CN100402616C - 尼龙粉末涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的尼龙粉末涂料的制备方法，由二元酸直接与二元胺进行共聚聚合，再经改性、粉碎制得，不通过腈化、加氢、中和等工序，简化了尼龙粉末涂料的生产工艺，缩短了生产周期，设备要求低，原料易得，成本低，操作控制方便、准确，保证了产品质量，质量稳定，既可大规模生产，也可小批量生产，灵活方便，易于推广应用。

Description

尼龙粉末涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种改进的尼龙粉末涂料的制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

尼龙粉末涂料具有无污染、使用率高等优点，已被广泛认同。在国外，尼龙11、尼龙12粉末涂料已有很大的应用市场；我国也有尼龙1010、尼龙6等粉末涂料的生产。

利用生物发酵技术生产长链二元酸是生物发酵技术应用于石油化工工业生产的典范。开发以十二烷二酸、十三烷二酸等长链二元酸为原料的系列尼龙粉末涂料，产品不仅可替代进口，满足国内粉末涂料涂装的需要，还可以满足出口的要求。

目前长碳链尼龙粉末涂料，如尼龙1010、尼龙1212粉末涂料，普遍采用长碳链二元酸通过腈化、加氢、中和得到长碳链尼龙盐，然后经聚合、挤出改性、深冷粉碎的方法得到尼龙粉末涂料。由于长碳链二元酸自身的性能，对腈化、加氢、中和等工序的要求比较严格，各工序收率较低，约1.4吨二元酸才能制备1吨长碳链尼龙盐，加上各种原材料、设备损耗、人工、水电等成本，无形中增大了尼龙粉末的成本；此外对于长碳链尼龙1212盐酸值不易测定，严重影响了尼龙1212熔融指数的控制，从而影响着长碳链尼龙粉末涂料质量的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的尼龙粉末涂料的制备方法，工艺简单，设备要求低，原料易得，成本低，操作控制方便，质量稳定，易于实施。

本发明所述的尼龙粉末涂料的制备方法，由二元酸直接与二元胺进行共聚聚合，再经改性、粉碎制得。不通过腈化、加氢、中和等工序，简化了尼龙粉末涂料的生产工艺，缩短了生产周期，设备要求低，原料易得，成本低，操作控制方便、准确，保证了产品质量，质量稳定。

本发明中：

配料重量百分组成为：

二元胺       20～60％

己内酰胺     0～50％

尼龙66盐        0～30％

长碳链二元酸    30～70％

外加助剂        0.6～27％。

其中：

长碳链二元酸为C₁₀～C₁₆长碳链二元酸。

二元胺为间苯二甲胺、2-甲基戊二胺和己二胺中的一种或两种或三种任意比例混合，二元胺的重量组成最好为：

间苯二甲胺        0～20％

2-甲基戊二胺      0～20％

己二胺            0～20％。

助剂由分子量调节剂、抗氧剂、润滑剂、防结块剂、填料、流平剂组成，重量组成为：

分子量调节剂        0.1～2％

抗氧剂              0.1～5％

润滑剂              0.1～0.5％

防结块剂            0.1～0.5％

钛白粉填料          0.1～15％

流平剂              0.1～4％。

分子量调节剂为己二酸、月桂酸、十二碳二元酸或冰醋酸中的一种；抗氧剂为亚磷酸、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂330或抗氧剂1098中的一种；润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌或EBS中的一种；防结块剂为气相二氧化硅；流平剂为聚乙烯醇缩丁醛、水溶性硅油或醋酸纤维素中的一种。其中，抗氧剂1010、抗氧剂1098为抗氧剂的通用商品，抗氧剂1010的化学名称为：四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧剂1098的化学名称为：N，N′-双-(3-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；抗氧剂-168的化学名称为：(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯，抗氧剂330的化学名称为：1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-特丁基-4-羟基苄基)苯；EBS，又名乙烯基双硬脂酰胺，化学名称为：N，N’-乙撑双硬脂酰胺。

分子量调节剂在聚合时加入。

抗氧剂分两部分加入，在聚合时加入一小部分，占抗氧剂总量的1～10％，以防止聚合时树脂变黄；其余部分在改性时加入，以防止挤出改性时树脂变黄。

填料、流平剂可以在挤出改性时加入，也可以在溶剂粉碎前随同树脂一起加入。

润滑剂、防结块剂在筛粉前加入。

本发明聚合、改性和粉碎的控制要求与通常的尼龙粉末的制备要求基本相同，聚合的温度为180～250℃，升至180℃、压力达1.2MPa时开始保压，时间为1～2小时，然后在2小时内将压力均匀泄至常压，然后常压放空1～2小时或常压后直接抽真空0.5～1小时即可出料。

经双螺杆挤出机进行改性，将挤出改性的尼龙颗粒投入高压釜，加入醇类溶剂溶解，然后沉析得到尼龙粉末，经洗涤、烘干，或将挤出改性的尼龙颗粒烘干后，投入深冷粉碎机，用液氮冷却，进行深冷粉碎，在密闭状态下，将粉碎后的尼龙粉末粉末升至室温，然后加入润滑剂、防结块剂，经高速混合均匀、过筛得尼龙粉末涂料。

本发明尼龙粉末涂料的制备方法，生产工艺简单，设备要求低，原料易得，成本低，操作控制方便、准确，保证了稳定的产品质量，既可大规模生产，也可小批量生产，灵活方便，易于推广应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

聚合：将十二碳二元酸66kg、2-甲基戊二胺34kg及分子量调节剂己二酸500g、亚磷酸150g投入高压聚合釜，二氧化碳置换后，通电加热，开启搅拌。当温度达到190℃、压力达到1.2MPa时，开始保压2小时后开始均匀泄压，常压1小时后出料得尼龙树脂。

改性：将上述聚合所得树脂100kg及钛白粉8kg、抗氧剂1010 1kg、抗氧剂168 1kg、聚乙烯醇缩丁醛300g等混合均匀，然后经双螺杆挤出机进行改性得尼龙颗粒。

粉碎：将挤出改性的尼龙颗粒投入高压釜，加入乙醇(根据不同的粒度需求，需不同的用量，用量大，细粉含量高，反之，粗粉含量高，一般控制在尼龙粉末∶乙醇重量比为1∶3～1∶5即可)溶解，在温度150℃，压力1.0MPa下将尼龙颗粒溶解到乙醇中，然后降温、沉析得到尼龙粉末，经蒸馏水、软化水或去离子水常规洗涤、烘干，然后加入0.1％硬脂酸钙润滑剂、0.3％气相二氧化硅防结块剂，高速混合均匀，最后经过筛得尼龙粉末涂料成品。

实施例2

聚合：将十二碳二元酸63kg、间苯二甲胺37kg及分子量调节剂月桂酸400g、亚磷酸100g投入高压聚合釜，二氧化碳置换后，通电加热，开启搅拌。当温度达到180℃、压力达到1.2MPa时，开始保压，1小时后开始均匀泄压，时间为2小时，常压1小时后出料尼龙树脂。

改性：将上述聚合所得树脂100kg及钛白粉7kg、抗氧剂1010 1.5kg、抗氧剂1681.0kg、醋酸纤维素400g混合均匀，然后经双螺杆挤出机进行改性得尼龙颗粒。

粉碎：将挤出改性的尼龙颗粒烘干后，投入深冷粉碎机，用液氮冷却到-130℃，进行深冷粉碎，在密闭状态下，将粉碎后的尼龙粉末粉末升至室温，然后加入0.2％硬脂酸钙润滑剂、0.3％气相二氧化硅防结块助剂，高速混合均匀，最后经过筛得尼龙粉末涂料成品。

实施例3

聚合：将癸二酸62kg、2-甲基戊二胺38kg及分子量调节剂冰醋酸500g、亚磷酸100g投入高压聚合釜，二氧化碳置换后，通电加热，开启搅拌。当温度达到180℃、压力达到1.2MPa时，开始保压，2小时后开始均匀泄压，时间为2小时，常压2小时后出料得尼龙树脂。

改性：将上述聚合所得树脂100kg及钛白粉12kg、抗氧剂10102kg、抗氧剂1682kg、水溶性硅油2kg混合均匀，然后经双螺杆挤出机进行改性得尼龙颗粒。

粉碎：将挤出改性的尼龙颗粒烘干后，投入深冷粉碎机，用液氮冷却到-150℃，进行深冷粉碎，在密闭状态下，将粉碎后的尼龙粉末粉末升至室温，然后加入0.15％硬脂酸钙润滑剂、0.2％气相二氧化硅防结块助剂，高速混合均匀，最后经过筛得尼龙粉末涂料成品。

实施例4

聚合：将十一碳二元酸63kg、2-甲基戊二胺30kg、己二胺7kg及分子量调节剂十二碳二元酸500g、亚磷酸150g按一定配比投入高压聚合釜，二氧化碳置换后，通电加热，开启搅拌。当温度达到200℃、压力达到1.2MPa时，开始保压，2小时后开始均匀泄压，时间为1.5小时，常压1.5小时后出料得尼龙树脂。

改性：将上述聚合所得树脂100kg及钛白粉12kg、抗氧剂1098 1kg、抗氧剂168 1kg、水溶性硅油1kg混合均匀，然后经双螺杆挤出机进行改性得尼龙颗粒。

粉碎：将挤出改性的尼龙颗粒烘干后，投入深冷粉碎机，用液氮冷却到-140℃，进行深冷粉碎，在密闭状态下，将粉碎后的尼龙粉末粉末升至室温，然后加入0.1％EBS润滑剂、0.3％气相二氧化硅防结块助剂，高速混合均匀，最后经过筛得尼龙粉末涂料成品。

实施例5

聚合：将十三碳二元酸64kg、间苯二甲胺30kg、己二胺6kg及分子量调节剂己二酸600g、亚磷酸150g投入高压聚合釜，二氧化碳置换后，通电加热，开启搅拌。当温度达到180℃、压力达到1.2MPa时，开始保压，2小时后开始均匀泄压，时间为2小时，常压1小时后出料得尼龙树脂。

改性：上述聚合所得树脂100kg及钛白粉12kg、抗氧剂1098 1kg、抗氧剂168 1kg、水溶性硅油2kg混合均匀，然后经双螺杆挤出机进行改性得尼龙颗粒。

粉碎：将挤出改性的尼龙颗粒投入高压釜，加入正丁醇，在高温高压下将尼龙颗粒溶解到正丁醇中，然后经降温、沉析得到尼龙粉末，经常规洗涤、烘干，然后加入0.1％硬脂酸锌润滑剂、0.4％气相二氧化硅防结块助剂，高速混合均匀，最后经过筛得尼龙粉末涂料成品。

实施例6

聚合：将十四碳二元酸52kg、2-甲基戊二胺26kg、尼龙66盐22kg及分子量调节剂冰醋酸600g、亚磷酸200g投入高压聚合釜，二氧化碳置换后，通电加热，开启搅拌。当温度达到185℃、压力达到1.3MPa时，开始保压，2小时后开始均匀泄压，时间为2小时，常压2小时后出料得尼龙树脂。

改性：将上述聚合所得树脂100kg及钛白粉15kg、抗氧剂10982kg、抗氧剂1681kg、聚乙烯醇缩丁醛300g混合均匀，然后经双螺杆挤出机进行改性得尼龙颗粒。

粉碎：将挤出改性的尼龙颗粒烘干后，投入深冷粉碎机，用液氮冷却到-140℃，进行深冷粉碎，在密闭状态下，将粉碎后的尼龙粉末粉末升至室温，然后加入润滑剂0.1％硬脂酸钙、0.3％气相二氧化硅防结块助剂，高速混合均匀，最后经过筛得尼龙粉末涂料成品。

Claims (1)

1.一种尼龙粉末涂料的制备方法，其特征在于由二元酸直接与二元胺进行共聚聚合，再经改性、粉碎制得，其配料重量百分组成为：

二元胺                 20～60％

己内酰胺               0～50％

尼龙66盐               0～30％

C₁₀～C₁₆长碳链二元酸   30～70％

外加助剂               0.6～27％，

其中，二元胺为间苯二甲胺、2-甲基戊二胺和己二胺中的一种或两种或三种任意比例混合，其重量组成为：

间苯二甲胺             0～20％

2-甲基戊二胺           0～20％

己二胺                 0～20％；

助剂由分子量调节剂、抗氧剂、润滑剂、防结块剂、填料、流平剂组成，助剂的重量组成为：

分子量调节剂           0.1～2％

抗氧剂                 0.1～5％

润滑剂                 0.1～0.5％

防结块剂               0.1～0.5％

钛白粉填料             0.1～15％

流平剂                 0.1～4％；

分子量调节剂为己二酸、月桂酸、十二碳二元酸或冰醋酸中的一种；抗氧剂为亚磷酸、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂330或抗氧剂1098中的一种；润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌或EBS中的一种；防结块剂为气相二氧化硅；流平剂为聚乙烯醇缩丁醛、水溶性硅油或醋酸纤维素中的一种；

分子量调节剂在聚合时加入，抗氧剂分两部分加入，在聚合时加入抗氧剂总量的1～10％，其余部分在改性时加入；

反应条件为：

聚合的温度为180～250℃，升至180℃、压力达1.2MPa时开始保压，时间为1～2小时，然后在2小时内将压力均匀泄至常压，然后常压放空1～2小时或常压后直接抽真空0.5～1小时出料；

经双螺杆挤出机进行改性，将挤出改性的尼龙颗粒投入高压釜，加入醇类溶剂溶解，然后沉析得到尼龙粉末，经洗涤、烘干，或将挤出改性的尼龙颗粒烘干后，投入深冷粉碎机，用液氮冷却，进行深冷粉碎，在密闭状态下，将粉碎后的尼龙粉末粉末升至室温，然后加入润滑剂、防结块剂，经高速混合均匀、过筛得尼龙粉末涂料。