超耐候石墨烯改性氟碳涂料及其制備方法技術(shù)

一種超耐候石墨烯改性氟碳涂料，由組分A和組分B制成，以重量份數(shù)計(jì)，組分A為100份，組分B為5?15份；其中所述的組分A以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：FEVE氟碳樹(shù)脂50％?70％，石墨烯1‰?10‰，潤(rùn)濕分散劑1％?2％，消泡劑0.1％?0.5％，流平劑0.2％?1.0％，顏填料20％?35％，防沉劑0.5％?1％，余量為溶劑；其中所述的組分B以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂75％?90％，溶劑10％?25％。該涂料的耐候性能好，防護(hù)壽命長(zhǎng)。

Fluorocarbon Coatings Modified by Ultra Weatherproof Graphene and Its Preparation Method

A super weatherproof graphene modified fluorocarbon coatings is made of component A and component B. Component A is 100 parts by weight and component B is 5 15 parts by weight. Component A is made of the following components: FEVE fluorocarbon resin 50% 70%, graphene 1 10, wetting dispersant 1% 2%, defoamer 0.1% 0.5%, leveling agent 0.2% 1.0%, color. The filler is 20%35%, the anti-settling agent is 0.5%1%, and the remainder is solvent. Component B of the said composition is made of the following components by weight percentage: hexamethylene diisocyanate resin 75%90%, solvent 10%25%. The coating has good weatherability and long protection life.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
超耐候石墨烯改性氟碳涂料及其制備方法
本專(zhuān)利技術(shù)屬于涂料
，更具體地，涉及一種超耐候石墨烯改性氟碳涂料及其制備方法。
技術(shù)介紹
C-F鍵的高鍵能，氟原子的屏蔽效應(yīng)，以及氟烯烴與烷烯基醚/烷烯基酯的交替排列結(jié)構(gòu)，賦予了常溫交聯(lián)FEVE氟碳樹(shù)脂優(yōu)異的耐候性能，由其制得的FEVE氟碳涂料廣泛應(yīng)用于戶(hù)外大型橋梁設(shè)施，具有施工簡(jiǎn)便、防護(hù)效果好、防腐壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T722-2008《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》中規(guī)定C5-M腐蝕環(huán)境下氟碳長(zhǎng)效涂層配套體系的防護(hù)壽命可以達(dá)到15～25年。部分橋梁防腐工程氟碳面漆采用了進(jìn)口高性能的FEVE氟碳樹(shù)脂確實(shí)可以達(dá)到20年以上的防護(hù)壽命，而由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)FEVE氟碳樹(shù)脂質(zhì)量良莠不齊，采用國(guó)產(chǎn)FEVE氟碳樹(shù)脂制備的氟碳面漆在許多橋梁防腐工程的應(yīng)用案例中顯示其防護(hù)壽命只有15年左右。目前市場(chǎng)上為了提高普通FEVE氟碳涂料的耐候性能，多為在普通FEVE氟碳涂料中添加紫外光吸收劑和受阻胺穩(wěn)定劑。紫外光吸收劑可以通過(guò)散熱的形式將太陽(yáng)光紫外線的能量消散掉，受阻胺穩(wěn)定劑可以捕獲高分子聚合物吸收紫外線能量生成的自由基，進(jìn)而阻止自由基與氧氣的氧化反應(yīng)。在普通FEVE氟碳涂料中添加紫外光吸收劑和受阻胺穩(wěn)定劑，防護(hù)的初期確實(shí)可以顯著提高普通FEVE氟碳涂料的耐候性能，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，由于紫外光吸收劑和受阻胺穩(wěn)定劑本身受紫外線能量的破壞出現(xiàn)了分解失效，使普通FEVE氟碳涂料的耐候性下降反而更快，尤其使普通FEVE氟碳涂料的變色更加嚴(yán)重。中國(guó)專(zhuān)利CN201810582339.5提供了一種石墨烯-銀抗菌防污氟碳涂料及其制備辦法與應(yīng)用。所述的石墨烯-銀抗菌防污氟碳涂料，包含甲組分和乙組分，其中，甲組份包含組分：氟碳樹(shù)脂、潤(rùn)濕分散劑、流平劑、消泡劑、觸變劑、石墨烯-銀復(fù)合納米材料、鈦白粉、沉淀硫酸鋇、石英粉、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯，乙組分包含異氰酸酯類(lèi)固化劑。由于石墨烯-銀復(fù)合納米材料的引入，使漆膜具有較好附著力、抗沖擊性、疏水性、穩(wěn)定的廣譜抗菌性和防污性；此外，樹(shù)脂選用氟含量≥26％的氟碳樹(shù)脂，在提高漆膜光澤度、耐老化性和機(jī)械性能的同時(shí)，保證漆膜具有較低的表面能，能夠使制備的漆膜具有較強(qiáng)的疏水性。該專(zhuān)利的缺點(diǎn)在于：潤(rùn)濕分散劑采用了含酸性基團(tuán)的共聚物溶液，該類(lèi)型的助劑酸值較高，主要是用來(lái)潤(rùn)濕分散鈦白粉和沉淀硫酸鋇等無(wú)機(jī)顏料，不能用來(lái)分散石墨烯材料，會(huì)使石墨烯材料在涂料中發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，影響最終涂料的外觀和性能。另外，其較高的酸值對(duì)涂料體系的貯存穩(wěn)定性也有影響。流平劑采用了聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，該類(lèi)型的助劑含有機(jī)硅，對(duì)涂料體系有穩(wěn)泡作用，對(duì)涂料的再涂性也有影響，也會(huì)導(dǎo)致涂膜表面出現(xiàn)縮孔弊病。固化劑采用了N75，該類(lèi)型固化劑屬于縮二脲結(jié)構(gòu)的六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂，與三聚體結(jié)構(gòu)的六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂相比，其耐候性較差，與FEVE氟碳樹(shù)脂的相容性也不好，會(huì)對(duì)最終涂料的性能產(chǎn)生影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種超耐候石墨烯改性氟碳涂料，該氟碳涂料的耐候性能好，防護(hù)壽命長(zhǎng)。本專(zhuān)利技術(shù)的目的之二在于提供該氟碳涂料的制備方法。本專(zhuān)利技術(shù)所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，由組分A和組分B制成，以重量份數(shù)計(jì)，組分A為100份，組分B為5-15份。其中所述組分A以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：FEVE氟碳樹(shù)脂50％-70％，石墨烯1‰-10‰，潤(rùn)濕分散劑1％-2％，消泡劑0.1％-0.5％，流平劑0.2％-1.0％，顏填料20％-35％，防沉劑0.5％-1％，余量為溶劑。其中所述的FEVE氟碳樹(shù)脂用量過(guò)多，會(huì)造成涂料的顏料體積濃度過(guò)低，制得的涂料遮蓋力較差、硬度較低；FEVE氟碳樹(shù)脂用量過(guò)少，會(huì)造成涂料的顏料體積濃度過(guò)高，制得的涂料發(fā)脆，影響其彎曲性能和耐沖擊性能。優(yōu)選地，A組分中所述的FEVE氟碳樹(shù)脂為三氟氯乙烯(CTFE)或四氟乙烯(TFE)與烷基乙烯基酯(VAc)或烷基乙烯基醚(VE)的共聚物，優(yōu)選三氟氯乙烯與烷基乙烯基醚共聚合成的FEVE氟碳樹(shù)脂。所述三氟氯乙烯與烷基乙烯基醚共聚合成的FEVE氟碳樹(shù)脂，固體氟含量為20～30％，玻璃化溫度(Tg)為20～40℃，數(shù)均分子量為10000～30000，固含量為50～70％，固體羥值為50～60mgKOH/g，固體酸值為0～3mgKOH/g，優(yōu)選LF-200、ETERFLON41011或者SRF-350中的一種或幾種。優(yōu)選地，A組分中所述的石墨烯可以為剝離法生產(chǎn)、生長(zhǎng)法、氧化還原法或者電弧放電法生產(chǎn)，優(yōu)選氧化還原法生產(chǎn)的納米石墨烯材料。所述的石墨烯用量過(guò)少，效果不明顯；用量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致涂料的粘度上升，顏色變深，對(duì)耐候性的提高也不明顯，甚至?xí)?dǎo)致耐候性能下降。A組分中所述的潤(rùn)濕分散劑用量過(guò)多，會(huì)使涂料的耐候性能下降；用量過(guò)少，起不到對(duì)石墨烯材料的潤(rùn)濕分散效果，使石墨烯材料在涂料中發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，影響最終涂料的外觀和性能。優(yōu)選地，A組分中所述的潤(rùn)濕分散劑可以為含顏料親和基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物溶液、含堿性顏料親和基團(tuán)的丙烯酸酯共聚物溶液、可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物溶液、含有聚硅氧烷共聚物的低分子量不飽和酸性多元羧酸聚酯溶液，優(yōu)選可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物溶液為潤(rùn)濕分散劑，與FEVE氟碳樹(shù)脂優(yōu)異的相容性，高效的顏料錨定基團(tuán)，分子量分布窄，粘度低，所述的可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物溶液，其固體份為40～70％，胺值為20～40mgKOH/g；更優(yōu)選DISPERBYK-2001、EFKA-4310或者EFKA-4320。優(yōu)選地，A組分中所述的消泡劑可以為不含有機(jī)硅的破泡聚合物溶液、破泡聚硅氧烷溶液，優(yōu)選破泡聚硅氧烷溶液為消泡劑。所述的破泡聚硅氧烷溶液，固體份為0.5～1％，優(yōu)選牌號(hào)為BYK-066N或者BYK-141。優(yōu)選地，A組分中所述的流平劑可以為聚丙烯酸酯溶液、丙烯酸酯共聚物溶液、氟改性丙烯酸酯共聚物溶液，優(yōu)選聚丙烯酸酯溶液。所述的聚丙烯酸酯溶液，固體份為50～60％，數(shù)均分子量為10000～20000，優(yōu)選牌號(hào)為BYK-354或者BYK-355。A組分中所述的顏填料選自金紅石型鈦白粉、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、沉淀硫酸鋇中的一種或幾種，優(yōu)選金紅石型鈦白粉和沉淀硫酸鋇復(fù)配，復(fù)配比例為1-3:1。A組分中所述的防沉劑可以為有機(jī)膨潤(rùn)土、氫化蓖麻油、氣相二氧化硅、改性脲、聚酰胺蠟，優(yōu)選氣相二氧化硅。優(yōu)選地，A組分中所述的溶劑可以為二甲苯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯，優(yōu)選丙二醇甲醚醋酸酯。其中所述組分B以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：75％-90％的六亞甲基二異氰酸酯(HDI)樹(shù)脂，溶劑10％-25％。優(yōu)選地，B組分中所述的六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂可以為縮二脲結(jié)構(gòu)、三聚體結(jié)構(gòu)、加成物結(jié)構(gòu)，優(yōu)選三聚體結(jié)構(gòu)的六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂。優(yōu)選地，B組分中所述的溶劑可以為二甲苯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯，優(yōu)選丙二醇甲醚醋酸酯。本專(zhuān)利技術(shù)氟碳涂料的制備方法如下：(一)組分A的制備：(1)配制溶劑：在配有高速攪拌機(jī)的容器中加入溶劑；(2)配料預(yù)混合：?jiǎn)?dòng)高速攪拌機(jī)，先在低速攪拌狀態(tài)下依次加入FEVE氟碳樹(shù)脂、潤(rùn)濕分散劑、消泡劑、流平劑，攪拌10～15min；然后在低速攪拌狀態(tài)下依次加入防沉劑、石墨烯材料、顏填料，攪拌15～20mi本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于由組分A和組分B制成，以重量份數(shù)計(jì)，組分A為100份，組分B為5?15份；其中所述組分A以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：FEVE氟碳樹(shù)脂50％?70％，石墨烯1‰?10‰，潤(rùn)濕分散劑1％?2％，消泡劑0.1％?0.5％，流平劑0.2％?1.0％，顏填料20％?35％，防沉劑0.5％?1％，余量為溶劑；其中所述組分B以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂75％?90％，溶劑10％?25％。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于由組分A和組分B制成，以重量份數(shù)計(jì)，組分A為100份，組分B為5-15份；其中所述組分A以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：FEVE氟碳樹(shù)脂50％-70％，石墨烯1‰-10‰，潤(rùn)濕分散劑1％-2％，消泡劑0.1％-0.5％，流平劑0.2％-1.0％，顏填料20％-35％，防沉劑0.5％-1％，余量為溶劑；其中所述組分B以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下成分制成：六亞甲基二異氰酸酯樹(shù)脂75％-90％，溶劑10％-25％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于A組分中所述的FEVE氟碳樹(shù)脂為三氟氯乙烯或四氟乙烯與烷基乙烯基酯或烷基乙烯基醚的共聚物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于A組分中所述的FEVE氟碳樹(shù)脂為三氟氯乙烯與烷基乙烯基醚的共聚物，其固體氟含量為20～30％，玻璃化溫度為20～40℃，數(shù)均分子量為10000～30000，固含量為50～70％，固體羥值為50～60mgKOH/g，固體酸值為0～3mgKOH/g。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于A組分中所述的潤(rùn)濕分散劑選自含顏料親和基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物溶液、含堿性顏料親和基團(tuán)的丙烯酸酯共聚物溶液、可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物溶液或者含有聚硅氧烷共聚物的低分子量不飽和酸性多元羧酸聚酯溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于所述的潤(rùn)濕分散劑為可控自由基聚合的丙烯酸嵌段共聚物溶液，其固體份為50～70％，胺值為20～40mgKOH/g。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于所述的消泡劑為不含有機(jī)硅的破泡聚合物溶液或破泡聚硅氧烷溶液，優(yōu)選破泡聚硅氧烷溶液，其固體份為0.5～1％。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超耐候石墨烯改性氟碳涂料，其特征在于所述的流平劑為聚丙烯酸酯溶液、丙烯酸酯共聚物溶液或者氟改性...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉偉，楊振波，師華，商漢章，屈帥，曾靈華，魏薇，許少華，高婷，房志安，崔曉黎，張亮，曹偉強(qiáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中航百慕新材料技術(shù)工程股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11