CN101451028A - 一种用粉末调色制备粉末涂料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用粉末调色制备粉末涂料的方法。该方法使用粒径为0.5－20微米的超细粉体作为调色粉，直接加入粒径为10－40微米的粉末涂料(基粉)中，经过简单混合进行调色。本发明的粉末调色方法制备粉末涂料，克服了传统的粉末涂料调色必须通过挤出、粉碎、筛分等繁琐的制粉步骤，使粉末涂料的调色生产可以像液体涂料那样简单快速地进行。本发明的方法可以广泛用于实验室样粉的制作和生产过程中的批量生产，适用于各种粉末涂料的制备。

Description

一种用粉末调色制备粉末涂料的方法

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料的制备方法，具体涉及用粉末调色法制备粉末涂料的方法。

背景技术

粉末涂料是一种由树脂、颜料、填料及添加剂等组成的粉末状物质，其中作为主要成膜物质的树脂组分可以是一种树脂及其固化系统，也可以是几种树脂混合物。

粉末涂料按其成膜树脂性质，主要分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。前者是物理性熔融塑化成膜过程，后者是化学性交联反应固化过程。

热塑性粉末涂料是由热塑性树脂、颜料、填料、增塑剂和稳定剂等经干混或熔融混合、粉碎、过筛分级得到的。

热固性粉末涂料是由热固性树脂、固化剂、颜料和助剂等组成，经预混合、熔融挤出、粉碎、过筛分级而得到的粉末状涂料。热固性粉末涂料中的树脂分子量小，本身没有成膜性能，只有在烘烤条件下，与固化剂起化学反应交联成体型结构，才能得到涂膜。

粉末涂料始于20世纪30年代后期。人们用火焰喷涂法把聚乙烯粉末以熔融状态涂覆到金属表面上，这就是粉末涂装的开端。

进入20世纪90年代后，随着装饰性粉末问世，粉末涂料得到极大的发展。世界粉末涂料市场每年以15％～20％的速度快速递增。

随着全球环境保护意识的加强，粉末涂料具有经济、高效、环保和省能(常称4E：Economical，Efficient，Environmental，Energy Saving)等优点而得到飞速发展，在很多领域已经完全代替液体涂料使用。在金属防护、装饰、建筑等领域得到了广泛的应用，呈现出极为美好的前景。粉末涂料正逐步成为涂料行业中的一条重要支柱。

粉末涂料的制备方法通常采用树脂与颜料的混合，熔融挤出，粉碎和筛分等多个制备步骤。在实验室配色制备样板时，每次进行调整颜色，都必须重复所有的制备步骤。通常调一个颜色需要重复四、五次才能够达到接近，花费半天以上时间和几公斤样粉完成一个样品的配色是很正常的事。粉末涂料调色花费大量人力和材料，特别是很长的时间，与液体涂料相比，费力费钱又费时，是粉末涂料配色和生产过程中的很大问题。此外，粉末涂料生产完成之后，如果颜色有偏差，必须经过重新挤出生产才能够改进，而多次挤出对热固性涂料可能造成一定的固化，影响涂层性能。因此，人们一直希望粉末涂料的配色也能够象液体涂料那样简单，即可以在已经制备好的粉体中进行调整就能够得到需要的颜色。很多人对利用粉末进行粉末涂料的调色的工作进行过很多尝试，但粉体与粉体不能够象液体涂料那样完全相容混合，经过简单的加入混合就能够达到均匀，而且调色粉和基粉在加入熔融固化时也不能完全互熔，得到加大涂层不能呈现均匀颜色。人们用粉调粉的尝试工作受到限制，几乎没有实际应用。

本发明的研究发现，不同颜色的常规粉体混合后在加热熔融时不能够混合均匀，但如果将混合的粉体变细，不均匀程度就会减小，随着粒径的减小，直至达到完全均匀。

基于该发现，本发明的目的在于提供一种通过加入超细调色粉来快速制备粉末涂料的方法。

发明内容

本发明的目的是这样实现的：

一种粉末调色制备粉末涂料的方法，包括基粉和调色粉，该方法按以下步骤进行：

(1)将0.5-20微米的调色粉按比例加入到10-40微米的基粉中；

(2)基粉与调色粉混合调色后，产品经过烘烤固化得到所需颜色。

所述调色粉选自常规粉末涂料调色粉和高颜基比调色粉。

所述常规粉末涂料调色粉粒径为2-20微米。

所述高颜基比调色粉粒径为0.5-10微米。

所述高颜基比颜料由由树脂熔融包裹颜料制备而成，其颜基比范围为50％—1000％。

所述常规粉末涂料调色粉的加入比例为0.01％-100％。其中优选的是，加入比例为1％-70％.

所述高颜基比调色粉的加入比例为0.01％-20％。

基粉的优选粒径为10-25微米。

粉体粒的粒径检测：采用激光粒度测定仪测定。

本发明的技术原理是：

本发明通过制备一种粒径很细的调色粉，将该调色粉加入待调色的粉末涂料(基粉)中，经过混合均匀，烘烤后得到需要颜色的粉末涂料，该粉末涂料经过烘烤均有均匀或基本均匀的颜色。

基粉为粒径为10—40微米的粉末涂料。基粉的粒径越小，涂层颜色均匀性越好；基粉的粒径大于25微米时，所得到的涂层颜色均匀性下降。

本发明的调色粉必须是粒径非常细的粉体，粒径越小调色越容易达到均匀。调色粉的组成可以相差很大。调色粉既可以由常规的粉末涂料组成，也可以是颜基比非常高的高颜料浓度的颜料粉。用常规的粉末涂料制备而成的调色粉，可以大比例地加入到常规粉末涂料中，而颜基比高的调色粉的加入量不能够太高。

本发明的实验证明，如果粉体的粒径足够细，在熔化过程中就能够相互熔融，从而呈现出完全均匀的颜色来。本发明制备了粉体粒径非常小的调色粉，由于粉体粒径很小，在固化时很容易相互熔融，得到均匀的颜色。本发明提出利用各种超细粉体进行粉体调色的新方法，完全解决了粉体调色的难题。

由常规粉末涂料制备的调色粉，先通过正常的粉末涂料生产方式制成常规粉末涂料，然后用靶式气流粉碎机进行超细粉碎，使其粒径达到2—20微米的范围。

本发明具有如下有益效果：

1、调色步骤简单便捷，调色时间短；

2、能节省原材料，减少产品生产成本；

3、可以用于实验室调色和大规模生产，特别是在生产产品颜色偏差时，可以及时进行调整。

具体实施方式

这里结合实例，对本发明作进一步的描述，但本发明并不限于这些实例。本领域技术人员在本发明揭示内容的启示下所作的任何变动也都落在本发明权利要求保护的范围内。

实施例1

1、基粉和调色粉的制备

用常规的制备方法和设备制作下列配方的粉末涂料基粉，先将原料混合，经过挤出机挤出，冷却粉碎过200目的筛网，得到粒径为35微米的粉末涂料基粉；用气流粉碎机将常规涂料粉碎，得到20微米粒径的常规涂料调色粉。

2、将50kg的常规涂料调色粉加入到100kg的基粉中。

3、混合调色，烘烤固化。

实施例2

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为5微米的基粉，并将常规调色粉粉碎至2-5微米；将20kg常规涂料调色粉加入到100kg的基粉中；

实施例3

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为15微米的基粉，并将常规调色粉粉碎至15微米；将7kg常规涂料调色粉加入到100kg的基粉中；

实施例4

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为25微米的基粉，并将常规调色粉粉碎至10微米；将35kg常规涂料调色粉加入到100kg的基粉中；

实施例5

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为20微米的基粉，并将高颜基比调色粉粉碎至0.5-2微米；将1kg高颜基比调色粉加入到100kg的基粉中。所述高颜基比调色粉由聚酯树脂包裹酞青绿G5319颜料制成。

实施例6

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为10微米的基粉，并将高颜基比调色粉粉碎至5微米；将2.5kg高颜基比调色粉加入到100kg的基粉中；所述高颜基比调色粉由丙烯酸树脂A358包裹太白粉R960颜料制成。

实施例7

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为15微米的基粉，并将高颜基比调色粉粉碎至10微米；将8kg高颜基比调色粉加入到100kg的基粉中；所述高颜基比调色粉由乙基纤维素树脂包裹柠檬黄501颜料制成。

实施例8

除以下内容外，其他参数同实施例1。

用气流粉碎机粉碎，得到粒径为8微米的基粉，并将高颜基比调色粉粉碎至8微米；将20kg高颜基比调色粉加入到100kg的基粉中；所述高颜基比调色粉由乙基纤维素树脂包裹太白粉R960颜料制成。

实施例9 不同基粉和调色粉制备涂料的调色实验

(1)纯聚酯粉末涂料

用常规的制备方法和设备制作下列配方的粉末涂料基粉，先将原料混合，经过挤出机挤出，冷却粉碎过200目的筛网，得到粒径为35微米的粉末涂料基粉(基粉“1号”至“6号”)；将基粉通过气流粉碎机进一步粉碎，得到粒径为15—20微米超细粉体，编号为“1—1号”至“6—1号”；得到粉体粒径为2—5微米调色粉，编号为“1—2号”至“6—2号”。

聚酯树脂               6.0kg           DSM公司5900

固化剂TGIC             0.5kg           Vantico T810

安息香                 0.04kg          宁波南海化学有限公司

流平剂                 0.1kg           Worlee PV88

颜料                   见下表

在上述颜料中加入下面各种颜料，

 

基粉编号	超细粉编号	调色粉编号	颜料名称	加入量/kg	供应商
						1号	1—1号	1—2号	太白粉R960	34	杜邦公司
2号	2—1号	2—2号	酞青绿G5319	28	上海染料厂
						3号	3—1号	3—2号	大红粉BBN3118	27	上海染料厂
4号	4—1号	4—2号	柠檬黄501	30	上海染料厂
						5号	5—1号	5—2号	酞青篮BSS4342	30	上海染料厂
6号	6—1号	6—2号	铁黑颜料	0.2	BASF公司

(2)聚酯环氧混合粉末涂料

用常规的制备方法和设备制作下列配方的粉末涂料基粉，先将原料混合，经过挤出机挤出，冷却粉碎过200目的筛网，得到粒径为35微米的粉末涂料基粉(基粉“7号”至“12号”)；将基粉通过气流粉碎机进一步粉碎，得到粒径为15—20微米超细粉体，编号为“7—1号”至“12—1号”；得到粉体粒径为2—5微米调色粉，编号为“7—2号”至“12—2号”。

聚酯树脂P5086(A)NIE        30.0kg        中法公司

环氧树脂663UE              30.0kg        陶氏公司

固化剂TGIC                 0.5kg         Vantico T810

光亮剂701                  1kg           宁波南海化学有限公司

流平剂588                  1kg           宁波南海化学有限公司

消泡剂                  0.5kg         宁波南海化学有限公司

硫酸钡                  4kg           青岛东风化工公司

颜料                    见下表

在上述颜料中加入下面各种颜料，

 

基粉编号	超细调色粉编号	调色粉编号	颜料名称	加入量/kg	供应商
						7号	7—1号	7—2号	太白粉R960	34	杜邦公司
8号	8—1号	8—2号	酞青绿G5319	28	上海染料厂
						9号	9—1号	9—2号	大红粉BBN3118	27	上海染料厂
10号	10—1号	10—2号	柠檬黄501	30	上海染料厂
						11号	11—1号	11—2号	酞青篮BSS4342	30	上海染料厂
12号	12—1号	12—2号	铁黑颜料	10	BASF公司

(3)丙烯酸粉末涂料

用常规的制备方法和设备制作下列配方的粉末涂料基粉，先将原来混合，经过挤出机挤出，冷却粉碎过200目的筛网，得到粒径为35微米的粉末涂料基粉(基粉“13号”至“14号”)；将基粉通过气流粉碎机进一步粉碎，得到粒径为15—20微米超细粉体，编号为“13—1号”至“14—1号”；得到粉体粒径为2—5微米调色粉，编号为“13—2号”至“14—2号”。

丙烯酸树脂A358              84.0kg       辉旭公司

固化剂DDDA                  16.0kg       杜邦公司

流平剂570FL                 1.0kg        特洛衣公司

消泡剂542DG                 0.5kg        特洛衣公司

颜料                        见下表

在上述颜料中加入下面各种颜料，

 

基粉编号	超细粉粉编号	调色粉粉编号	颜料名称	加入量/kg	供应商
						13号	13—1号	13—2号	太白粉R960	30	杜邦公司
14号	14—1号	14—2号	酞青绿G5319	25	上海染料厂

(4)PVDF氟碳粉末涂料

用常规的制备方法和设备制作下列配方的粉末涂料基粉，先将原来混合，经过挤出机190度高温挤出，用液氮粉碎机进行冷却粉碎，过200目的筛网，得到粒径为35微米的粉末涂料基粉(基粉编号为“15号”至“18号”)；将基粉通过气流粉碎机进一步粉碎，得到粒径为15—20微米超细粉体，编号为“15—1号”至“18—1号”；得到粉体粒径为2—5微米调色粉，编号为“15—2号”至“18—2号”。

PVDF氟碳树脂Kynar711            70.0kg         阿克玛公司

丙烯酸树脂B44                   30.0kg         罗曼哈斯公司

流平剂588                       1kg            宁波南海化学有限公司

颜料                            见下表

在上述颜料中加入下面各种颜料，

 

基粉编号	超细粉粉编号	调色粉粉编号	颜料名称	加入量/kg	供应商
						15号	15—1号	15—2号	太白粉R960	42	杜邦公司
16号	16—1号	16—2号	篮色无机陶瓷颜料Blue 211	28	Shepherd公司
						17号	17—1号	17—2号	黄色无机陶瓷颜料Yellow 10C	35	Shepherd公司
18号	18—1号	18—2号	黑色颜料Black1	30	上海染料厂

(5)FEVE氟碳粉末涂料

用常规的制备方法和设备制作下列配方的粉末涂料基粉，先将原来混合，经过挤出机挤出，用常规碎机进行粉碎，过200目的筛网，得到粒径为35微米的粉末涂料基粉(基粉“19号”至“21号”)；再经过气流粉碎机将粉体粉碎至8微米的超细粉体“19—1号”至“21—1号”)。

Lumiflon氟碳树脂LF—710F        320g        旭硝子公司

多异氰酸酯B1530                 50.0g       德固萨

流平剂F003                      7g          BYK

消泡剂                          3g

颜料见下表

在上述颜料中加入下面各种颜料，

 

基粉编号	超细粉编号	颜料名称	加入量/g	供应商
					19号	19—1号	钛白粉R960	42	杜邦公司
20号	20—1号	黑色颜料Black 1	28	Shepherd公司
					21号	21—1号	黄色无机陶瓷颜料Yellow 10C	32	Shepherd公司

(6)高颜基比的调色粉的制备

按照下列配比将颜料加入有机溶剂中进行混合，混合后的半产品在需要时可以通过砂磨机将其磨细以达到要求。

丁酮                 14kg

聚酯树脂             6.0kg              DSM公司5900

固化剂TGIC           0.5kg              Vantico T810

安息香               0.04kg             宁波南海化学有限公司

流平剂               0.1kg              Worlee PV88

颜料                 见下表

在上述液体中加入下面各种颜料，

 

调色粉编号	颜料名称	加入量/kg	供应商
				22-2号	钛白粉R960	25	杜邦公司
23-2号	酞青绿G5319	25	上海染料厂
				24-2号	大红粉BBN3118	25	上海染料厂
25-2号	柠檬黄501	25	上海染料厂
				26-2号	酞青篮BSS4342	25	上海染料厂
27-2号	铁黑颜料	25	BASF公司

得到的液体浆料在真空干燥箱内干燥，使溶剂完全挥发，随后用粉碎机粉碎成除颗粒，然后后用超音速气流粉碎机粉碎至粒径0.5-3微米。

用其他树脂制备高颜基比的调色粉

在1000克的丁酮溶剂中加入下列各种树脂300克及相应固化剂(遵照前面叙述的配方比列)，分别加入Shepherd公司的无机陶瓷颜料蓝色Blue 11和黑色Black 1颜料。分散均匀后，用烘箱干燥，再用气流粉碎即打碎至粒径0.5-5微米，当作调色粉用来调色用。

 

名称	蓝色调色粉编号	黑色调色粉编号
			丙烯酸树脂及对应固化剂	28—2号	34—2号
PVDF树脂Kynar 711及丙烯酸	29—2号	35—2号
			Lumiflon及固化剂	30—2号	36—2号
环氧树脂	31—2号	37—2号
			乙基纤维素树脂	32—2号	38—2号
B44树脂	33—2号	39—2号

(7)调色实验

将基粉、超细粉和调色粉分别按照下列比例进行干混，具体方法是将基粉和超细粉放在塑料袋中摇混一分钟，以后进行喷涂；将超细粉和调色粉放在高速搅拌器中混合20秒钟，然后进行喷涂。

观察涂层办的颜色均匀程度。均匀程度分为四类：

很差——肉眼看，有色差很明显的颜色颗粒。

差——肉眼看能够看出颗粒色差；

好——肉眼看颜色均匀但用30倍放大镜看有色差；

很好——放大镜看不出颗粒色差。

从上面的实验结果可以得出以下结论：

1、粒径为35微米的普通粉末涂料很难用各种调色粉进行调色，原因是颗粒太粗无法与调色粉很好互熔。但少量的高颜基比的调色粉在颜色相差不大的时候可以用来调色。

2、粒径为10—20微米的超细粉末涂料可以用各种调色粉来进行调色。与粒径为10—20微米的超细粉混合后得到的样板颜色较好，但在30倍放大镜可以看到颜色颗粒。与粒径为5微米以下的调色粉混合，可以得到非常均匀的样板颜色。与少量粒径为0.5-5w微米的高颜基比粉体混合可以得到很好的颜色。

3、高颜基比的调色粉可以很方便的用来调色，但加入量不能太多，否则可能出现附着力差的现象。

Claims (9)

1、一种用粉末调色制备粉末涂料的方法，原料包括基粉和调色粉，其特征在于该方法按以下步骤进行：

(1)将0.5-20微米的调色粉按比例加入到10-40微米的基粉中；

(2)基粉与调色粉混合调色后，产品经过烘烤固化得到所需颜色。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，调色粉选自常规粉末涂料调色粉和高颜基比调色粉。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，常规粉末涂料调色粉粒径为2-20微米。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，高颜基比调色粉粒径为0.5-10微米。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高颜基比颜料由树脂熔融包裹颜料制备而成，其颜基比范围为50％—1000％。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，常规粉末涂料调色粉对于基粉的加入比例为0.01％-100％。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，常规粉末涂料调色粉的加入比例为1％-70％。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，高颜基比调色粉的加入比例为0.01％-20％。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，基粉粒径为10-25微米。