[发明专利]水性氟改性硅氧烷丙烯酸涂料及其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种水性氟改性硅氧烷丙烯酸涂料及其制备方法及其应用，该涂料包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比为3‑5：1，A组分由以下质量百分比的组分组成：水性氟改性丙烯酸树脂70‑80%，水20‑25%，中和剂0.1‑0.3%，成膜助剂3‑5%，润湿剂0‑0.2%，消泡剂0‑0.2%，流平剂0‑0.2%，增稠剂0‑0.5%，B组分由以下质量百分比的组分组成：异氰酸酯95‑97%，硅烷偶联剂A 3‑5%，助溶剂0‑5%，水性氟改性丙烯酸树脂粘度为50~1500cps，硅烷偶联剂A的结构为RSi（OCH₃）₃。本申请的水性丙烯酸涂料兼具耐候性和耐冲击性能，且表面细性好、光泽度高。

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种水性氟改性硅氧烷丙烯酸涂料及其制备方法及其应用。

背景技术

目前，常规涂料的水性化技术和市场化应用较为成熟，逐步替代了传统溶剂型涂料。其中水性丙烯酸树脂具有优良的耐化学介质、耐腐蚀优点，水性丙烯酸涂料重点应用在防腐蚀领域。

目前，水性丙烯酸涂料的耐候性较差，不利于户外长期使用，导致水性丙烯酸涂料的应用范围受限。

发明内容

为了提高水性丙烯酸涂料的耐候性，本申请提供一种水性氟改性硅氧烷丙烯酸涂料及其制备方法及应用。

第一方面，本申请提供一种水性氟改性硅氧烷丙烯酸涂料，采用如下技术方案：

一种水性氟改性硅氧烷丙烯酸涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为3-5：1，其中，A组分由以下质量百分比的组分组成：

水性氟改性丙烯酸树脂70-80%

水20-25%

中和剂0.1-0.3%

成膜助剂3-5%

润湿剂0-0.2%

消泡剂0-0.2%

流平剂0-0.2%

增稠剂0-0.5%

所述B组分由以下质量百分比的组分组成：

异氰酸酯95-97%

硅烷偶联剂A 3-5%

助溶剂0-5%，

所述水性氟改性丙烯酸树脂的粘度为50~1500cps，所述硅烷偶联剂A的结构为RSi（OCH₃）₃。

水性氟改性丙烯酸树脂中，F原子取代了氢原子，包围在碳链外形成紧密的保护层，使其不易受到外界的侵袭，且F—C键是一种高键能的化学键，因此水性氟改性丙烯酸树脂的耐候性十分优异，同时使涂层具有较好的化学惰性，能提高涂层的疏水性，但水性氟改性丙烯酸树脂作为主要基材制备的涂层附着力较差，易脆，受到冲击容易产生裂纹。

而本申请在B组分中加入硅烷偶联剂A和异氰酸酯共同作为交联剂，涂料无需加热，可以在室温条件下固化，不但能够有效提高涂层的附着力、饶性、抗冲击性和耐磨效果，而且还使得涂层表面细性、光泽度、疏水效果提高。这是因为硅烷偶联剂A活性较高，A组分和B组分混合后，硅烷偶联剂A在A组分中水的作用下充分水解，形成RSi（OH）₃，RSi（OH）₃中的羟基与水性氟改性丙烯酸树脂中的羧酸反应，异氰酸酯中的活性异氰酸酯基也与水性氟改性丙烯酸树脂中的羧酸反应，异氰酸酯中的活性异氰酸酯基还与A组分中水发生反应、与硅烷偶联剂MPS水解后生成的RSi（OH）₃反应，形成多重交联网络互穿结构，制得的涂层通过硅原子和碳原子相互穿插结合，从而提高涂层的附着力、饶性、抗冲击性和耐磨等效果，同时使本申请制备的涂层的表面细性、光泽度以及疏水效果十分优异，因此本申请制备的涂料可以直接作为面层用涂料使用。