[發(fā)明專利]一種改性三氟型FEVE氟碳涂層的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410099255.8
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103865371A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋仁國;陳亮;王超
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三氟型FEVE氟碳樹脂，特指一納米材料改性三氟型FEVE氟碳涂層的制備方法，主要是將具有核-殼結(jié)構(gòu)的納米SiO₂添加到三氟型FEVE氟碳樹脂中，從而改善氟碳涂層的附著力、耐紫外性，耐酸堿性、耐沾污性和耐腐蝕性能等，屬于涂料加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代環(huán)境問題的日益突出，金屬表面的腐蝕問題也日益凸顯，而有機(jī)涂層也已廣泛的應(yīng)用于金屬基體的防腐；前面的有關(guān)工作已經(jīng)表明，有機(jī)涂層可以顯著地提高金屬基體的耐腐蝕性，常規(guī)有機(jī)涂層一般采用環(huán)氧樹酯、丙烯酸樹酯、酚醛樹酯、聚氨酯等為基體樹酯，但是這些常用的高效防護(hù)有機(jī)涂層也有其局限性；三氟型FEVE氟碳樹脂因其具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所以具有優(yōu)異的耐候性、耐鹽霧性、耐化學(xué)品性、耐污染性，但是三氟型FEVE氟碳樹脂的分子結(jié)構(gòu)中C-F鍵極性很大，這就導(dǎo)致了三氟型FEVE氟碳涂層在金屬表面附著力較差，遇到撞擊或者劃傷時較容易剝落。

納米粒子和它組成的納米固體有小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn)，且納米SiO₂對波長400nm以內(nèi)的紫外光吸收率高達(dá)70%以上，但是這些特點(diǎn)使得納米粒子的表面原子具有很高的活性，極不穩(wěn)定，極易團(tuán)聚，因此必須采用一些物理或化學(xué)的方法對納米粒子表面進(jìn)行改性處理，使其能均勻的分散在樹脂及涂料中。

納米SiO₂具有常規(guī)SiO₂所不具有的特殊光學(xué)性能，它具有極強(qiáng)的紫外吸收特性，經(jīng)紫外一可見分光光度計測試表明，它對波長400nm以內(nèi)的紫外光吸收率高達(dá)70%以上，將它添加到涂料中能對涂料形成屏蔽作用，達(dá)到抗紫外老化和熱老化的目的，同時增加了涂料的隔熱性。

但是現(xiàn)有技術(shù)中將硅烷偶聯(lián)劑改性后的納米二氧化硅添加到三氟型FEVE氟碳樹脂中，發(fā)現(xiàn)漆膜不平整，納米粒子的添加量最佳只能為基體樹脂質(zhì)量百分含量的0.5%，而且隨著納米粒子添加量的增加，涂層的耐腐蝕性降低，納米二氧化硅很容易發(fā)生團(tuán)聚、堆積在一起。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過硅烷偶聯(lián)劑KH-570中的烷氧基水解成羥基，與表面帶有羥基的納米SiO₂縮合形成共價鍵，使納米SiO₂和聚苯乙烯(PS)分子間發(fā)生化學(xué)鍵接，從而使得聚苯乙烯包覆在納米?SiO₂表面，形成核-殼結(jié)構(gòu)，增加其在有機(jī)溶劑中的分散性；然后將改性后的納米SiO₂添加到三氟型FEVE氟碳樹脂中制成復(fù)合氟碳涂層，已達(dá)到改善氟碳涂層的附著力、耐紫外性、耐酸堿性、耐沾污性和耐腐蝕性能等目的。

為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：通過預(yù)先對納米SiO₂進(jìn)行表面處理，然后添加到三氟型FEVE氟碳樹脂中，制備一種新型核-殼結(jié)構(gòu)納米SiO₂改性的三氟型FEVE氟碳涂層，其特征在于通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

將納米SiO₂粒子加入到苯乙烯(St)中配制混合溶液，然后加入KH-570，超聲分散后加入去離子水，然后加入SDS和OP-10，攪拌后靜置，然后通過FJ200型高速均質(zhì)分散機(jī)均質(zhì)分散，移入反應(yīng)釜中，升溫至60℃，加入過硫酸鉀，體系在75℃下反應(yīng)2h，整個反應(yīng)過程均在N₂氣氣氛下進(jìn)行，制得的乳液經(jīng)過破乳，反復(fù)洗滌，過濾，干燥，研磨，過篩后備用，納米粒子/聚合物核殼結(jié)構(gòu)的合成路線示意圖如下圖1所示。

所述超聲分散的時間為20min。

所述去離子水的添加量為納米SiO₂粒子質(zhì)量的10倍。

所述混合溶液中納米SiO₂粒子與苯乙烯的質(zhì)量比為0.3-0.32：1。

所述KH-570的加入量為納米SiO₂粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的25%。

所述SDS和OP-10的加入量均為苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5%。

所述過硫酸鉀的加入量為苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5%。

所述攪拌后靜置指：攪拌10min后靜置24小時。

所述通過FJ200型高速均質(zhì)分散機(jī)均質(zhì)分散的時間為5分鐘。

所述的過篩指過200目分樣篩。