[发明专利]一种金属基材装涂用水性氟碳涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于飞机、汽车等金属基材表面装涂使用的水性氟碳涂料，具体地说涉及一种基于硅烷/有机氯共改性氟树脂乳液为主组分的水性复合氟碳涂料。

背景技术

氟碳涂料，即以有机氟树脂或聚合物为主要成膜物质的涂料。氟碳涂料，耐侯耐久性以及耐腐蚀性优异，又能提供基材良好的防污和自清洁功能，因而在航空航天、车辆、化工设备装涂、船舶防腐、高架桥梁(如杭州湾跨海大桥)和高层建筑(如北京鸟巢)免维护等方面有广泛应用，是集高、新、特于一身的特种功能涂料，有“涂料王”之美誉，水性环保是其发展的重要方向之一。

复配是制备氟碳涂料的主要技术之一。例如CN101402816将氟碳乳液与丙烯酸弹性乳液、耐酸颜料/填料、消泡剂、流平剂等复配，获得了一种可用于建筑外墙防护和装饰使用的水性涂料。而CN101412883将丙烯酸树脂与氟碳树脂、纳米SiO₂、钛白粉、硅丙乳液、碳酸钙、消泡剂等复配，也获得了一种纳米氟碳外墙保温涂料，将其用于建筑物的外墙装涂，涂膜有耐酸碱及遮盖细小裂纹的作用。然而上述专利中，氟碳组分、丙烯酸树脂以及硅丙乳液等组分的结构未曾公开，将其用于金属部件装涂，性能欠佳。

氟碳涂料的性能主要取决于氟树脂。因此，在氟碳涂料制备中使用新型氟树脂并辅以性能良好的交联剂，有望进一步提高涂料的应用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于飞机、汽车等金属基材(如铝合金、钢材)装涂用水性氟碳涂料及其制备方法。

本发明金属基材装涂用水性氟碳涂料，由水性树脂和环氧聚醚基(倍半)硅氧烷交联剂、金属纳米颜料、分散剂、防腐剂、光稳定剂、增稠剂、流平剂以及H₂O组成，其中所述的水性树脂按质量分数由25-50％的硅烷/有机氯共改性氟树脂乳液和50-75％的丙烯酸树脂乳液所组成，按水性树脂的质量其他组分用量分别为：环氧聚醚基(倍半)硅氧烷交联剂为0.5-3.0％、金属纳米颜料为5.0-10.0％、分散剂为0.025-0.1％、防腐剂为0.05-0.3％、光稳定剂为0.05-0.2％、增稠剂为0.1-0.5％、流平剂为0.05-1.0％、H₂O为10-20％。

所述硅烷/有机氯共改性氟树脂乳液的主组分为全氟烷乙基丙烯酸酯(FA)-co-甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)-co-对氯甲基苯乙烯(CMS)-co-丙烯酸羟丙酯(HPA)-co-乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)(简称FLCHV)、或全氟烷乙基丙烯酸酯(FA)-co-甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)-co-对氯甲基苯乙烯(CMS)-co-N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)-co-乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)(简称FLCNV)、或全氟烷乙基丙烯酸酯(FA)-co-甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)-co-对氯甲基苯乙烯(CMS)-co-丙烯酸羟丙酯(HPA)-co-γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)(简称FLCHK)、或全氟烷乙基丙烯酸酯(FA)-co-甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)-co-对氯甲基苯乙烯(CMS)-co-N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)-co-γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)(简称FLCNK)、或甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)-co-甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)-co-对氯甲基苯乙烯(CMS)-co-丙烯酸羟丙酯(HPA)-co-乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)(简称DLCHV)、或甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)-co-甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)-co-对氯甲基苯乙烯(CMS)-co-N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)-co-γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)(简称DLCNK)，所述的硅烷/有机氯共改性氟树脂乳液的制法是将全氟烷乙基丙烯酸酯(FA)或甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)与甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)、对氯甲基苯乙烯(CMS)、丙烯酸羟丙酯(HPA)或N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)在水相进行阴离子种子乳液共聚，反应温度为80℃，反应时间为4h，乳液固含量为30％，pH为6.0，黏度为1.5-5.0mPa.s。

所述丙烯酸树脂乳液的主组分为丙烯酸丁酯(BA)-co-苯乙烯(ST)-co-丙烯酸(AA)-co-丙烯酸羟丙酯(HPA)-co-γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)(BSAHK)，由西安树脂厂提供，pH值为5.0-6.0，固含量为50％，黏度为53-60mPa.s。