[發明專利]一種常溫固化FEVE氟碳樹脂耐磨涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710446197.5
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107216727A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 暴寧鐘;張洋;胡亞龍;李暢;沈麗明
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C09D127/12
• 分類號: C09D127/12;C09D127/18;C09D5/08;C09D7/12
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙)32273
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本發明屬于材料表面保護技術領域，具體涉及一種耐磨性好、硬度較高的常溫固化FEVE氟碳樹脂耐磨涂料及其制備方法，可以滿足在軍艦港口、海工設備、油氣管道、風電葉片等各種惡劣氣候的使用要求。

背景技術

暴露在大氣環境中的物體會遭受多種腐蝕因素的侵蝕，涂層材料是價廉而有效的防護手段，但隨著現代科學技術的發展，軍艦港口、海工設備、油氣管道、風電葉片等裝備長時間在苛刻條件下工作，例如海洋環境的高強日光暴曬、游離氯離子、潮濕大氣、晝夜大溫差，沙漠、戈壁灘等風電場的風沙、碎石、沙塵暴等，亟需高耐候、高耐蝕、高耐磨等綜合性能優異的功能涂層來保障這些設備的長期正常運轉。

氟碳涂料以氟碳樹脂為成膜基體，在氟碳樹脂中，由于氟元素電負性強、活性低，且C-F鍵鍵能強，達到484kJ/mol，故高鍵能的C-F鍵能夠通過螺旋構象把低鍵能的C-C鍵保護起來，使主鏈的穩定性大大增強，在外部環境作用下，C-F鍵難以斷裂，呈現出高度的化學惰性與穩定性，所以氟碳涂料具有超常的耐候性、突出的耐腐蝕性、優異的耐化學藥品性。其中氟烯烴/乙烯基單體共聚物(FEVE)由于在共聚時引入功能乙烯基單體，可溶解在有機溶劑中，常溫反應固化，是理想的苛刻環境用保護涂層材料，廣泛應用于航空、建筑、鋼結構和重防腐等領域。但是純FEVE涂層屬有機涂層，其耐磨損性能較差，在實際服役過程中受到高速氣流、水流、砂石的沖刷及機械力等作用時，涂層的磨損相當嚴重，極大地影響了其實際服役時間。為延長使用壽命，保障其優異性能的有效發揮，必須提升其耐磨損性能。

發明內容

技術問題：為了解決現有技術的缺陷，本發明提供了一種常溫固化FEVE氟碳樹脂耐磨涂料及其制備方法。

技術方案：本發明提供的一種常溫固化FEVE氟碳樹脂耐磨涂料，包括甲組分和乙組分，所述甲組分和乙組分的重量比為(8～12)：1；

其中，甲組分包括以下重量份的組份：

其中，乙組份包括以下重量份的組份：

脂肪族異氰酸酯 60～80份；

混合溶劑乙 20～40份。

作為優選，所述FEVE氟碳樹脂為三氟氯乙烯與烷基乙烯基醚共聚的溶劑可溶型FEVE氟碳樹脂、三氟氯乙烯與烷基乙烯基酯共聚的溶劑可溶型FEVE氟碳樹脂、四氟乙烯與烷基乙烯基醚共聚的溶劑可溶型FEVE氟碳樹脂、四氟乙烯與烷基乙烯基酯共聚的溶劑可溶型FEVE氟碳樹脂中的一種或多種任意比例的混合。

作為另一種優選，所述堿金屬鈦基晶須為三鈦酸鈉晶須、六鈦酸鈉晶須、二鈦酸鉀晶須、四鈦酸鉀晶須、鈦酸鐵鈉晶須、六鈦酸鉀晶須、八鈦酸鉀晶須中的一種或多種任意比例的混合；所述堿金屬鈦基晶須直徑為0.1～5μm，長徑比為1～100。

作為另一種優選，所述混合溶劑甲和混合溶劑乙分別獨立的為乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或多種任意比例的混合；所述固化催化劑為叔胺、金屬化合物類催化劑，優選為二月桂酸二丁基錫。

作為另一種優選，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇2000、吐溫80中的一種或多種任意比例的混合。

作為另一種優選，所述消泡劑為聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、異辛醇、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物、聚氧乙烯甘油醚中的一種或多種任意比例的混合。

作為另一種優選，所述流平劑為聚苯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、烷基改性有機硅氧烷和氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷中的一種或多種任意比例的混合。

作為另一種優選，所述防沉劑為有機改性膨潤土、氣相二氧化硅、聚酰胺蠟、氫化蓖麻油中的一種或多種任意比例的混合。

本發明還提供了常溫固化FEVE氟碳樹脂耐磨涂料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將甲組分中的FEVE氟碳樹脂、混合溶劑甲加入反應釜中，開啟攪拌，轉速為1200r/min～2000r/min，依次加入分散劑、消泡劑、流平劑、固化催化劑、防沉劑，攪拌均勻；再以0.1g/min～10.0g/min的平均速度加入堿金屬鈦基晶須，繼續攪拌5～60min，得甲組分；

(2)將脂肪族異氰酸酯加入至混合溶劑乙中攪拌均勻，得乙組分；

(3)將甲組分和乙組分機械超聲混合，即得常溫固化FEVE氟碳樹脂耐磨涂料。

優選地，步驟(1)中，轉速為1500r/min～1800r/min，加入堿金屬鈦基晶須的平均速度為1g/min～5g/min，繼續攪拌為10min～40min。