一种氟化环氧树脂涂料的制备方法及氟化环氧树脂涂料技术

本发明专利技术涉及一种氟化环氧防污涂料的制备方法及采用所述方法制备的氟化环氧树脂涂料。所述制备方法如下：先制备带有支化氟代烷烃链的氟化硫代内酯预聚物，令其与胺类固化剂和环氧树脂均匀分散，即得到氟化环氧树脂涂料溶液。将制得的氟化环氧树脂涂料喷涂或涂刷于基材表面，自然晾干后于120℃固化2小时，即获得氟化环氧防污涂层。本发明专利技术的氟化环氧树脂涂料所形成的涂层耐酸碱，耐紫外老化，基材附着力强，拥有良好的防指纹，防油墨、油漆及液体滚动性能。涂层在化学破坏后，可以通过短暂加热，恢复其防污性能。复其防污性能。复其防污性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化环氧树脂涂料的制备方法及氟化环氧树脂涂料


[0001]本专利技术属于疏水、疏油防污涂层材料
，具体涉及一种氟化环氧树脂涂料的制备方法及所述氟化环氧树脂涂料。

技术介绍

[0002]在过去的十年中，透明疏水、疏油(双疏)防污涂层吸引了广泛的研究，以满足不断增长的应用需求。透明防污涂料在显示屏、汽车内饰、光伏太阳能系统等领域有着巨大的应用需求，使我们的生活更加舒适、健康、节能。一般来说，双疏涂层防污性能取决于表面低表面能物质的富集程度，然而还要同时兼顾其环保、低成本、耐候性好、机械强度高，高透明等性能，依然存在巨大的挑战。另外，已广泛报道的基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的防污涂料可以形成低表面能硅氧烷链段富集的类似液体表面。该表面可以使污染物以液
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液接触的形式迅速脱离而实现防污效果。然而，表面富集PDMS通常会使表面变得湿润和油腻，从而容易在触摸后产生指纹并影响触感。此外，显化学惰性的PDMS单体在制备过程中是十分耗能的，且会引发较强的相分离现象，影响透明性能。氟化环氧防污涂料有望克服上述缺点并有助于实现出色的机械强度。然而已报道的氟化环氧树脂涂料其相分离严重、透明度低、氟含量过高、无自愈性和耐候性差等问题依然存在。目前，综上所述，设计得到一种制备高效，耐候性好，可自愈，低含氟量(环保)且防污性能优异的氟化环氧防污涂层依然是该领域的难点。

技术实现思路

[0003]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种氟化环氧树脂涂料的制备方法及采用所述方法制备的氟化环氧树脂涂料，本专利技术的氟化环氧树脂涂料所形成的涂层耐候性好，可自愈，含氟量低并且防污性能优异。
[0004]按照本专利技术的一个方面，提供一种氟化环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于步骤如下：
[0005]步骤1、氟化硫代内酯预聚物的制备：将多官能度硫醇化合物，氟代丙烯酸酯和双键封端硫代内酯分散于溶剂中，加入光引发剂，在紫外光照和常温条件下，搅拌反应10～60分钟得到氟化硫代内酯预聚物，其中所述多官能度硫醇化合物，氟代丙烯酸酯，双键封端硫代内酯和光引发剂的质量比为1:0.2～2:1.5～1:0.04～0.02；
[0006]步骤2、氟化环氧树脂涂料的制备：将胺类固化剂，氟化硫代内酯预聚物，碱催化剂溶于溶剂中，充分搅拌并反应后加入环氧树脂，继续搅拌得到均匀透亮的氟化环氧树脂涂料，其中所述胺类固化剂，氟化硫代内酯预聚物，碱催化剂和环氧树脂质量比为0.2～0.6:0.05～0.5:0.01～0.004:1。
[0007]其中所述多官能度硫醇化合物包括但不限于：甘油三巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基丙酯、异氰脲酸三巯基羧酸酯、季戊四醇四巯基丙酸酯或六(3
‑
巯基丙酸)二季戊四醇酯。
[0008]所述氟代丙烯酸酯为全氟(甲基)丙烯酸酯类化合物CH2CH(CH3)COO
‑
(CH2)2‑
(CF2)
n
CF3，其中n为3～10的自然数。
[0009]所述双键封端硫代内酯为丙烯酰胺封端硫代内酯或甲酸烯丙酯封端硫代内酯。
[0010]其中步骤1和步骤2中的所述溶剂可以为四氢呋喃，丙酮，二氧六环，N,N
‑
二甲基乙酰胺，二甲基亚砜或碳酸二甲酯，且步骤1和步骤2中所使用的溶剂可以不同。此外，易吸水溶剂使用前需进行除水处理。
[0011]所述光引发剂包括紫外光引发剂1173、184、907、369、1490或1700。
[0012]所述胺类固化剂包括不限于：4
‑
氨基
‑
α,α
‑4‑
三甲基
‑
环己烷甲胺，异氟尔酮二胺，间苯二胺，胺苯砜，4,4'
‑
二氨基二苯甲烷，聚酰胺，双氰胺。部分活性过高的脂肪链型胺类催化剂不能使用。
[0013]所述碱催化剂包括但不限于：1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯(DBU)，1,5,7
‑
三氮杂二环[4.4.0]癸
‑5‑
烯(TBD)，三乙胺，三亚乙基二胺，二乙烯三胺，己胺，环己胺，咪唑。
[0014]所述环氧树脂包括：双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，多酚型缩水甘油醚环氧树脂，脂肪族缩水甘油醚环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油胺型环氧树脂。
[0015]按照本专利技术的另一个方面，还提供一种采用上述制备方法制备的氟化环氧树脂涂料。
[0016]基于所述制备的氟化环氧树脂涂料，制备氟化环氧防污涂层的方法：添加溶剂，将氟化环氧树脂涂料配置成20％～60％(wt％)固含量的溶液，将其喷涂或涂刷于基材表面，室温中自然晾干6～12小时，再置于120℃烘箱中固化2～4小时，得到透明的氟化环氧防污涂层。
[0017]本专利技术的氟化环氧树脂涂料形成的涂层透明性高，耐候性好，具备优异的防油漆，防油墨笔迹和防指纹性能，且拥有较好的耐酸、耐碱、耐汗液腐蚀及耐紫外老化性能。
附图说明
[0018]图1示出了按照本专利技术的实施例1形成的涂层在钢丝绒摩擦20次后的外观(图1a)和划格测试结果(图1b)。
[0019]图2示出了按照本专利技术的实施例1形成的涂层表面的水、乙二醇、十六烷液滴的滚动性能(附有滚动角，液体表面张力)
[0020]图3示出了按照本专利技术的实施例1形成的涂层的防油墨笔迹、指纹、油漆性能。
[0021]图4示出了按照本专利技术的实施例1形成的涂层的碱破坏后防污性能与自修复后防污性能。
[0022]图5示出了按照本专利技术的实施例1形成的涂层在紫外照射100小时后的防污性能。
具体实施方式
[0023]为了更清楚地理解本专利技术的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0024]本专利技术提出了一种氟化环氧防污涂层的制备方法。本专利技术先通过高效硫醇点击反应制备了硫代内酯封端的氟化预聚物。硫代内酯基团的引入有效降低了原先巯基与氟代烷烃链段的极性差异，抑制了胶束的形成和相分离的发生，保证了涂层的高透明性，同时也对易被氧化的巯基进行了保护。另外，在后续硫代内酯开环反应后，重新出现的巯基可以继续
高效与环氧树脂进行点击反应。硫代内酯含氟预聚物分子量小，不含大位阻基团，使其具备很强的表面迁移能力，因此在极低的添加量下，含氟烷烃链段依然可以富集于涂层表面从而显著降低表面自由能。得益于表面的高含氟量和致密的环氧交联结构，该涂层不仅具备优异的防油漆，防油墨笔迹和防指纹性能，且拥有较好的耐酸、耐碱、耐汗液腐蚀及耐紫外老化性能。氟代烷烃链极强的表面迁移使该涂层在短暂高温处理后，可以快速恢复防污性能。本专利技术为高透明高强度环氧防污涂层的制备提供了一种新的思路和方法。
[0025]应指出的是，涂层的防污性能通过观察工业用漆、油性墨水和指纹在涂层表面的变化及残留，以及不同表面能液体在涂层表面的滚动状态来评价。涂层机械性能通过#000型号钢丝绒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、将多官能度硫醇化合物，氟代丙烯酸酯和双键封端硫代内酯分散于溶剂中，加入光引发剂，在紫外光照和常温条件下，搅拌反应得到氟化硫代内酯预聚物，其中所述多官能度硫醇化合物，氟代丙烯酸酯，双键封端硫代内酯和光引发剂的质量比为1:0.2～2:1.5～1:0.04～0.02；步骤2、将胺类固化剂，氟化硫代内酯预聚物和碱催化剂溶于溶剂中，充分搅拌并反应后加入环氧树脂，继续搅拌得到均匀透亮的氟化环氧树脂涂料，其中所述胺类固化剂，氟化硫代内酯预聚物，碱催化剂和环氧树脂质量比为0.2～0.6:0.05～0.5:0.01～0.004:1。2.按照权利要求1所述的制备方法，其中所述多官能度硫醇化合物选自甘油三巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基丙酯、异氰脲酸三巯基羧酸酯或季戊四醇四巯基丙酸酯或六(3
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巯基丙酸)二季戊四醇酯。3.按照权利要求1所述的制备方法，其中所述氟代丙烯酸酯为全氟(甲基)丙烯酸酯类化合物CH2CH(CH3)COO
‑
(CH2)2‑
(CF2)
n
CF3，其中n为3～10的自然数。4.按照权利要求1所述的制备方法，其中所述双键封端硫代内酯为丙烯酰胺封端硫代内酯或甲酸烯丙酯封端硫代内酯。5.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋禹，付康，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：