一种氟碳改性水性醇酸树脂涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于醇酸树脂技术领域，具体涉及一种氟碳改性水性醇酸树脂涂料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，水性自干型醇酸树脂由于可以在低温下具有较好的干速，赋予低温下较好的施工性能，同时价格低廉，受到市场的青睐。但为了提高水性醇酸树脂涂料的耐水、耐酸碱、耐盐雾性能，近年来有少数用含氟材料改性水性醇酸树脂的报道，但这些氟改性醇酸树脂一般是用“氟烯类单体+丙烯酸酯”共聚制备，并且含氟丙烯酸酯单体价格高昂，用其制备的水性醇酸涂料耐性也没有较大的提升。
因此，一种性价比高、性能更好的新型氟碳改性醇酸树脂有待研究。
发明内容
本发明旨在提供一种氟碳改性水性醇酸树脂涂料及其制备方法和应用，克服现有技术的缺陷，提供一种性价比高、性能更好的新型氟碳改性水性醇酸树脂涂料及其制备方法。
本发明提供了一种氟碳改性水性醇酸树脂涂料，按重量份计包括：FEVE氟碳树脂10～25份，亚麻油25～35份，三羟甲基丙烷10～15份，季戊四醇5～10份，苯酐15～20份，苯甲酸10～12份，己二酸2～5份，聚醚PPG1000%202～5份，二甲苯2-5份，氢氧化锂0.01-0.05份，丙二醇甲醚10-12份。
进一步的，FEVE氟碳树脂为中恩化工的50％固含的FEVE氟碳树脂。
进一步的，氟碳改性水性醇酸树脂涂料中还包括三乙胺，添加适量的三乙胺，以实现调节其pH的效果即可。
进一步的，氟碳改性水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)在70-80℃加热条件下，将苯酐和FEVE氟碳树脂混合，搅拌反应2h，制得反应液I；
2)向步骤1)中的反应液I中依次加入亚麻油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、己二酸、苯甲酸、聚醚PPG1000和二甲苯，升温至135-150℃，保温20-35min，再继续升温至180-190℃，保温1-1.5h，制得反应液II；
3)向步骤2)中的反应液II中加入氢氧化锂，再升温至230-240℃，抽真空，保温反应3-3.5h，检测酸值和羟值合格后，降温至75-85℃，制得反应液III；
4)向步骤3)制得的反应液III中加入三乙胺调节pH，再加入丙二醇甲醚，制得氟碳改性水性醇酸树脂涂料。
进一步的，步骤1)-4)中使用的反应装置是带有冷凝管和分水器的三口瓶。分水器是一种常见的有机化学实验仪器，实验利用恒沸混合物蒸馏方法，采用分水器将反应生成的水层上面的有机层不断流回到反应瓶中，而将生成的水除去。
进一步的，步骤2)中保温20-35min后，分水器中有有机物流出，然后再继续升温至180-190℃。当分水器中有有机物流出时，反应至较为饱和状态。
进一步的，步骤3)中酸值为25-35mg/KOH，羟值为45-55mg/KOH。
进一步的，步骤4)中加入三乙胺调节pH至7.5-8.5。
进一步的，本发明的氟碳改性水性醇酸树脂涂料可以用于汽车玻璃防雨剂。
本发明中FEVE氟碳树脂和苯酐反应，生成一种COOH(羧酸)，再继续和季戊四醇、三羟甲基丙烷、聚醚PPG1000交联反应，然后，再同时和亚麻油在催化剂氢氧化锂作用下发生醇解分配反应，最后得到一种FEVE(氟)改性的醇酸树脂涂料。
本发明所述的FEVE氟碳树脂是一种多羟基的含氟共聚物，其分子结构完全不同于普通的“氟烯类单体+丙烯酸酯”共聚体系。FEVE氟碳树脂具有非常优异耐盐雾、耐候性、稳定性，其性能是普通氟丙烯酸酯(如：丙烯酸六氟丁酯+丙烯酸酯共聚物)无法比拟的。
本发明的有益效果：
1、本发明制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料具有优异的早期耐水性(涂层刮板1h后测试耐水性)，早期耐水性超过7天以上；
2、本发明制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料具有优异的后期耐水性(涂层刮板养护7h后测试耐水性)，一般超过10天。
3、本发明制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料具有优异的耐盐雾性(涂层刮板养护7h后测试)，超过13天。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术效果进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料按重量份计包括：
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料的具体制备步骤包括：
1)在室温下，先在带有冷凝管-分水器的三口瓶中加入15份苯酐，FEVE树脂(溶液)10份，70℃搅拌反应2h。
2)再依次加入35份亚麻油、10份三羟甲基丙烷、5份季戊四醇、2份己二酸、10份苯甲酸、2份聚醚PPG1000和2份二甲苯。升温至135℃，保温20min，此时分水器中有有机物流出。再继续升温至180℃，保温1h。
3)加入0.02份氢氧化锂，再升温至230℃，抽真空，保温反应3h，检测酸值为25-35mg/KOH，羟值为45-55mg/KOH时，降温至75℃。
4)加入三乙胺中和至pH为8.0左右，再加入丙二醇甲醚10份，将以上所制的产品配制成涂料，应用于汽车玻璃防雨剂，刮板后测试性能。
本实施例制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料，其性能如下：
1、早期耐水性≥7天。
2、后期耐水性≥10天。
3、耐盐雾性≥13天。
4、附着力0级。
5、光泽度(20゜/60゜)8.8/46.4。
6、干燥时间(25℃)：表干32min，实干50h。
实施例2
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料按重量份计包括：
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料的具体制备步骤包括：
1)在室温下，先在带有冷凝管-分水器的三口瓶中加入17份苯酐，FEVE树脂(溶液)15份，75℃搅拌反应2h。
2)再依次加入30份亚麻油、12份三羟甲基丙烷、7份季戊四醇、3份己二酸、11份苯甲酸、3份聚醚PPG1000和3份二甲苯。升温至140℃，保温30min，此时分水器中有有机物流出。再继续升温至185℃，保温1h。
3)加入0.03份氢氧化锂，再升温至235℃，抽真空，保温反应3h，检测酸值为25-35mg/KOH，羟值为45-55mg/KOH时，降温至80℃。
4)加入三乙胺中和至pH为8.0左右，再加入丙二醇甲醚11份，将以上所制的产品配制成涂料，应用于汽车玻璃防雨剂，刮板后测试性能。
本实施例制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料，其性能如下：
1、早期耐水性≥8天。
2、后期耐水性≥11天。
3、耐盐雾性≥14天。
4、附着力0级。
5、光泽度(20゜/60゜)9/47。
6、干燥时间(25℃)：表干30min，实干50h。
实施例3
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料按重量份计包括：
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料的具体制备步骤包括：
1)在室温下，先在带有冷凝管-分水器的三口瓶中加入20份苯酐，FEVE树脂(溶液)25份，80℃搅拌反应2h。
2)再依次加入35份亚麻油、15份三羟甲基丙烷、10份季戊四醇、5份己二酸、12份苯甲酸、5份聚醚PPG1000和5份二甲苯。升温至150℃，保温35min，此时分水器中有有机物流出。再继续升温至190℃，保温1.5h。
3)加入0.05份氢氧化锂，再升温至240℃，抽真空，保温反应3.5h，检测酸值为25-35mg/KOH，羟值为45-55mg/KOH时，降温至85℃。
4)加入三乙胺中和至pH为8.0左右，再加入丙二醇甲醚12份，将以上所制的产品配制成涂料，应用于汽车玻璃防雨剂，刮板后测试性能。
本实施例制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料，其性能如下：
1、早期耐水性≥9天。
2、后期耐水性≥12天。
3、耐盐雾性≥14天。
4、附着力0级。
5、光泽度(20゜/60゜)9.5/47.8。
6、干燥时间(25℃)：表干30min，实干50h。
对照例
本对照例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料按重量份计包括：
本实施例的氟碳改性水性醇酸树脂涂料的具体制备步骤包括：
1)在室温下，先在带有冷凝管-分水器的三口瓶中加入20份苯酐，FEVE树脂(溶液)5份，80℃搅拌反应2h。
2)再依次加入40份亚麻油、15份三羟甲基丙烷、10份季戊四醇、5份己二酸、12份苯甲酸、5份聚醚PPG1000和5份二甲苯。升温至150℃，保温35min，此时分水器中有有机物流出。再继续升温至190℃，保温1.5h。
3)加入0.05份氢氧化锂，再升温至240℃，抽真空，保温反应3.5h，检测酸值为25-35mg/KOH，羟值为45-55mg/KOH时，降温至85℃。
4)加入三乙胺中和至pH为8.0左右，再加入丙二醇甲醚12份，将以上所制的产品配制成涂料，应用于汽车玻璃防雨剂，刮板后测试性能。
本对照例制得的氟碳改性水性醇酸树脂涂料，其性能如下：
1、早期耐水性≥4天。
2、后期耐水性≥6天。
3、耐盐雾性≥6天。
4、附着力0级。
5、光泽度(20゜/60゜)9.5/47.8。
6、干燥时间(25℃)：表干30min，实干50h。
以上实施例仅为本发明的优选实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案而非限制，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。
