技术领域
[0001] 本
发明属于涂料技术领域，涉及一种用于铝幕墙板的氟碳涂料及其喷涂工艺。
背景技术
[0002] 氟碳
树脂因氟
原子半径小，C-F键能强，内部结构致密，因此具有良好的耐候性、耐化学品性、耐
腐蚀性，也具有良好的耐污性、疏
水性和疏油性等特点，被广泛应用于
建筑物的涂层材料中。
[0003] 尽管氟碳树脂有这些优点，但其长时间暴露在自然光下，紫外线会造成外观上
颜色的变化，甚至涂层劣化与粉化，目前对紫外线的防护主要通过紫外线吸收剂和使用受阻胺
光稳定剂来实现，但是此类
试剂会在吸收紫外线后部分挥发，影响自然环境，并且现有氟碳涂料在涂布完毕后需要经过较长时间才能成膜
固化，部分还需要加热条件才能达到固化效果。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于铝幕墙板的氟碳涂料及其喷涂工艺，通过在涂料配方中添加纳米复合粒子，纳米复合粒子由纳米TiO2和ZnO
纳米棒共混改性而成，拓宽了涂料对紫外线的吸收频段，解决了现有氟碳涂料抗紫外能
力弱的问题，通过聚
氨酯改性氟碳树脂，使氟碳树脂兼具聚氨酯材料和氟碳树脂材料的特点，同时由于聚氨酯分子结构具有一定光敏性，可通过光固化剂引发自由基聚合，达到涂层固化效果，此过程比现有氟碳涂料的固化过程更快，更加节能环保。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006] 一种用于铝幕墙板的氟碳涂料，由如下重量份的原料制成：10-30份改性氟碳树脂、0.3-1份润湿分散剂、0.1-0.5消泡剂、0.5-1份
增稠剂、8-12份
钛白粉、10-20份活性稀释剂、0.1-0.5份纳米复合粒子和0.01-0.1份光固化剂；
[0007] 氟碳涂料的制备方法如下：
[0008] (1)将润湿分散剂，消泡剂，增稠剂溶于去离子水中，以200-300r/min的搅拌速度搅拌30-60min，待润湿分散剂，消泡剂，增稠剂分散均匀后，加入钛白粉和纳米复合粒子，提高搅拌速度至450-600r/min搅拌30-60min得到颜料
浆液；
[0009] (2)向改性氟碳树脂中加入活性稀释剂和消泡剂，450-600r/min搅拌使消泡剂分散均匀得氟碳树脂乳液；
[0010] (3)将改性氟碳树脂乳液与颜料浆液混合，以200-300r/min速度搅拌45-90min后加入光固化剂，然后以90-150r/min转速继续搅拌1-2h即得氟碳涂料。
[0011] 进一步的，所述改性氟碳树脂的制备方法如下：
[0012] S1、氮气保护下，在反应釜中加入异佛尔
酮二异氰酸酯，搅拌下加热至70℃，滴加聚乙二醇-200反应3-8h，得到化合物A，反应式如下：
[0013]
[0014] S2、将偶氮二异丁腈溶解在甲基异丁基甲酮中，并加入S1所得化合物A，同时加入三氟氯乙烯和
丙烯酸羟丙酯，升温至90℃继续反应5-8h，减压蒸馏除去甲基异丁基甲酮，得到改性氟碳树脂，反应式如下：
[0015]
[0016] 通过先将异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇-200、丙烯酸羟丙酯反应得到聚氨酯预聚体，再在偶氮二异丁腈作用下，聚氨酯预聚体与三氟氯乙烯反应，得到聚氨酯改性的氟碳树脂，所得改性氟碳树脂具有聚氨酯材料的
耐磨性、粘附性和耐水性，同时也具有氟碳树脂良好的热
稳定性、耐候性、
耐腐蚀性，以聚氨酯改性氟碳树脂同时也使改性后额氟碳树脂具有一定的光敏性,光固化剂在受到紫外光
辐射后，吸收光的
能量，分裂成含有活性自由基的组分，从而引发改性氟碳树脂和活性稀释剂连
锁聚合，加快成膜速度，同时减少了
溶剂的使用，使成膜过程更加环保。
[0017] 进一步的，所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇-200、三氟氯乙烯、丙烯酸羟丙酯、甲基异丁基甲酮、偶氮二异丁腈的
质量比为12-20：10-15:8-10：1-3:1-3:0.1-0.5。
[0018] 进一步的，所述润湿分散剂选自型号为HY-238、HY257或MOK-5027中的一种；所述消泡剂选自乳化
硅油、高碳醇
脂肪酸酯复合物、聚
氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或几种的组合物；所述增稠剂选自
纤维素醚、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种的组合物。
[0019] 进一步的，所述活性稀释剂选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、双环氧基的乙二醇双缩水甘油醚或1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种，所述光固化剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、二苯甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮和双苯甲酰基苯基氧化膦中的一种或几种。
[0020] 进一步的，所述纳米复合粒子的制备方法为：
[0021] ①将二水合
醋酸锌和聚丙烯酰胺加入去离子水中，加热至50-70℃混合均匀，滴加30％的
氨水，调节pH至12-14，将表面
抛光处理过的洁净硅衬底浸入混合溶液中，水浴加热至80-90℃保持2-4h取出
硅片，置于烘箱中烘干，用热的去离子水反复冲洗，晾干后可得ZnO纳米棒，聚丙烯酰胺具有悬浮剂和
表面活性剂的分散和保护作用，可以降低溶液的表面
张力，从而增强硅衬底表面的
润湿性，使ZnO纳米棒在硅衬底表面附着性更好；
[0022] ②将纳米TiO2和ZnO纳米棒加入
乙醇溶液中，搅拌1-2h，然后加入环氧基硅烷
偶联剂，继续搅拌反应1-2h，减压蒸馏脱去乙醇，在
真空干燥箱中干燥后
研磨，得纳米复合粒子，通过将纳米TiO2和ZnO纳米棒进行复合，可以改善涂料的紫外屏蔽性能，纳米TiO2对短波紫外线(330-355nm)的吸收较强，而ZnO对长波紫外线(355-380nm)的吸收更强，两种
纳米粒子协同作用有助于拓宽涂料对紫外线的吸收频段，通过硅烷偶联剂改性纳米粒子，硅烷偶联剂中的硅烷氧基对无机物具有
反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，使纳米复合粒子与氟碳涂料结合地更加紧密。
[0023] 进一步的，所述二水合醋酸锌、聚丙烯酰胺质量比为1：0.05-0.1：5-8，每克二水合醋酸锌加入8-12mL去离子水；所述纳米TiO2、ZnO、环氧基硅烷偶联剂的质量比为1:2-4：0.5-1，每克TiO2加入8-12mL乙醇。
[0024] 进一步的，一种用于铝幕墙板的氟碳涂料的喷涂工艺，具体工艺步骤如下：
[0025] 第一步、用水磨
砂纸沾水将铝幕墙板的表面均匀打磨一遍，用洁净布
块将打磨表面擦拭干净；
[0026] 第二步、在清洁干净的铝幕墙板表面均匀喷涂一层环氧富锌底漆，在30-50℃下干燥12-24h，底漆厚度为20-25μm，用水磨砂纸对底漆表面进行打磨，使底漆表面平整，并用洁净布块将底漆表面擦拭干净；
[0027] 第三步、在清洁干净底漆表面均匀喷涂一层
云铁环氧中间漆，在30-50℃下干燥12-24h，底漆厚度为35-55μm，用水磨砂纸对底漆表面进行打磨，使中间漆表面平整，并用洁净布块将中间漆表面擦拭干净；
[0028] 第四步、在中间漆表面均匀喷涂两层氟碳涂料，每层间隔30-60min，然后在光照下干燥6-12h。
[0029] 本发明的有益效果：
[0030] 本发明通过先将异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇-200、丙烯酸羟丙酯反应得到聚氨酯预聚体，再在偶氮二异丁腈作用下，聚氨酯预聚体与三氟氯乙烯反应，得到聚氨酯改性的氟碳树脂，所得改性氟碳树脂具有聚氨酯材料的耐磨性、粘附性和耐水性，同时也具有氟碳树脂良好的
热稳定性、耐候性、耐腐蚀性，以聚氨酯改性氟碳树脂同时也使改性后额氟碳树脂具有一定的光敏性,光固化剂在受到紫外光辐射后，吸收光的能量，分裂成含有活性自由基的组分，从而引发改性氟碳树脂和活性稀释剂连锁聚合，加快成膜速度，同时减少了溶剂的使用，也无需加热成膜，使成膜过程更加环保。
[0031] 通过将纳米TiO2和ZnO纳米棒进行复合，可以改善涂料的紫外屏蔽性能，纳米TiO2对短波紫外线(330-355nm)的吸收较强，而ZnO对长波紫外线(355-380nm)的吸收更强，两种纳米粒子协同作用有助于拓宽涂料对紫外线的吸收频段，通过硅烷偶联剂改性纳米粒子，硅烷偶联剂中的硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，使纳米复合粒子与氟碳涂料结合地更加紧密。
具体实施方式
[0033] 改性氟碳树脂的制备方法如下：
[0034] S1、氮气保护下，在反应釜中加入1.5kg异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌下加热至70℃，滴加1kg聚乙二醇-200反应4h，得到化合物A，反应式如下：
[0035]
[0036] S2、将150g偶氮二异丁腈溶解在300g甲基异丁基甲酮中，并加入S1所得化合物A，同时加入800g三氟氯乙烯和300g丙烯酸羟丙酯，升温至90℃继续反应5-8h，减压蒸馏除去甲基异丁基甲酮，得到改性氟碳树脂，反应式如下：
[0037]
[0038] 实施例2
[0039] 纳米复合粒子的制备方法为：
[0040] ①将100g二水合醋酸锌溶液和5g聚丙烯酰胺加入1L去离子水中，加热至60℃混合均匀，滴加30％的氨水，调节pH至12-14，将表面抛光处理过的洁净硅衬底浸入混合溶液中，水浴加热至80℃保持3h取出硅片，置于烘箱中烘干，用热的去离子水反复冲洗，晾干后可得ZnO纳米棒；
[0041] ②将100g纳米TiO2和200gZnO纳米棒加入1L乙醇溶液中，搅拌2h，然后加入60g环氧基硅烷偶联剂，继续搅拌反应2h，减压蒸馏脱去乙醇，在真空干燥箱中干燥后研磨，得纳米复合粒子。
[0042] 实施例3
[0043] 氟碳涂料的制备方法如下：
[0044] (1)将100g润湿分散剂HY257，25g乳化硅油，100g聚丙烯酰胺溶于去离子水中，以200r/min的搅拌速度搅拌30min，待润湿分散剂HY257、乳化硅油和聚丙烯酰胺分散均匀后，加入1kg钛白粉和50g实施例2所得纳米复合粒子，提高搅拌速度至450r/min搅拌30min得到颜料浆液；
[0045] (2)向3kg实施例1中制备的改性氟碳树脂中加入2kg甲基丙烯酸甲酯和25g乳化硅油，450r/min搅拌使消泡剂分散均匀得氟碳树脂乳液；
[0046] (3)将改性氟碳树脂乳液与颜料浆液混合，以200r/min速度搅拌45min后加入10g2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，然后以90r/min转速继续搅拌1h即得氟碳涂料。
[0047] 实施例4
[0048] 氟碳涂料的制备方法如下：
[0049] (1)将100g润湿分散剂HY-238，25g高碳醇脂肪酸酯复合物，100g脂肪酸聚乙二醇酯溶于去离子水中，以200r/min的搅拌速度搅拌30min，待润湿分散剂HY-238、高碳醇脂肪酸酯复合物和脂肪酸聚乙二醇酯分散均匀后，加入1kg钛白粉和50g实施例2所得纳米复合粒子，提高搅拌速度至450r/min搅拌30min得到颜料浆液；
[0050] (2)向3kg实施例1中制备的改性氟碳树脂中加入2kg丙烯基缩水甘油醚和25g高碳醇脂肪酸酯复合物，450r/min搅拌使消泡剂分散均匀得氟碳树脂乳液；
[0051] (3)将改性氟碳树脂乳液与颜料浆液混合，以200r/min速度搅拌45min后加入10g1-羟基环己基苯基甲酮，然后以90r/min转速继续搅拌1h即得氟碳涂料。
[0052] 实施例5
[0053] 氟碳涂料的制备方法如下：
[0054] (1)将100g润湿分散剂MOK-5027，25g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，100g古尔胶溶于去离子水中，以200r/min的搅拌速度搅拌30min，待润湿分散剂MOK-5027、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和古尔胶分散均匀后，加入1kg钛白粉和50g实施例2所得纳米复合粒子，提高搅拌速度至450r/min搅拌30min得到颜料浆液；
[0055] (2)向3kg实施例1中制备的改性氟碳树脂中加入2kg甲基丙烯酸-β-羟乙酯和25g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，450r/min搅拌使消泡剂分散均匀得氟碳树脂乳液；
[0056] (3)将改性氟碳树脂乳液与颜料浆液混合，以200r/min速度搅拌45min后加入10g2-异丙基硫杂蒽酮，然后以90r/min转速继续搅拌1h即得氟碳涂料。
[0057] 实施例6
[0058] 氟碳涂料的制备方法如下：
[0059] (1)将100g润湿分散剂HY257，25g乳化硅油，100g聚丙烯酰胺溶于去离子水中，以200r/min的搅拌速度搅拌30min，待润湿分散剂HY257、乳化硅油和聚丙烯酰胺分散均匀后，加入1kg钛白粉，提高搅拌速度至450r/min搅拌30min得到颜料浆液；
[0060] (2)向3kg实施例1中制备的改性氟碳树脂中加入2kg甲基丙烯酸甲酯和25g乳化硅油，450r/min搅拌使消泡剂分散均匀得氟碳树脂乳液；
[0061] (3)将改性氟碳树脂乳液与颜料浆液混合，以200r/min速度搅拌45min后加入10g 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，然后以90r/min转速继续搅拌1h即得氟碳涂料。
[0062] 实施例7
[0063] (1)将100g润湿分散剂HY257，25g乳化硅油，100g聚丙烯酰胺溶于去离子水中，以200r/min的搅拌速度搅拌30min，待润湿分散剂HY257、乳化硅油和聚丙烯酰胺分散均匀后，加入1kg钛白粉，提高搅拌速度至450r/min搅拌30min得到颜料浆液；
[0064] (2)向3kg型号为PVDFT-1的氟碳树脂中加入2kg甲基丙烯酸甲酯和25g乳化硅油，450r/min搅拌使消泡剂分散均匀得氟碳树脂乳液；
[0065] (3)将改性氟碳树脂乳液与颜料浆液混合，以200r/min速度搅拌45min后加入10g型号为CS-12的成膜助剂，然后以90r/min转速继续搅拌1h即得氟碳涂料。
[0066] 实施例8
[0067] 实施例3-7制备氟碳涂料的喷涂工艺步骤如下：
[0068] 第一步、用水磨砂纸沾水将铝幕墙板的表面均匀打磨一遍，用洁净布块将打磨表面擦拭干净；
[0069] 第二步、在清洁干净的铝幕墙板表面均匀喷涂一层环氧富锌底漆，在40℃下干燥12h，底漆厚度为20-25μm，用水磨砂纸对底漆表面进行打磨，使底漆表面平整，并用洁净布块将底漆表面擦拭干净；
[0070] 第三步、在清洁干净底漆表面均匀喷涂一层云铁环氧中间漆，在40℃下干燥12h，底漆厚度为45-50μm，用水磨砂纸对底漆表面进行打磨，使中间漆表面平整，并用洁净布块将中间漆表面擦拭干净；
[0071] 第四步、在中间漆表面均匀喷涂两层氟碳涂料，每层间隔30min，然后在光照下干燥6h。
[0072] 实施例9
[0073] 氟碳涂料性能测试方法如下：
[0074] 将实施例8所得的5块铝幕墙板进行涂膜性能测试，涂膜的性能测试方法和评价标准如下：
[0075] 涂膜的光泽度测试参照国家标准GB/T 9754；
[0076] 涂膜的耐冲击强度参照国家标准GB/T 1732；
[0077] 涂膜的铅笔硬度参照国家标准GB/T 6739；
[0078] 涂膜的柔韧性参照国家标准GB/T 1731；
[0079] 涂膜的抗UV老化性测试参照GB/T 1865-2009；
[0080] 表1：实施例3-7所得涂膜的各种性能指标
[0081]
[0082]
[0083] 由表1所示结果可得，实施例6中未加入实施例2中所得到的纳米复合粒子，实施例7中将实施例1中所得的氟碳树脂更换为现有氟碳树脂，且未添加纳米复合粒子，可以看出实施例6和7的耐冲击强度、硬度、抗UV老化性均不如本发明的实施例3-5，实施例7的涂膜固化时间比其它实施例6长一倍，且柔韧性较其它实施例差，因此，本发明的改性氟碳树脂和纳米复合粒子对氟碳涂料各方面性能均有良好的效果，
[0084] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本
说明书的内容，可作很多的
修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受
权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
