本發(fā)明屬于氟碳樹(shù)脂合成，具體涉及一種聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、氟碳樹(shù)脂主要由含氟聚合物構(gòu)成，其分子結(jié)構(gòu)中穩(wěn)固的碳-氟鍵賦予了它極佳的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性，與傳統(tǒng)涂料相比，具有極高的耐久性、耐候性、耐腐蝕性、耐高溫等，能夠在極端氣候條件下長(zhǎng)時(shí)間保持顏色和光澤，而不易出現(xiàn)褪色、粉化和老化現(xiàn)象。盡管氟碳樹(shù)脂具有諸多優(yōu)勢(shì)，但目前仍存在一些問(wèn)題。如氟碳樹(shù)脂抗沖擊性能和硬度需進(jìn)一步改性提高。同時(shí)，氟碳樹(shù)脂的生產(chǎn)成本較高，且其加工工藝復(fù)雜，限制了其在某些領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。另外，與某些金屬或其他高性能聚合物相比，氟碳樹(shù)脂在熱性能上仍然有待提升。
2、環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，其涂膜對(duì)金屬(鋼、鋁等)、陶瓷、玻璃、混凝土和木材等極性底材均具有優(yōu)良的附著力，抗化學(xué)藥品性能和電絕緣性能優(yōu)良，品種多樣，價(jià)廉易得。聚酰亞胺具有非常高的耐熱性、優(yōu)異的機(jī)械性能，也對(duì)多種化學(xué)品（如酸、堿和有機(jī)溶劑）具有高度的耐受性。因此，利用聚酰胺酸改性的環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)feve型氟樹(shù)脂進(jìn)行改性，有望改善feve熱性能和機(jī)械性能，同時(shí)解決成本方面的缺陷，提高feve型氟樹(shù)脂的綜合性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是目前氟碳樹(shù)脂的成本高，熱性能、機(jī)械性能不佳等缺點(diǎn)，通過(guò)復(fù)合改性，提高膜的附著力、抗沖擊性能和耐熱性，得到性能優(yōu)良的氟碳樹(shù)脂涂料，降低成本。
2、為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料的制備方法，包括如下步驟：
3、步驟（1）：室溫條件下，按重量份計(jì)，分別稱(chēng)取10～15份的單體二胺和單體二酐，將單體二胺和單體二酐同時(shí)分別置于80℃和150℃鼓風(fēng)干燥箱中處理6h，分別得到預(yù)制后的單體二胺和單體二酐，并密封置于干燥器中保存?zhèn)溆茫粚?0份的n,n-二甲基乙酰胺經(jīng)4?級(jí)分子篩處理后，密封保存?zhèn)溆茫?/p>
4、步驟（2）：將步驟（1）中預(yù)制好的0.4～0.8份的單體二胺、2.5～5份的n,n-二甲基乙酰胺加入三口燒瓶中，機(jī)械攪拌0.5h，待固體完全溶解后，冰水浴降溫至0～10℃，加入0.1～0.2份的單體二酐和0.5～1份的n,n-二甲基乙酰胺，間隔時(shí)間0.5～1h，再次加入0.1～0.2份的單體二酐和0.5～1份的n,n-二甲基乙酰胺，重復(fù)上述操作一共加入三次0.1～0.2份的單體二酐和0.5～1份的n,n-二甲基乙酰胺，期間保持冰水浴溫度在0～10℃。之后在攪拌下持續(xù)反應(yīng)6-12h，所得均相粘稠液體即為聚酰胺酸；
5、步驟（3）：將步驟（2）中得到的的聚酰胺酸，以及0.2～0.5份的環(huán)氧固化劑、10～20份的環(huán)氧樹(shù)脂加入燒杯中，水浴60～90℃下機(jī)械攪拌2～4h，得到均一的淺黃色混合液，隨后將混合液放入真空烘箱中，溫度設(shè)定90℃，真空度-0.1mpa，預(yù)固化3h，得到聚酰胺酸和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性劑；
6、步驟（4）：將15～25份的氟碳樹(shù)脂、55.5～61份的n,n-二甲基乙酰胺加入三口燒瓶中，于50℃下攪拌2-3h，隨后將步驟（3）得到的聚酰胺酸和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性劑，以及1～2份的氟碳樹(shù)脂固化劑也加入三口燒瓶，控制溫度在60～80℃，攪拌3～6h，得到改性的氟碳樹(shù)脂涂料。
7、本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
8、提供一種聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，聚酰胺酸與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:2～1:3，氟碳樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:1～2:1，環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:20～1:25，氟碳樹(shù)脂固化劑與氟碳樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:10～1:15。
9、進(jìn)一步地，n,n-二甲基乙酰胺為有機(jī)溶劑，可替換為n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的一種，聚酰胺酸的固體質(zhì)量含量為10～15%，氟碳樹(shù)脂的固體含量為15%～25%。
10、進(jìn)一步地，單體二胺為4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯砜、4,4′-(六氟異丙基)雙(對(duì)苯氧基)二苯胺、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷中的一種或多種，單體二酐為4,4′-(六氟異丙烯)二酞酸酐、3,3',4,4'-聯(lián)苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四羧酸、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐中的一種或多種。
11、進(jìn)一步地，單體二胺和單體二酐的物質(zhì)的量之比為1:1.02。
12、進(jìn)一步地，環(huán)氧固化劑為n-甲基咪唑、4,4'-二氨基二苯砜和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚中的一種。
13、進(jìn)一步地，氟碳樹(shù)脂固化劑為六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的一種。
14、進(jìn)一步地，環(huán)氧樹(shù)脂為e-39、e-44、e-51中的至少一種，環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量份為10～20％。
15、進(jìn)一步地，氟碳樹(shù)脂的質(zhì)量份為15～25％。
16、本發(fā)明的有益效果是：
17、氟碳樹(shù)脂主要由含氟聚合物構(gòu)成，其分子結(jié)構(gòu)中穩(wěn)固的碳-氟鍵賦予了它極佳的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性，與傳統(tǒng)涂料相比，具有極高的耐久性、耐候性、耐腐蝕性、耐高溫等，能夠在極端氣候條件下長(zhǎng)時(shí)間保持顏色和光澤，而不易出現(xiàn)褪色、粉化和老化現(xiàn)象。環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，其涂膜對(duì)金屬(鋼、鋁等)、陶瓷、玻璃、混凝土和木材等極性底材均具有優(yōu)良的附著力，抗化學(xué)藥品性能和電絕緣性能優(yōu)良，品種多樣，價(jià)廉易得。聚酰亞胺具有非常高的耐熱性、優(yōu)異的機(jī)械性能，也對(duì)多種化學(xué)品（如酸、堿和有機(jī)溶劑）具有高度的耐受性。因此，利用聚酰胺酸改性的環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)feve型氟樹(shù)脂進(jìn)行改性，可望改善feve熱性能和機(jī)械性能，同時(shí)解決成本方面的缺陷，提高feve型氟樹(shù)脂的綜合性能。
18、本發(fā)明制備的氟碳樹(shù)脂涂料各個(gè)組分界面之間的表面張力較低，使其能夠更好的互溶，形成穩(wěn)定溶液體系；本發(fā)明提供的氟碳樹(shù)脂涂料在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生游離的低表面能物質(zhì)，將此氟碳樹(shù)脂涂敷在涂裝工件表面形成的涂層，一方面可以實(shí)現(xiàn)涂裝工件與噴漆環(huán)境隔離，使涂裝工件易于清潔，降低清潔成本；另一方面又不影響噴漆效果，避免漆膜表面出現(xiàn)縮孔。本發(fā)明氟碳樹(shù)脂涂料耐老化和以及漆膜綜合性能皆較優(yōu)，各項(xiàng)性能優(yōu)異，且所用含氟單體量少，成本較低。
1.一種聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述聚酰胺酸與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:2～1:3，所述氟碳樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:1～2:1，所述環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:20～1:25，所述氟碳樹(shù)脂固化劑與氟碳樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:10～1:15。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述n,n-二甲基乙酰胺為有機(jī)溶劑，可替換為n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的一種，所述聚酰胺酸的固體質(zhì)量含量為10～15%，氟碳樹(shù)脂的固體含量為15%～25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述單體二胺為4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯砜、4,4′-(六氟異丙基)雙(對(duì)苯氧基)二苯胺、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷中的一種或多種，單體二酐為4,4′-(六氟異丙烯)二酞酸酐、3,3',4,4'-聯(lián)苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四羧酸、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述單體二胺和單體二酐的物質(zhì)的量之比為1:1.02。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述環(huán)氧固化劑為n-甲基咪唑、4,4'-二氨基二苯砜和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述氟碳樹(shù)脂固化劑為六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述環(huán)氧樹(shù)脂為e-39、e-44、e-51中的至少一種，所述環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量份為10～20％。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚酰亞胺和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合改性氟碳樹(shù)脂涂料，其特征在于，所述氟碳樹(shù)脂的質(zhì)量份為15～25％。