[发明专利]高交联密度氟碳树脂涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体为一种高交联密度氟碳树脂涂料及其制备方法。

背景技术

氟碳树脂主要以含氟树脂为主要成膜物质，相比于其他树脂，具有良好的耐热性、耐化学品性、耐寒性、低温柔韧性、耐候性和良好的电性能等。因此以氟碳树脂制成的氟碳涂料广泛应用在建筑、化工、电子电器、航空航天以及家庭用品等领域。然而由于氟碳树脂骨架结构上C-F键的键长短和键能大，导致了其低的附着性。氟碳涂料可以单组份使用，也可以利用树脂组分中的羟基，加入固化剂配制成双组份涂料来使用。当单独使用时，成膜后的涂层耐溶剂性较差。当双组份使用时，通过生成的交联网状结构提高涂膜的耐溶剂性，抗划伤性，进一步改善其附着性。

然而当应用于精密仪器的表面防护时，尤其是对长期接触于溶剂体系的精密仪器及器件，氟碳树脂涂层的构筑由于其较低的表面能能够有效防止溶剂分子对仪器及器件表面的腐蚀。但是在较高的环境下，有机溶剂分子的运动能力较强，腐蚀性增强，氟碳树脂涂层的寿命会降低。尽管形成了化学交联网络，但是对溶剂分子防护显得很有限。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种高交联密度的氟碳树脂涂料及其制备方法，以解决氟碳涂料在使用过程中的耐溶剂性能，提高交联密度，降低孔隙率，阻隔涂层受溶剂分子腐蚀，提高涂层使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高交联密度氟碳树脂涂料，包括氟碳树脂、固化剂和改性的纳米填料，所述改性的纳米填料的质量为氟碳树脂的0.5％～1％，所述氟碳树脂与所述固化剂质量比为8:1～4:1。

进一步地，所述氟碳树脂的原料包括氟化单体20-50wt％，醋酸乙烯酯单体15-30wt％，烯酸类单体0.5-2wt％，烯醇类单体1-5wt％，引发剂0.1-1wt％，溶剂30-50wt％。

进一步地，所述氟化单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、三氟氯乙烯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、三氟丙烯中的一种；

所述烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、十一烯酸、十二烯酸、十三烯酸、十四烯酸、二十烯酸中的一种；

所述烯醇类单体为烯丙醇、烯丁醇、2-乙基-3-烯丁醇中的一种；

所述引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂中的一种，偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈；过氧化物类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化异丙苯、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮；

所述溶剂为酮类、酯类、苯类溶剂中的一种或多种，酮类溶剂包括丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、丁酮、环己酮、环戊酮；酯类溶剂包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异戊酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸环己酯、乙酸正丙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯；苯类溶剂包括苯、甲苯、二甲苯。

进一步地，所述氟化单体为三氟氯乙烯，含量为35-45wt％；

烯酸类单体为十一烯酸或十二烯酸，含量为0.75-1.1wt％；

所述烯醇类单体为烯丙醇或烯丁醇，含量为2.5-3.5wt％；

所述引发剂为偶氮二异丁腈，含量为0.5-0.75wt％；

所述溶剂为甲基异丁基酮和二甲苯的混合溶剂，含量为35-45wt％。

进一步地，所述固化剂的原料包括二异氰酸酯和三元醇，摩尔比为3:1。

进一步地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯己酸甲酯、4,4’-亚甲基-二环己基二异氰酸酯中的一种或多种；

所述三元醇为聚醚三元醇、聚酯三元醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或多种。

进一步地，所述改性的纳米填料是由纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳化硅中的一种经过表面改性。

一种高交联密度氟碳树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：

1)将醋酸乙烯酯单体、烯酸类单体、烯醇单体类、引发剂、溶剂按比例加入到反应容器中充分混合，真空下加入氟化单体，再充入惰性气体，在60-80℃恒温下反应20-24小时，冷却得到氟碳树脂；

2)将二异氰酸酯与三元醇按摩尔比3:1加入反应容器中，在60-70℃反应3-4小时，冷却得到固化剂；

3)将纳米填料加入到反应容器中，加入30％过氧化氢水溶液反应，在100～110℃下回流6-8小时，再经过冷却、洗涤、干燥，得到改性的纳米填料；