[发明专利]一种常温固化含氟涂料树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料原料技术领域，涉及一种常温固化含氟涂料树脂。

背景技术

氟涂料（又称氟碳涂料）是一种新兴的高性能涂料，耐久性可达20年以上，又有突出的耐沾污性能，被誉为“涂料王”，是理想的外墙涂料产品，其核心物质是有机氟聚合物树脂，要求该树脂首先应具有足够的氟含量，保证涂料较好的耐候性、耐化学品性；同时树脂分子柔韧性要好，结晶度低，使树脂有优良的室温成膜性和可溶性，能够与颜、填料较好的相容，具有良好的流变性、施工性能。

目前固化型氟涂料树脂的研究主要有：

1、日本旭硝子公司于上世纪初以三氟氯乙烯为主要单体，开发成功了室温固化建筑氟涂料树脂(日本专利JP58136662)，其树脂结构是三氟氯乙烯-烷基乙烯基醚-环烷基乙烯基醚-轻烷基乙烯基醚的四元共聚物。1997年中国专利CN1145386进行了以三氟氯乙烯为主体的含氟涂料树脂的研究工作，该方法使用具有羧酸官能团的单体合成出了三氟氯乙烯四元共聚物。

用三氟氯乙烯合成的四元共聚氟涂料树脂的氟含量低，且难提高，低氟含量的氟树脂不能发挥氟涂料的高性能优势。而且日本专利中所合成的树脂颜料分散性差，耐甲苯溶剂性能低；中国专利虽然改善了氟树脂对涂料颜料的润湿性和分散性，但耐醇性和耐其它溶剂性也降低了。上述两种方法的主要问题还是氟含量不足，从而影响到了抗耐性指标。

2、使用四氟乙烯为主要单体合成溶剂型室温固化氟涂料树脂。2000年公开的中国专利申请CN1244556A制备了一种以四氟乙烯为主的四氟乙烯-脂肪族酯和/或异构烯烃-脂肪烯醇和/或烯醚二元醇-脂肪烯酸的多元共聚物，该涂料树脂耐腐蚀性、耐候性好；中国专利申请CN1629230A在2005年公开了一种四氟乙烯-烷基乙烯基醚-轻烷基乙烯基醚-乙烯基酯的可溶性含氟共聚物涂料树脂的合成方法，树脂具有较高的氟含量和极好的耐候性和耐溶剂性。

由于在树脂的合成中使用的主共聚单体为四氟乙烯，这是一种高含氟量的氟单体，可以使氟树脂的高分子链上带有足够的氟原子，赋予氟树脂和氟涂料高耐候性、高耐化学性和表面拒水、拒油、耐沾污等性能。

根据氟涂料树脂的结构与性能的关系和国外氟涂料研究经验可知，氟涂料树脂的氟含量越高，氟涂料的性能越好。但四氟乙烯属于“硬单体”，四氟乙烯与醋酸乙烯基酯等单体的共聚物分子链中的四氟乙烯单元越多，则高分子链的刚性就越强，氟涂料树脂溶解性就越差，氟涂料就易分层，施工性差。四氟乙烯单元的摩尔分数达到50%时，氟涂料树脂的溶解性和加工性都很差。提高氟含量则导致氟树脂的溶解性下降，氟涂料施工性不好。

因此上述两项专利在共聚过程中使用了乙烯基烷基醚类或脂肪族酯类单体结构单元参与共聚，以降低含氟聚合物的结晶性，赋予其溶解性、附着性等；不论是前者的脂肪族单体还是后者使用的乙烯基醚和乙烯基酯单体均为不含氟的共聚单体，当它们参与到聚合过程制备成含氟涂料树脂后，在共聚物链段中必将含有大量的非氟链段。非氟链段的存在势必会影响氟涂料的性能，而且由于上述方法使用的非氟聚合单体参与聚合时会使四氟乙烯单体链段在聚合物中的分布不均匀，这也会影响树脂的性能。

发明内容

本发明为了克服现有技术的上述缺陷，提供了一种氟含量较高的兼具耐候性和良好的加工性能的常温固化含氟涂料树脂。

本发明内容具体如下：

一种常温固化含氟涂料树脂，由下列重量份的单体于含有引发剂的有机溶剂中聚合而成：

A：三氟氯乙烯：45～50；

B：烯丙基四氟乙醚，结构式为CH₂=CH-CH₂-O-CF₂-CF₂H：1～5；

C：醋酸乙烯基酯：15～20；

D：羟丁基乙烯基醚，结构式为CH₂=CH-O-C₄H₈-OH：3～8；

E：十一烯酸，结构式为CH₂=CH-C₈H₁₆-COOH：0.5～3。

优选的，所述引发剂为油溶性自由基引发剂，其重量份为0.5～1。

优选的，所述油溶性自由基引发剂为偶氮二异丁腈。

优选的，所述有机溶剂的重量份为30～40。

优选的，所述有机溶剂为二甲苯和醋酸丁酯的混合物，其质量比为1:1～3。