mol较大，键距(136×10-10)m较短，且氟原子密集地包围着C-C主键，形成一个螺旋形结构，因此保护了C-C不被冲击、不被化学介质所破坏。正是这种结构的特点使得氟树脂具有良好的附着力与超长的耐候性、耐污染性以及防腐蚀性等优点，目前已经被广泛应用于建筑、交通运输等领域，并成为高性能涂料的代名词，是桥梁制造行业中的三大高性能面漆之一。而随着现代科技和经济的迅速发展，对大型桥梁运营寿命要求也越来越长，普遍要求超过100年，甚至达到120年。因此对处于严重腐蚀环境下的跨海大桥，如典型的港珠澳大桥等，3000h的耐盐雾性性能和耐人工气候老化性已不能满足其要求。因此研究开发高性能氟碳面漆必将成为日后的发展趋势，尤其是6000h以上的耐盐雾性能、耐人工气候老化性能(QUV测试)满足要求的氟碳面漆将会得到更多的研究和应用。
技术实现思路
对大型钢结构桥梁等户外建筑所用的涂料而言，其特点不仅要具有长效防腐性，还应要具有一定的自清洁能力，以达到即实用又干净美观的要求，既降低建筑物腐蚀的重大损失又减少清洁被污染建筑物外表面的较高投入。纳米二氧化钛具有光催化特性，能提高漆膜的耐沾污性，但由于纳米粒子(纳米TiO2)十分微小，比表面积非常大，所以各粒子之间可产生极高的界面力，这种界面力使粒子集聚成凝集体、较难被浸湿和分散，而传统的分散方法如超声波超声分散、高速剪切分散等分散方法有限且时间过长纳米粒子还会出现团聚的现象，因此本专利技术利用氯化胆碱(分子式：HOC2H4N+(CH3)3Cl-)/醇类低共熔溶剂的溶剂性、催化剂、降解等特性改性纳米二氧化钛，使纳米粒子分散得更均匀且稳定性更好，氯化胆碱/醇类低共熔溶剂改性的纳米二氧化钛加入氟碳涂料中能使漆膜不仅具有更强的光催化特性、还能降低漆膜的接触角提高漆膜的亲水性，提高氟碳涂料的自清洁效果，还不影响该氟碳涂料的超高耐侯性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，该方法包括以下五个步骤：(1)低共熔溶剂的制备：将两种原料加入密封的容器中，在50℃～90℃的条件下搅拌至反应液透明，即得到低共熔溶剂；其中：步骤(1)中所述的两种原料具体为：第一种原料为氯化胆碱，第二种原料为丙三醇、乙二醇或乙醇中的一种或几种；(2)自制改性纳米二氧化钛液的制备：将纳米二氧化钛加入到步骤(1)所得到的低共熔溶剂中，充分搅拌并升温至50℃～100℃，保温0.1h～1h至纳米二氧化钛分散均匀后即得到改性纳米二氧化钛液，即低表面能填料，冷却至室温备用；(3)A组份的制备：第一步：将30～50份的氟碳树脂和2～15份的二甲苯混匀，再在搅拌的状态下依次加入0.1～1份的分散剂、8～50份的颜料和0.1～1份的防沉剂并进行混匀，混匀后将浆料研磨至细度小于20μm，得到氟碳面漆色浆，备用；第二步：称取10～50份的氟碳面漆色浆，在该部分浆料中加入10～50份的氟碳树脂、0.1～1份的防沉剂、0.1～1份的流平剂、0.1～0.5份的消泡剂和1～5份低表面能填料、2～10份二甲苯搅拌均匀，过滤包装得到A组份。(4)B组份的制备：将40～70份的异氰酸酯固化剂、10～30份的弹性固化剂和10～30份的醋酸丁酯混匀，过滤包装得到B组份。(5)漆膜的制备：按照质量比A组份：B组份＝(100)：(6.5～12.5)比例混合均匀，加入高能稀释剂稀释，进行喷涂施工，即可获得长效自清洁高耐候性氟碳涂料漆膜。一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料，该氟碳涂料是通过如下方法制备得到：(1)低共熔溶剂的制备：将两种原料加入密封的容器中，在50℃～90℃的条件下搅拌至反应液透明，即得到低共熔溶剂；其中：步骤(1)中所述的两种原料具体为：第一种原料为氯化胆碱，第二种原料为丙三醇、乙二醇或乙醇中的一种或几种；(2)自制改性纳米二氧化钛液的制备：将纳米二氧化钛加入到步骤(1)所得到的低共熔溶剂中，充分搅拌并升温至50℃～100℃，保温0.1h～1h至纳米二氧化钛分散均匀后即得到改性纳米二氧化钛液，即低表面能填料，冷却至室温备用；(3)A组份的制备：第一步：将30～50份的氟碳树脂和2～15份的二甲苯混匀，再在搅拌的状态下依次加入0.1～1份的分散剂、8～50份的颜料和0.1～1份的防沉剂并进行混匀，混匀后将浆料研磨至细度小于20μm，得到氟碳面漆色浆，备用；第二步：称取10～50份的氟碳面漆色浆，在该部分浆料中加入10～50份的氟碳树脂、0.1～1份的防沉剂、0.1～1份的流平剂、0.1～0.5份的消泡剂和1～5份低表面能填料、2～10份二甲苯搅拌均匀，过滤包装得到A组份。(4)B组份的制备：将40～70份的异氰酸酯固化剂、10～30份的弹性固化剂和10～30份的醋酸丁酯混匀，过滤包装得到B组份。(5)漆膜的制备：按照质量比A组份：B组份＝(100)：(6.5～12.5)比例混合均匀，加入高能稀释剂稀释，进行喷涂施工，即可获得长效自清洁高耐候性氟碳涂料漆膜。在一些具体的技术方案中：A组份的第一步中：氟碳树脂、二甲苯、分散剂、颜料和防沉剂的重量份数分别为35～45份、8～12份、0.3～0.8份、10～50份和0.3～0.8份；第二步中：氟碳面漆色浆、氟碳树脂、防沉剂、流平剂、消泡剂、低表面能填料和二甲苯的重量份数分别为30～50份、40～50份、0.3～0.8份、0.1～0.5份、0.1～0.5份、1～5份、2～10份。B组份中异氰酸酯固化剂、弹性固化剂和醋酸丁酯的重量份数分别为55～65份、15～25份、20～30份。在一些具体的技术方案中，所述步骤(1)中第一种原料和第二种原料的摩尔比为1：0.5～10；作为优选：第一种原料和第二种原料的摩尔比为1：2～6。在一些具体的技术方案中：所述步骤(2)中纳米二氧化钛占步骤(1)低共熔溶剂的质量百分比是10％～50％。优选：步骤(2)中纳米二氧化钛占步骤(1)低共熔溶剂的质量百分比是20％～50％。在一些具体的技术方案中：步骤(3)中所述分散剂为BYK-2025、BYK-180、迪高670、迪高671中的一种或几种。在一些具体的技术方案中：步骤(3)中所述的颜料为杜邦R960钛白粉、湖南巨发科技有限公司JF-B2852铜铬黑粉、江苏振新颜料股份有限公司酞箐蓝BGS、南通争研新材料科技有限公司颜料红GL中的一种或几种。在一些具体的技术方案中：步骤(3)中所述的防沉剂为日本帝司巴隆Disparlon6900-HV聚酰胺蜡、德固赛气相二氧化硅R972、常州荣奥化工聚乙烯蜡浆201P防沉剂中的一种或几种。在一些具体的技术方案中：步骤(3)中所述的流平剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下五个步骤：/n(1)低共熔溶剂的制备：将两种原料加入密封的容器中，在50℃～90℃的条件下搅拌至反应液透明，即得到低共熔溶剂；/n其中：步骤(1)中所述的两种原料具体为：第一种原料为氯化胆碱，第二种原料为丙三醇、乙二醇或乙醇中的一种或几种；/n(2)自制改性纳米二氧化钛液的制备：将纳米二氧化钛加入到步骤(1)所得到的低共熔溶剂中，充分搅拌并升温至50℃～100℃，保温0.1h～1h至纳米二氧化钛分散均匀后即得到改性纳米二氧化钛液，即低表面能填料，冷却至室温备用；/n(3)A组份的制备：/n第一步：将30～50份的氟碳树脂和2～15份的二甲苯混匀，再在搅拌的状态下依次加入0.1～1份的分散剂、8～50份的颜料和0.1～1份的防沉剂并进行混匀，混匀后将浆料研磨至细度小于20μm，得到氟碳面漆色浆，备用；/n第二步：称取10～50份的氟碳面漆色浆，在该部分浆料中加入10～50份的氟碳树脂、0.1～1份的防沉剂、0.1～1份的流平剂、0.1～0.5份的消泡剂和1～5份低表面能填料、2～10份二甲苯搅拌均匀，过滤包装得到A组份。/n(4)B组份的制备：将40～70份的异氰酸酯固化剂、10～30份的弹性固化剂和10～30份的醋酸丁酯混匀，过滤包装得到B组份。/n(5)漆膜的制备：按照质量比A组份：B组份＝(100)：(6.5～12.5)比例混合均匀，加入高能稀释剂稀释，进行喷涂施工，即可获得长效自清洁高耐候性氟碳涂料漆膜。/n...

【技术特征摘要】
1.一种长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下五个步骤：
(1)低共熔溶剂的制备：将两种原料加入密封的容器中，在50℃～90℃的条件下搅拌至反应液透明，即得到低共熔溶剂；
其中：步骤(1)中所述的两种原料具体为：第一种原料为氯化胆碱，第二种原料为丙三醇、乙二醇或乙醇中的一种或几种；
(2)自制改性纳米二氧化钛液的制备：将纳米二氧化钛加入到步骤(1)所得到的低共熔溶剂中，充分搅拌并升温至50℃～100℃，保温0.1h～1h至纳米二氧化钛分散均匀后即得到改性纳米二氧化钛液，即低表面能填料，冷却至室温备用；
(3)A组份的制备：
第一步：将30～50份的氟碳树脂和2～15份的二甲苯混匀，再在搅拌的状态下依次加入0.1～1份的分散剂、8～50份的颜料和0.1～1份的防沉剂并进行混匀，混匀后将浆料研磨至细度小于20μm，得到氟碳面漆色浆，备用；
第二步：称取10～50份的氟碳面漆色浆，在该部分浆料中加入10～50份的氟碳树脂、0.1～1份的防沉剂、0.1～1份的流平剂、0.1～0.5份的消泡剂和1～5份低表面能填料、2～10份二甲苯搅拌均匀，过滤包装得到A组份。
(4)B组份的制备：将40～70份的异氰酸酯固化剂、10～30份的弹性固化剂和10～30份的醋酸丁酯混匀，过滤包装得到B组份。
(5)漆膜的制备：按照质量比A组份：B组份＝(100)：(6.5～12.5)比例混合均匀，加入高能稀释剂稀释，进行喷涂施工，即可获得长效自清洁高耐候性氟碳涂料漆膜。


2.根据权利要求1所述的长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于：A组份的第一步中：氟碳树脂、二甲苯、分散剂、颜料和防沉剂的重量份数分别为35～45份、8～12份、0.3～0.8份、10～50份和0.3～0.8份；
第二步中：氟碳面漆色浆、氟碳树脂、防沉剂、流平剂、消泡剂、低表面能填料和二甲苯的重量份数分别为30～50份、40～50份、0.3～0.8份、0.1～0.5份、0.1～0.5份、1～5份、2～10份。
B组份中异氰酸酯固化剂、弹性固化剂和醋酸丁酯的重量份数分别为55～65份、15～25份、20～30份。


3.根据权利要求1所述的长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一种原料和第二种原料的摩尔比为1：0.5～10；优选：第一种原料和第二种原料的摩尔比为1：2～6。


4.根据权利要求1所述的长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中纳米二氧化钛占步骤(1)低共熔溶剂的质量百分比是10％～50％；优选：步骤(2)中纳米二氧化钛占步骤(1)低共熔溶剂的质量百分比是20％～50％。


5.根据权利要求1所述的长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)的第一步中所述分散剂为BYK-2025、BYK-180、迪高670、迪高671中的一种或几种；
步骤(3)的第一步中所述的颜料为杜邦R960钛白粉、湖南巨发科技有限公司JF-B2852铜铬黑粉、江苏振新颜料股份有限公司酞箐蓝BGS、南通争研新材料科技有限公司颜料红GL中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)的第一步和第二步中所述的防沉剂为日本帝司巴隆Disparlon6900-HV聚酰胺蜡、德固赛气相二氧化硅R972、常州荣奥化工新材料有限公司聚乙烯蜡201P中的一种或几种；
步骤(3)的第二步中所述的流平剂为迪高300、BYK-300、BYK-331中的一种或几种。


7.根据权利要求1所述的长效自清洁高耐候性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的消泡剂为BYK-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天勤，张卫中，
申请(专利权)人：南京长江涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32