一种高成膜性水性含氟乳液及制备方法与流程

1.本发明涉及含氟乳液技术领域，更具体地说，涉及一种高成膜性水性含氟乳液及制备方法。


背景技术：

2.含氟乳液具有耐高温、自润滑、耐酸碱、不粘性等良好性能，广泛用于防腐和耐磨涂层等方面，但目前以ptfe为代表的含氟乳液成膜性差，固化后表面存在裂纹，导致水汽渗透，无法满足厚涂装和重防腐的要求，需要经过改性处理。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高成膜性水性含氟乳液及制备方法，用以解决上述背景技术中存在的技术问题。
4.本发明技术方案提供一种高成膜性水性含氟改性乳液，包括如下重量的各组分：含氟乳液40-50份、颜料10-20份、去离子水30-40份、分散剂2-3份、润湿剂2-3份、消泡剂2-3、增稠剂1-2份；
5.所述含氟乳液包括mfa(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液，还包括ptfe(聚四氟乙烯)乳液、fep(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)乳液、pfa(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)乳液中的一种或多种。
6.在一个优选地实施例中，所述颜料为白粉。
7.在一个优选地实施例中，所述分散剂为含亲颜料基团的共聚物分散剂。
8.在一个优选地实施例中，所述润湿剂为琥珀酯嵌段共聚物及配合物类润湿剂。
9.在一个优选地实施例中，所述增稠剂为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯共聚而成的交联型高分子乳液增稠剂。
10.在一个优选地实施例中，所述消泡剂为特殊改性非硅共聚物消泡剂、改性聚醚消泡剂中的一种或几种。
11.一种高成膜性水性含氟改性乳液的制备方法，包括如下制备步骤：
12.s1：按重量份数称取含氟乳液40-50份、颜料10-20份、去离子水30-40份、分散剂2-3份、润湿剂2-3份、消泡剂2-3、增稠剂1-2份，通过电动搅拌混合得到高成膜性水性含氟改性乳液；
13.s2：将高成膜性水性含氟改性乳液用丝棒涂布在电晕处理后的pi膜表面；
14.s3：高温烘箱固化高成膜性水性含氟改性乳液涂布的涂层，升温速率为1-10℃/min，固化温度为330-380℃，固化时间为5-10min。
15.在一个优选地实施例中，s1中搅拌的转速为100-500rpm，时间10-30min。
16.在一个优选地实施例中，s2中电晕处理的功率为0.5-1kw，电压为200-250v。
17.在一个优选地实施例中，所述乳液采用丝棒刮涂在pi膜上形成高成膜性涂层，涂层厚度为15-20μm。
18.本发明技术方案的有益效果是：
19.本发明的水性含氟乳液稳定性高，成膜性好，得到的涂层具有表面硬度高、涂层结合力高、微观致密、耐腐蚀性能好、使用寿命长等优点。因为本发明中添加了mfa(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液,mfa乳液添加带来的成膜性改善，不论是对于单一含氟乳液还是混合含氟乳液均有显著效果，有效解决了含氟乳液成膜性差、固化后开裂的问题。
附图说明
20.图1为本发明对比例1成膜性图片，
21.图2为本发明对比例2成膜性图片，
22.图3为本发明实施例1成膜性图片，
23.图4为本发明实施例2成膜性图片，
24.图5为本发明对比例1扫描电镜图，
25.图6为本发明对比例2扫描电镜图，
26.图7为本发明实施例1扫描电镜图，
27.图8为本发明实施例2扫描电镜图。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述方便起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
29.实施例1
30.按照重量份数将30份水性fep(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)乳液，10份mfa(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液，40份去离子水，10份钛白粉，2份含亲颜料基团的共聚物分散剂，2份琥珀酯嵌段共聚物及配合物类润湿剂，2份改性聚醚消泡剂，2份丙烯酸酯，经过100rpm均匀搅拌10mim后得到水性含氟改性乳液。然后将配制乳液采用50号丝棒涂布于电晕后的聚酰亚胺薄膜表面，涂布厚度控制在15μm，电晕处理的功率为0.5kw，电压为200v。最后将制备好的涂层放入高温烘箱中固化。
31.高温固化时温度控制过程为：所用升温程序：室温-330℃，升温速率5℃/min；所用保温程序：330℃保温5min；所用降温程序：330℃-室温，降温速率1℃/min。
32.实施例2
33.按照重量份数将25份水性ptfe(聚四氟乙烯)乳液，15份水性fep(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)乳液，10份mfa(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液，30份去离子水，20份颜料钛白粉，3份含亲颜料基团的共聚物分散剂，3份琥珀酯嵌段共聚物及配合物类润湿剂，3份特殊改性非硅共聚物消泡剂，1份甲基丙烯酸酯共聚而成的交联型高分子乳液，经过500rpm均匀搅拌30min后得到水性含氟改性乳液。然后将配制乳液采用50号丝棒涂布于电晕后的聚酰亚胺薄膜表面，涂布厚度控制在20μm，电晕处理的功率为1kw，电压为250v。最后将制备好的涂层放入高温烘箱中固化。
34.高温固化时温度控制过程为：所用升温程序：室温-380℃，升温速率5℃/min；所用保温程序：380℃保温10min；所用降温程序：380℃-室温，降温速率1℃/min。
35.对比例1
36.按照重量份数将40份水性ptfe(聚四氟乙烯)乳液，40份去离子水，10份钛白粉，2份含亲颜料基团的共聚物分散剂，2份琥珀酯嵌段共聚物及配合物类润湿剂，2份改性聚醚消泡剂，2份丙烯酸酯，经过100rpm均匀搅拌10mim后得到水性含氟改性乳液。然后将配制乳液采用50号丝棒涂布于电晕后的聚酰亚胺薄膜表面，涂布厚度控制在15μm，电晕处理的功率为0.5kw，电压为200v。最后将制备好的涂层放入高温烘箱中固化。
37.高温固化时温度控制过程为：所用升温程序：室温-330℃，升温速率5℃/min；所用保温程序：330℃保温5min；所用降温程序：330℃-室温，降温速率1℃/min。
38.对比例2
39.按照重量份数将30份水性ptfe(聚四氟乙烯)乳液，20份水性fep(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)乳液，30份去离子水，20份颜料钛白粉，3份含亲颜料基团的共聚物分散剂，3份琥珀酯嵌段共聚物及配合物类润湿剂，3份特殊改性非硅共聚物消泡剂，1份甲基丙烯酸酯共聚而成的交联型高分子乳液，经过500rpm均匀搅拌30min后得到水性含氟改性乳液。然后将配制乳液采用50号丝棒涂布于电晕后的聚酰亚胺薄膜表面，涂布厚度控制在20μm，电晕处理的功率为1kw，电压为250v。最后将制备好的涂层放入高温烘箱中固化。
40.高温固化时温度控制过程为：所用升温程序：室温-380℃，升温速率5℃/min；所用保温程序：380℃保温10min；所用降温程序：380℃-室温，降温速率1℃/min。
41.性能测试
42.(1)对比例1-2以及实施例1-2的成膜性图片如图1-4所示；
43.(2)对比例1-2以及实施例1-2的扫描电镜图如图5-8所示；
44.从图1-8可以看出，实施例1-2与对比例1-2的涂层相比，具有成膜性极佳，扫描电镜下不开裂等优点。这是因为实施例中添加了mfa(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液,mfa乳液添加带来的成膜性改善，不论是对于单一含氟乳液还是混合含氟乳液均有显著效果，有效解决了含氟乳液成膜性差、固化后开裂的问题。
45.mfa为tfe(四氟乙烯)与全氟甲基乙烯基醚(pmve)的无规共聚物。mfa中部分链段与ptfe相同，相容性良好，固化后未见相分离形貌。而mfa中的全氟烷基(rf)链段几乎不能进入聚合物主链形成的晶体结构，只能进入非晶区，因此引入mfa后，混合氟涂层的晶体结构几乎未遭到破坏，而熔体粘度却显著降低，在保证材料具有较高力学性能的同时又赋予了材料良好的可熔融加工性能，提高材料的高温下成膜性，更有利于工业化生产与发展，具有重要的现实意义。
46.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

技术特征：
1.一种高成膜性水性含氟改性乳液，其特征在于，包括如下重量的各组分：含氟乳液40-50份、颜料10-20份、去离子水30-40份、分散剂2-3份、润湿剂2-3份、消泡剂2-3、增稠剂1-2份；所述含氟乳液包括mfa(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液，还包括ptfe(聚四氟乙烯)乳液、fep(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)乳液、pfa(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)乳液中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液，其特征在于，所述颜料为钛白粉。3.根据权利要求1所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液，其特征在于，所述分散剂为含亲颜料基团的共聚物分散剂。4.根据权利要求1所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液，其特征在于，所述润湿剂为琥珀酯嵌段共聚物及配合物类润湿剂。5.根据权利要求1所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液，其特征在于，所述增稠剂为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯共聚而成的交联型高分子乳液增稠剂。6.根据权利要求1所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液，其特征在于，所述消泡剂为特殊改性非硅共聚物消泡剂、改性聚醚消泡剂中的一种或几种。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：s1：按重量份数称取含氟乳液40-50份、颜料10-20份、去离子水30-40份、分散剂2-3份、润湿剂2-3份、消泡剂2-3、增稠剂1-2份，通过电动搅拌混合得到高成膜性水性含氟改性乳液；s2：将高成膜性水性含氟改性乳液用丝棒涂布在电晕处理后的pi膜表面；s3：高温烘箱固化高成膜性水性含氟改性乳液涂布的涂层，升温速率为1-10℃/min，固化温度为330-380℃，固化时间为5-10min。8.根据权利要求7所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液的制备方法，其特征在于，s1中搅拌的转速为100-500rpm，时间为10-30min。9.根据权利要求7所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液的制备方法，其特征在于，s2中电晕处理的功率为0.5-1kw，电压为200-250v。10.根据权利要求7所述的一种高成膜性水性含氟改性乳液的制备方法，其特征在于，所述乳液采用丝棒刮涂在pi膜上形成高成膜性涂层，涂层厚度为15-20μm。

技术总结
本发明公开了一种高成膜性水性含氟乳液及制备方法，该高成膜性水性含氟乳液包括如下重量的各组分：含氟乳液40-50份、颜料10-20份、去离子水30-40份、分散剂2-3份、润湿剂2-3份、消泡剂2-3、增稠剂1-2份，所述含氟乳液包括MFA(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液。本发明的水性含氟乳液稳定性高，成膜性好，得到的涂层具有表面硬度高、涂层结合力高、微观致密、耐腐蚀性能好、使用寿命长等优点。因为本发明中添加了MFA(四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物)乳液,MFA乳液添加带来的成膜性改善，不论是对于单一含氟乳液还是混合含氟乳液均有显著效果，有效解决了含氟乳液成膜性差、固化后开裂的问题。后开裂的问题。后开裂的问题。


技术研发人员：肖超 张献 邹佳卉 丁欣 王艳艳
受保护的技术使用者：安徽中科宇顺科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/16