一种金属防护剂制造技术

本发明专利技术属于特种高分子涂层合成的技术领域，具体的涉及一种金属防护剂

【技术实现步骤摘要】
一种金属防护剂、金属防护涂层及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于特种高分子涂层合成的
，具体的涉及一种金属防护剂
、
金属防护涂层及制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着生活水平的快速提升，日常生活中人们对电器的使用要求日益增强，不仅希望电器具有优异的产品功能，还希望电器的表面易于清洁以及其表面涂层具有耐高低温
、
无毒
、
疏水疏油
、
耐候
、
耐老化
、
高附着力等性能
。
[0003]目前市场上出现多种不同的防护产品，例如针对电子触摸屏进行防护的抗指纹油；针对
UV
固化型硬质涂层进行防护的抗指纹添加剂；针对不锈钢进行防护的疏水疏油纳米涂层等
。
然而对于电器金属防护的产品相对较少，且产品的性能单一，在耐温
、
耐候
、
结合力以及耐磨等方面存在着问题
。
[0004]专利
CN101544724A
中公开了一种水性金属防护漆用丙烯酸聚合物乳液制备方法，所得的金属防护漆对热
、
光稳定，具有很低的表面张力和很好的耐沾污性，但是其玻璃化温度（
Tg
）只有
50℃
，可见该水性金属防护漆不适宜在超过
50℃
的环境温度下使用，即无法在高温条件下使用
。
[0005]专利
CN101608306A
中公开了一种钝化液和镀锌材料的表面处理方法，也可用于金属防护，该钝化液为含有水溶性钼化合物
、
硼酸
、
水溶性有机物和硅溶胶的水溶液，其中所述的水溶性有机物为醇和有机羧酸的混合物
。
该专利是为了克服现有镀锌材料耐腐蚀性差的缺点，因此该专利的关注点只在于耐腐蚀性，虽然该钝化液的耐腐蚀性相对较好，但性能相对单一，功能不完善，并未关注耐热性
、
耐候性
、
耐指纹性和耐磨性等其他方面的性能
。
[0006]专利
CN103031042A
中公开了一种金属防护涂料及热镀锌金属材料及热镀铝锌金属材料，其中原料混合物含有水溶性硅酸盐
、
促进剂
、
硅烷偶联剂
、
氧化硅填料
、
水溶性成膜树脂和水，该金属防护涂料形成的防护膜虽然耐蚀性
、
耐水性
、
耐热性和耐指纹性均得以改善，但由于该金属防护涂料的原料中存在含硅的硅酸盐
、
氧化硅填料以及硅烷偶联剂，而这些与金属之间难以发生化学键合，主要依靠物理作用力粘结在金属表面从而形成涂层，如此导致涂层与金属材料之间的结合力较差
。
[0007]此外，现有的金属防护剂其有效成分多为无机金属盐（如磷酸锌和钼类化合物）或者有机涂料（丙烯酸酯类防护涂料），基于结合力的需求，金属防护剂中需要加入多种助剂，比如硅烷偶联剂
、
硅溶胶等，这些助剂与有效成分进行物理混合，配制得到所需的金属防护剂
。
而这些助剂的加入使得金属防护剂所形成的金属防护涂层存在涂层偏厚
、
光泽度降低和操作繁琐的问题
。
同时，助剂与金属基材之间也是通过物理结合的方式，结合力较差，长期来看涂层有脱落的风险
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种金属防护剂，该金属防护剂的有效成分为含全氟
聚醚链的化合物，在该化合物的分子结构中同时引入全氟聚醚链
、
含有苯环结构的磷酸酯和异氰脲酸酯结构，使得金属防护剂的有效成分自身兼具优异的耐热性
、
耐候性
、
憎水憎油性以及耐磨性，无需加入其他任何助剂，只需采用稀释剂进行稀释后即得到性能优异的金属防护剂，避免了助剂所带来的膜层偏厚
、
操作繁琐和结合力差的弊端
。
[0009]采用该金属防护剂进行防护的金属基材具有优异的耐热性（在
200℃
高温下烘烤8小时仍未脱落）
、
耐候性
、
憎水憎油性（初始水接触角可达
116
°
，油接触角可达
75
°
）和耐磨性（摩擦
4000
次水接触角依然可达
101
°
），可见，本专利技术所述的金属防护剂可以适用于高温
、
油烟或暴晒等使用环境中的金属基材的防护
。
[0010]具体技术方案为：一种金属防护剂，其有效成分为含全氟聚醚链的化合物，该化合物的结构式如式（
a
）所示：（
a
）；
[0011]式中，
PFPE
代表全氟聚醚链
。
[0012]在式（
a
）的结构中同时含有磷酸酯基团
、
异氰脲酸酯和全氟聚醚链段，该三部分结构各有分工，但又缺一不可，其中磷酸酯基团可以与金属元素发生螯合作用，增加防护剂与金属材料之间的结合力，并且磷酸酯上的苯环能提升耐温性；异氰脲酸酯不仅能提升耐温性和耐候性，还能起到连接全氟聚醚链和磷酸酯基团的作用；全氟聚醚链段则提升防护剂的憎水憎油性，该三种基团之间既能发生反应又能同时多维度的为金属防护剂的有效成分带来不同的功效
。
[0013]本专利技术中，作为所述金属防护剂有效成分的化合物，其所含的全氟聚醚链为
Z
型全氟聚醚链或
K
型全氟聚醚链
。
[0014]本专利技术通过全氟聚醚酰氟和羟基反应将全氟聚醚链引入至所述金属防护剂的有效成分化合物中
。
虽然现有技术中全氟聚醚链的结构主要有四种，分别是
K、Z、D、Y
型，而本专利技术综合金属防护剂的耐磨性能以及经济适用性，优选
Z
型和
K
型两种全氟聚醚链
。
[0015]Z
型全氟聚醚链的结构式为：
CF3(CF2CF2O)
p
(CF2O)
q
CF2‑
。
[0016]K
型全氟聚醚链的结构式为：
CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]n
CF(CF3)
‑
。
[0017]优选的，所述的全氟聚醚链为
Z
型全氟聚醚链，该
Z
型全氟聚醚链的结构式为
CF3(CF2CF2O)
p
(CF2O)
q
CF2‑
，其中
p
为1‑
15
之间的整数，
q
为1‑
15
之间的整数...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金属防护剂，其特征在于，有效成分为含全氟聚醚链的化合物，该化合物的结构式如式（
a
）所示：（
a
）；式中，
PFPE
代表全氟聚醚链
。2.
根据权利要求1所述的金属防护剂，其特征在于，所述的全氟聚醚链为
Z
型全氟聚醚链或
K
型全氟聚醚链
。3.
根据权利要求2所述的金属防护剂，其特征在于，所述的全氟聚醚链为
Z
型全氟聚醚链，其结构式为
CF3(CF2CF2O)
p
(CF2O)
q
CF2‑
，其中
p
为1‑
15
之间的整数，
q
为1‑
15
之间的整数
。4.
根据权利要求1所述的金属防护剂，其特征在于，所述全氟聚醚链的重均分子量为
500
‑
2000g/mol。5.
根据权利要求1所述的金属防护剂，其特征在于，所述有效成分的制备原料包括三羟乙基异氰尿酸酯
、
邻甲苯基氯代磷酸酯和全氟聚醚酰氟
。6.
根据权利要求5所述的金属防护剂，其特征在于，所述三羟乙基异氰尿酸酯：邻甲苯基氯代磷酸酯：全氟聚醚酰氟的摩尔比为
1:1:2
‑
2.5。7.
根据权利要求1所述的金属防护剂，其特征在于，还包括稀释剂；所述金属防护剂中有效成分的含量为
15
‑
25wt%。8.
如权利要求5所述的金属防护剂的制备方法，其特征在于，有效成分的制备包括以下步骤：（1）在惰性气体氛围下，首先，将三羟乙基异氰尿酸酯
、
碱性催化剂和溶剂进行混合搅拌，得到混合溶液；然后，搅拌条件下在混合溶液中滴加邻甲苯基氯代磷酸酯，滴加结束后，在
85℃
‑
95℃
下反应
6~8h
，得到中间体
A
；（2）在惰性气体氛围下，先将所得中间体
A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉利，李亚楠，王镇，王磊，毕丛丛，卢丹，
申请(专利权)人：山东华夏神舟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：