[发明专利]一种自清洁超耐候粉末涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自清洁超耐候粉末涂料及其制备方法，属于化工新材料领域。

背景技术

粉末涂料是一种粉状不含液态溶剂以及稀释剂的新型涂装材料，具有高效节能、无三废污染等优点，在世界各地正得到广泛地应用，并且其使用量以平均每年10%的速率增长。如何通过材料改性而使耐候性建筑涂层表面具有自清洁功能是今年来国内外企业、高校和研究院所的热点，氟碳涂料由于它的超耐候性而受到追捧。国外氟涂料市场起步于20世纪40年代，而我国的氟涂料市场直到20世纪90年代末才开始步入正轨，而粉末氟碳涂料应用则更晚。随着最近十年的经济迅速发展，基础设施建设取得高速发展的喜人局面。氟碳涂料以其优异的性能，在耐候性要求高的建筑物上应用越来越广泛。但建筑物表面污迹附着的问题却一直没有很好地被解决。建筑物表面污迹严重，将导致其景观效果欠佳、资产价值下降，政府与业主单位的形象受损，并且清洁工作费时费力，个别清理工作（如高速公路护栏等交通设施）难以进行。在涂料领域，憎水性的涂膜不易附着污迹是主流的认识，在此基础上也开发出许多耐沾污产品，如使用有机硅憎水剂，或者使用超疏水助剂，在涂膜表面形成一道薄膜，当雨水落下时，薄膜使雨水形成水珠，从而使污染物被水带走；中国专利CN101205439A公开了一种超疏水自清洁涂料，所述涂料由填料、聚氨酯、混合溶剂、γ-氨内基三甲氧基硅烷组成，具有超疏水、自清洁的特性。但是现在城市中的大气污染物，其主要成份是油烟等亲油物质，这些污染物更容易吸附在憎水性表面，且由于涂膜有憎水性，雨水落下后不能均匀流淌，雨痕污染更加明显，在实际应用中效果不佳，而且目前应用的主要是溶剂型涂料，其对环境污染比较严重。

研究表明，纳米级的二氧化钛（TiO₂）受紫外线辐照后，会形成电子-空穴对。吸附在纳米TiO₂表面的氧俘获电子形成负氧离子(·O₂^-)，而空穴则将吸附在TiO₂表面的氢氧自由基(·OH^-)和H₂O氧化成·HO^-；·OH^-与·O₂^-具有很强的氧化能力，能分解氧化各种有机物和部分无机物，破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质。如中国专利CN100528993C公开了一种自清洁粉末涂料，主要由树脂（纯环氧树脂、环氧/聚酯混合树脂、纯聚酯/TGIC、聚氨酯或丙烯酸树脂）及其流平固化系统，纳米二氧化钛、脱气剂、颜填料、粉体流动促进剂以及其他助剂按比例配方组成；使用方法简单、污染小、易大规模生产。但由于纳米二氧化钛的高催化活性，树脂主体也常常被光氧化降解，极易出现粉化现象，严重影响该涂料的使用效果和使用寿命。

由于F-C键具有485KJ/mol的键能，具有很高的化学稳定性和强耐光氧化性，氟碳树脂因此具有超耐候性，因此很难被光触媒破坏。中国专利CN100554343C公开了一种纳米二氧化钛改性氟碳涂料，该涂料是将锐钛矿型纳米二氧化钛和金红石型纳米二氧化钛混合物添加到现有的氟碳涂料中，制备出溶剂型氟碳涂料。但是，在溶剂型涂料中添加纳米二氧化钛需要对纳米二氧化钛进行前处理，比如包覆油酸，来改善亲水性，以达到在涂料溶液中均匀分散的目的，工艺十分复杂；而且传统纯的氟碳树脂与基底材料的粘附力差，容易剥落，很难大面积推广使用。

发明内容

本发明所要解决的是添加纳米二氧化钛的氟碳树脂前处理工艺复杂、与基底材料的粘附性差的问题，提供一种自清洁性能突出、超耐候、涂层机械性能优异、成本低的粉末涂料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自清洁超耐候粉末涂料，包括重量份数比为4:1-1:4的端羧基聚酯颗粒体系和氟碳树脂颗粒体系；

其中，所述端羧基聚酯颗粒体系包括如下重量份的组分组成：

端羧基聚酯及其适配的固化剂A40-98份；

颜填料A1-55份；

助剂A0.1-10份；

所述氟碳树脂颗粒体系由如下重量份的组分组成：

氟碳树脂及其适配的固化剂B50-90份；

TiO2纳米粒子1-20份；

颜填料B1-40份；

助剂B0.1-10份。

所述端羧基聚酯颗粒体系优选如下重量份的组分组成：

端羧基聚酯及其适配的固化剂A50-90份；

颜填料A10-50份；

助剂A0.1-5份；