[发明专利]一种水性含氟涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料制备领域，特别涉及一种水性含氟涂料及其制备方法。

背景技术

氟涂料又称氟碳涂料、氟碳漆、氟树脂涂料，它指的是涂料成膜物质为氟树脂的涂料。与其他类涂料相比，氟涂料由于引入电负性大、原子半径小、键长短、键能大的氟原子，使得氟涂料在许多方面具有优异的性能，如具有良好的耐候性、耐腐蚀性、耐化学品性质以及独特的低表面能和表面自洁性能。

现如今，随着科技的进步，人们对氟涂料的研究已经实现可以根据需要进行分子结构的设计，可以在树脂中添加羟基或羧基等官能团，在已具有氟涂料优异性能的基础上，再赋予其特定的功能，使其成为可以应用于特定条件下的氟涂料。

随着人们环保意识日益增强，提倡低VOC的排放，导致溶剂型氟涂料的发展受到了很大限制，而另一种绿色环保型的水性氟涂料逐渐在涂料领域占据主导地位。水性氟涂料是以水性氟乳液为成膜物质，以水作为溶剂，既具有无毒无味、低VOC排放、安全不燃性等水性涂料的特性，又具有耐候性、耐腐蚀性以及不粘性等氟涂料的特点。

目前，国内对于水性氟涂料研究比较多主要有以下三类：一、利用羟基与异氰酸根的反应固化的水性涂料，这种涂料的好处在于可以在室温下固化，并且固化所需时间较短，固化后涂层的各项性能良好，但缺点是，这种涂料的使用期短，给现场施工带来很多不便。二、利用有机硅烷的水解反应固化的水性氟涂料，这种涂料的主要成分一般为有机硅烷的含氟乳液，或是在制备的过程添加有机硅烷的助剂形成涂料，涂料在固化的过程中，有机硅烷发生水解反应，进而将硅入聚合物种，获得具有硅特性的水性氟涂料。三、利用活泼羰基与酰肼反应固化的水性氟涂料，这种涂料是将活泼的羰基引入涂料的基料里，然后用含酰肼基团的化合物作为固化剂，这种固化剂可以配成水溶液，这样制备出的水性氟涂料具有良好的稳定性，并且在耐沾污方面有很明显的效果。因此水性氟涂料备受人们的关注，其应用前景非常广阔。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种水性含氟涂料及其制备方法，该水性含氟涂料具有优异的耐候性、耐酸碱腐蚀性、低摩擦性、耐沾污性以及抵抗紫外线的耐老化性，且制备方法简单易行，制作成本低廉。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种水性含氟涂料，该水性含氟涂料按质量百分比包括以下成分：水性含氟环氧树脂：35-40％，锌粉：30-35％，水：20-25％，助剂：5-8％，以上各组分之和为100%；

其中，水性含氟环氧树脂以质量份数计由以下成分组成：

双酚AF                15-20份

环氧氯丙烷             10-15份

聚乙二醇二缩水甘油醚   5-8份

乙二醇胺               5-10份

丙烯酸                 5-10份

助剂以质量份数计包含以下组分：分散剂：10-15份，固化剂：20-35份，增稠剂：5-10份，成膜助剂：5-10份，PH调节剂：1-5份，硅烷偶联剂：5-10份，消光剂：2-6份。

前述水性含氟涂料中，分散剂包括聚丙烯酸钠或铵盐中的一种或两种混合物；固化剂包括：二乙烯三胺、间苯二胺、聚酰胺650或二氨基二苯基甲砜DDS中的一种或几种；增稠剂为：钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇、硅藻土或聚丙酰胺中的一种或几种；成膜助剂为乙二醇；硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷一种，消光剂为改性聚酯丙烯酸酯。

前述水性含氟涂料中，锌粉为超细高活性锌粉，锌粉的粒度＜10μm。

前述水性含氟涂料中，水性含氟环氧树脂的制备方法为：

（1）含氟环氧树脂的合成

将双酚AF与环氧丙烷加入到装有机械搅拌器和冷凝水回流的三口烧瓶内，初始温度为50-55℃，使反应物完全溶解，然后温度升至75℃，冷凝回流反应2h后，缓慢滴加30wt％的氢氧化钠溶液，温度保持在75℃反应4h，停止反应后用热的去离子水萃取反应物2-4次，分出水层，用AgNO3检测水层至无白色沉淀为止，旋转除去过量的环氧氯丙烷，干燥后得到淡黄色透明的含氟环氧树脂；

（2）水性含氟环氧树脂的合成

将上述自制的含氟环氧树脂与聚乙二醇二缩水甘油醚按质量比3：1加入到装有机械搅拌器和冷凝水回流管的三口烧瓶内，缓慢滴加乙二醇胺，在80℃下反应2h，然后温度降至60℃，缓慢滴加丙烯酸，然后搅拌0.5-1h，搅拌速度为600-700r/min，得到水性含氟环氧树脂。