本技術(shù)涉及水性涂料，更具體地說，它涉及一種氟碳防腐涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、氟碳涂料本身的防腐性能是非常強(qiáng)大的，而氟碳漆作為重防腐涂層的配套面漆，可用于船舶，港口設(shè)施、橋梁、鋼結(jié)構(gòu)、石油鉆井平臺(tái)、儲(chǔ)存設(shè)施及化工設(shè)備戶外防腐配套，以及工程車輛及設(shè)備外裝飾防腐。同時(shí)，水性漆作為國家規(guī)范的環(huán)保產(chǎn)品種類之一，以voc含量低、無強(qiáng)烈刺激氣味、對(duì)環(huán)境友好等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)下涂料市場(chǎng)的主角。水性氟碳漆就是在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。

2、水性氟碳漆以水性的氟碳乳液為成膜物質(zhì)，屬于一種高耐候性的保護(hù)涂料，涂膜硬度高，抗耐沾污性好，且voc含量低，比油性氟碳漆更環(huán)保，也是一種環(huán)保健康的涂料。水性氟碳漆是一種以水為基礎(chǔ)的涂料，主要成分包括樹脂、顏料、填充劑、助劑等，其中，樹脂是水性氟碳漆的主要成分之一，決定了水性氟碳漆的耐候性、耐化學(xué)性、附著力等，常見的水性氟碳漆樹脂有聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等；顏料是水性氟碳漆中起著著色作用的成分，可以通過不同的顏色來滿足客戶的不同需要；填充劑主要起著填充和增加涂料膜厚的作用；助劑則能夠調(diào)整涂料的流變性、稠度、干燥時(shí)間等。

3、但是水性氟碳漆技術(shù)是近幾年來才開始發(fā)展的，產(chǎn)品還不是特別成熟，由于水的表面張力比有機(jī)溶劑高，導(dǎo)致對(duì)被涂基底的浸潤性較差，容易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，從而影響涂層的均勻性，且水性涂料的干燥需要更多的能量和更長的時(shí)間，這可能導(dǎo)致涂層在干燥過程中受到外部環(huán)境的影響更大；因此，水性氟碳防腐涂料在耐候性方面比油性氟碳防腐涂料表現(xiàn)差一些，依然有待提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高水性氟碳防腐涂料的耐候性，本技術(shù)提供一種氟碳防腐涂料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種氟碳防腐涂料，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種氟碳防腐涂料，包括單獨(dú)存放且使用時(shí)進(jìn)行混合的a組分和b組分，且所述a組分包含以下重量份的原料：

4、氟碳改性羥基丙烯酸樹脂35-56份；

5、水10-15份；

6、石墨烯微粉0.1-0.5份；

7、顏料15-25份；

8、含氟表面活性劑1-2份；

9、所述b組分包含以下重量份的原料：

10、三聚氰酰胺類化合物10-12份；

11、所述氟碳改性羥基丙烯酸樹脂通過如下步驟制備獲得：

12、在反應(yīng)容器中加入乙二醇丁醚，升溫后滴加引發(fā)劑和單體混合物，滴加完成后保溫?cái)嚢璺磻?yīng)，結(jié)束后加入去離子水和中和劑，即得到氟碳改性羥基丙烯酸樹脂；

13、所述單體混合物由丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、含氟丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體羥乙酯單體按重量比為(1-2):1:(2-5):(3-6)組成。

14、通過采用上述技術(shù)方案，石墨烯具有優(yōu)異的防腐性能，采用氟碳改性羥基丙烯酸樹脂、石墨烯和三聚氰酰胺類化合物交聯(lián)固化，形成的涂層能有效阻礙腐蝕介質(zhì)滲透，有效的提高了涂層的防腐性能，且該涂層具有超低表面能，具有疏水性，使酸雨、凝露或其它腐蝕介質(zhì)等不能在涂層表面停留，能進(jìn)一步阻止腐蝕介質(zhì)向涂覆基材內(nèi)部滲入，進(jìn)而能夠帶來較為優(yōu)異的防腐效果。同時(shí)，氟碳改性羥基丙烯酸樹脂以丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、含氟丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體羥乙酯單體為單體混合物，并采用自由基共聚法合成制得，而其中，丙烯酸丁酯單體能夠幫助形成牢固的化學(xué)鍵，并提高柔韌性、粘附性和耐久性；甲基丙烯酸單體可以為樹脂提供更好的附著力、顏填料潤濕性，在聚合反應(yīng)中具有較高的活性，可以與其他單體或功能性基團(tuán)進(jìn)行共聚，并發(fā)揮出各種不同單體的優(yōu)異特性；含氟丙烯酸單體中含有氟原子，使得其具有相對(duì)較強(qiáng)的化學(xué)惰性和高溫穩(wěn)定性，在與其它單體共聚形成聚合物后，能夠發(fā)揮出優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性和低摩擦系數(shù)等特性；甲基丙烯酸單體羥乙酯單體的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基和丙烯酸雙鍵，能夠在聚合反應(yīng)中提供較多的交聯(lián)點(diǎn)，從而增強(qiáng)聚合物的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性；而丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、含氟丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體羥乙酯單體通過相互間的配合，在共聚得到氟碳改性羥基丙烯酸樹脂后，能夠表現(xiàn)出較為優(yōu)異的耐候性，進(jìn)而使得氟碳防腐涂料在應(yīng)用過程中的使用壽命顯著提高。

15、優(yōu)選的，所述單體混合物由丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、含氟丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體羥乙酯單體按重量比為1.5:1:3:5組成。

16、通過采用上述技術(shù)方案，上述重量比的丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、含氟丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體羥乙酯單體組成單體混合物應(yīng)用時(shí)，相互間聚合形成的結(jié)構(gòu)較為均勻和穩(wěn)定的高分子鏈，彼此間發(fā)揮的配合效果較佳，進(jìn)而使得到的氟碳改性羥基丙烯酸樹脂在應(yīng)用后能夠與其他組分原料充分結(jié)合并穩(wěn)定發(fā)揮出自身作用，最終得到耐候性較為優(yōu)異的氟碳防腐涂料。

17、優(yōu)選的，所述含氟丙烯酸單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸單體三氟乙酯、全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸單體十二氟庚酯和甲基丙烯酸單體全氟辛基乙酯中的一種或幾種的組合物。

18、通過采用上述技術(shù)方案，上述種類的含氟丙烯酸單體均能夠與丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、甲基丙烯酸單體間發(fā)揮出優(yōu)異穩(wěn)定的配合機(jī)制，并能夠更好的保護(hù)氟碳改性羥基丙烯酸樹脂不受外界環(huán)境的影響，且在各種惡劣環(huán)境下都能保持良好的性能，進(jìn)而使氟碳防腐涂料能夠發(fā)揮出優(yōu)異穩(wěn)定的耐候性。

19、優(yōu)選的，所述a組分的原料中還加入由重量份為1-3份的功能助劑，所述功能助劑由改性碳納米管和鋁粉按重量比為(5-9):1組成，且改性碳納米管通過如下步驟制備獲得：取碳納米管原料加入到硝酸和硫酸的混合酸液中，40-50℃下超聲處理6-8h，然后降溫靜置一段時(shí)間后，經(jīng)稀釋、抽濾和水洗中性后，再進(jìn)行真空干燥得到。

20、通過采用上述技術(shù)方案，碳納米管具有極高的強(qiáng)度和彈性模量，且熱穩(wěn)定性，這種增強(qiáng)效果使得涂料在惡劣環(huán)境下更能保持其完整性和保護(hù)作用；而對(duì)碳納米管進(jìn)行改性處理，得到的改性碳納米管能夠被氟碳改性羥基丙烯酸樹脂充分包裹，進(jìn)而能夠發(fā)揮出優(yōu)異的耐候性增強(qiáng)作用。鋁粉能夠顯著增強(qiáng)涂層的耐候性能，抵御紫外線和氧化等外界環(huán)境對(duì)涂層的腐蝕作用，且鋁粉可還以承受高溫和化學(xué)腐蝕，從而保持表面涂層的光澤和對(duì)外界影響的防御能力。同時(shí)，將改性碳納米管與鋁粉組成功能助劑使用時(shí)，二者相互間能夠起到優(yōu)異的復(fù)配增效作用，利用改性碳納米管的納米效應(yīng)并與鋁粉形成穩(wěn)定的界面結(jié)合，進(jìn)而使氟碳防腐涂料涂層的耐候性得到顯著提升。

21、優(yōu)選的，所述功能助劑由改性碳納米管和鋁粉按重量比為7:1組成。

22、通過采用上述技術(shù)方案，上述重量比的改性碳納米管和鋁粉進(jìn)行搭配使用時(shí)，相互間發(fā)揮出的配合效果較為顯著，二者能夠在氟碳防腐涂料涂層的混料體系中形成均勻分散和相互穿插的增強(qiáng)體系，進(jìn)而使功能助劑對(duì)氟碳防腐涂料所帶來的耐候性提升較為優(yōu)異。

23、優(yōu)選的，所述碳納米管原料為多壁碳納米管，其直徑為10-20nm，長度為1-10μm；所述鋁粉的粒徑為25-35μm。

24、通過采用上述技術(shù)方案，上述規(guī)格的碳納米管原料經(jīng)改性后，得到的改性碳納米管不易發(fā)生團(tuán)聚，能夠均勻分散在氟碳防腐涂料的混料體系中，并與鋁粉間形成穩(wěn)定的配合效果。鋁粉粒徑越小，一般表面積越大，對(duì)涂層的性能影響較為顯著，但粒徑越小，鋁粉則難以分散，而上述粒徑的鋁粉不僅能夠發(fā)揮出優(yōu)異穩(wěn)定的自身作用，還能夠與改性碳納米管間形成較為優(yōu)異的配合體系。如此，功能助劑應(yīng)用所帶來的相應(yīng)效果得以較為穩(wěn)定優(yōu)異的發(fā)揮，最終得到氟碳防腐涂料的耐候性品質(zhì)也較佳。

25、優(yōu)選的，所述硝酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％的硝酸溶液，硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸，且硝酸和硫酸的體積混合比為1:(3-5)。

26、通過采用上述技術(shù)方案，上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硝酸和硫酸按上述體積比進(jìn)行混合使用時(shí)，能夠?qū)μ技{米管原料的表面帶來較佳的改性效果，通過在碳納米管原料表面引入較多和較為均勻的功能基團(tuán)，進(jìn)而使得到的改性碳納米管能夠發(fā)揮出較為優(yōu)異的作用效果，并在與鋁粉組成功能助劑使用時(shí)，對(duì)氟碳防腐涂料所帶來的耐候性提升效果較為優(yōu)異。

27、優(yōu)選的，所述含氟表面活性劑為fs-31氟碳表面活性劑。

28、通過采用上述技術(shù)方案，fs-31氟碳表面活性劑可以降低氟碳防腐涂料的表面張力，顯著提高涂料的流平性和潤濕性，且其高分子骨架側(cè)鏈上的氟素表面活性劑在外層形成拒水拒油層，可提高氟碳涂料的耐鹽霧、防腐防銹能力和抗紫外線能力，進(jìn)而帶來氟碳防腐涂料耐候性的優(yōu)異表現(xiàn)。

29、第二方面，本技術(shù)提供一種氟碳防腐涂料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

30、一種氟碳防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

31、(1)按配比準(zhǔn)備包含氟碳改性羥基丙烯酸樹脂、水、石墨烯微粉、顏料、含氟表面活性劑和三聚氰酰胺類化合物的原料；

32、(2)將步驟(1)中水和含氟表面活性劑混合后，再加入石墨烯微粉和顏料，攪拌混合后進(jìn)行研磨，然后再加入氟碳改性羥基丙烯酸樹脂，攪拌混合得到a組分；而三聚氰酰胺類化合物則為b組分；

33、(3)使用時(shí)將a組分和b組分?jǐn)嚢杌旌希吹玫椒挤栏苛稀?/p>

34、通過采用上述技術(shù)方案，上述制備方法操作簡(jiǎn)單，各原料分步驟添加使用，有利于生產(chǎn)過程中進(jìn)行品質(zhì)控制，并使各組分原料間得以充分配合，進(jìn)而得到品質(zhì)優(yōu)異穩(wěn)定的氟碳防腐涂料，整體也有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

35、優(yōu)選的，步驟(2)具體設(shè)置為：將步驟(1)中水和含氟表面活性劑混合后，再加入石墨烯微粉和顏料，攪拌混合后進(jìn)行研磨至粒徑為5-40μm，然后再加入氟碳改性羥基丙烯酸樹脂，攪拌混合得到a組分；而三聚氰酰胺類化合物則為b組分。

36、通過采用上述技術(shù)方案，在加入石墨烯微粉和顏料后，研磨至粒徑為5-40μm，能夠使涂料中的沉淀速度慢、穩(wěn)定性好、涂膜厚度均勻，進(jìn)而使各組分原料間配合所發(fā)揮的相應(yīng)效果較為穩(wěn)定優(yōu)異，有利于得到耐候性優(yōu)異的氟碳防腐涂料。

37、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

38、1、本技術(shù)以丙烯酸丁酯單體、甲基丙烯酸單體、含氟丙烯酸單體和甲基丙烯酸單體羥乙酯單體為單體混合物，并采用自由基共聚法合成制得氟碳改性羥基丙烯酸樹脂，然后通過氟碳改性羥基丙烯酸樹脂、石墨烯和三聚氰酰胺類化合物交聯(lián)固化，使得到氟碳防腐涂料所形成的涂層能夠表現(xiàn)出較為優(yōu)異的耐候性；

39、2、本技術(shù)加入由改性碳納米管和鋁粉組成的功能助劑，通過二者相互間所發(fā)揮的復(fù)配增效作用，通過改性碳納米管的納米效應(yīng)并與鋁粉形成穩(wěn)定的界面結(jié)合，能夠在氟碳防腐涂料涂層的混料體系中形成均勻分散和相互穿插的增強(qiáng)體系，進(jìn)而使氟碳防腐涂料涂層的耐候性得到顯著提升。