CN105567054A

CN105567054A - 一种高耐热环氧树脂基粉末涂料及制备方法

Info

Publication number: CN105567054A
Application number: CN201410550048.XA
Authority: CN
Inventors: 齐海港
Original assignee: Xi'an Aifeier Composite Materials Technology Co Ltd
Current assignee: Xi'an Aifeier Composite Materials Technology Co Ltd
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-05-11

Abstract

本发明公开了一种高耐热环氧树脂基粉末涂料及制备方法，按照质量百分比由以下组分组成：分子量为1200～3000的低分子量环氧树脂30～40％，分子量为4000～6000的高分子量环氧树脂10～20％，聚芳硫醚类树脂1～2％，二丁基锡二月桂酸酯1～2％，经硅烷偶联剂处理过的二氧化钛10～15％，助剂1～3％，增塑剂10～15％，颜料10～15％，以上组分的质量总和为100％。采用高分子量环氧树脂和聚芳硫醚树脂代替昂贵的有机硅环氧树脂，有效的降低了原料成本，得到的粉末涂料仍具有优异的耐热性，并且提高了粉末涂料对基材的附着力；此外，二丁基锡二月桂酸酯的加入降低了聚芳硫醚树脂的加入对整个体系的熔融粘度所产生的影响。本发明制备的粉末涂料涂层粘结强度≥12MPa，可耐300℃的高温，是一种性能优异的粉末涂料。

Description

一种高耐热环氧树脂基粉末涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及粉末涂料制备领域，具体涉及一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，本发明还涉及上述高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法。

背景技术

环氧树脂粉末涂料是一种不含有机溶剂的干态固体粉末，它与一般溶剂型的涂料和水性涂料不同，涂装时不需要用溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂装于工件表面，加热后形成涂膜的一种新型涂料，这是与其它涂料的显著区别之处。一般用作粉末涂料的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，但是单纯的双酚A环氧树脂固化物因其分子中环氧基数量较少，固化交联密度比较低；且双酚A环氧树脂中含有醚键，涂膜经日光紫外线照射后易降解断链。上述原因导致单纯的双酚A环氧树脂粉末涂料存在以下缺点：(1)脆性大，耐冲击性能不好，一般需要添加增塑剂进行改性，(2)耐热性差，需要添加耐热树脂进行共混改性，(3)耐候性差，不适合用作户外涂装，或需要用作户外涂装时，需添加足量的遮蔽紫外线的颜料。针对环氧树脂的耐热性差，国内学者通过在环氧树脂中添加有机硅树脂，并选用耐热填料云母粉以及适量的复合型抗氧剂，使得粉末涂料的耐热性能显著提高。但是单纯的使用有机硅树脂，存在价格昂贵和对基材附着力差等问题。

发明内容

本发明提供一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，解决了现有技术中存在的单纯的使用有机硅树脂改性环氧树脂粉末涂料造成的高成本及制成的粉末涂料对基材附着力差的技术问题。

本发明的另一目的是提供上述高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法。

本发明的第一技术方案是，一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，按照质量百分比由以下组分组成：分子量为1200～3000的低分子量环氧树脂30～40％，分子量为4000～6000的高分子量环氧树脂10～20％，聚芳硫醚类树脂1～2％，二丁基锡二月桂酸酯1～2％，经硅烷偶联剂处理过的二氧化钛10～15％，助剂1～3％，增塑剂10～15％，颜料10～15％，以上组分的质量总和为100％。

本发明第一技术方案的特点还在于，

低分子量环氧树脂为E-12，高分子量环氧树脂为E-03。

处理二氧化钛的硅烷偶联剂选自KH550、KH551、KH560、KH580中的一种；所述增塑剂选用聚乙烯醇缩丁醛。

助剂由流平剂、增光剂及脱气剂组成，助剂中各组分的质量百分比分别为：流平剂35～45％，增光剂20～30％，脱气剂30～40％。

流平剂为乙酸-丁酸纤维素，增光剂为丙烯酸丁酯，脱气剂为安息香。

本发明提供的另一技术方案，上述高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：首先采用硅烷偶联剂处理钛白粉，具体步骤如下，

将钛白粉放入烧杯内，加入硅烷偶联剂，充分湿润钛白粉，然后将被湿润的钛白粉用小勺取出置于塑料袋上，自然干燥48小时，用手碾碎干燥后的钛白粉与硅烷偶联剂的混合物，并加热105℃烘烤3小时，最后使用搅拌器充分粉碎已完全干燥的钛白粉，并使用50目的样品筛过筛；

步骤2：将高分子量环氧树脂，低分子量环氧树脂，聚芳硫醚类树脂，增塑剂分别采用粉碎机粉碎成粉末；

步骤3：采用高速混合机将30～40％的分子量为1200～3000的低分子量环氧树脂粉末，10～20％的分子量为4000～600的高分子量环氧树脂粉末，1～2％的聚芳硫醚类树脂粉末，1～2％的二丁基锡二月桂酸酯，10～15％的经硅烷偶联剂处理过的二氧化钛，1～3％的助剂，10～15％的增塑剂粉末，10～15％的颜料充分混合；

步骤4：将混合后的各组分经双螺杆挤出机进行熔融挤出，挤出片料经冷却、粉碎、过筛后即得到高耐热环氧树脂基粉末涂料。

本发明的有益效果是，采用经济有效的高分子量环氧树脂和聚芳硫醚树脂代替昂贵的有机硅环氧树脂，有效的降低了原料成本，得到的粉末涂料仍具有优异的耐热性，并且提高了粉末涂料对基材的附着力。此外，二丁基锡二月桂酸酯的加入降低了聚芳硫醚树脂的加入对整个体系的熔融粘度所产生的影响，降低了固化温度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，按照质量百分比由以下组分组成：分子量为1200～3000的低分子量环氧树脂30～40％，分子量为4000～6000的高分子量环氧树脂10～20％，聚芳硫醚类树脂1～2％，二丁基锡二月桂酸酯1～2％，经硅烷偶联剂处理过的二氧化钛10～15％，助剂1～3％，增塑剂10～15％，颜料10～15％，以上组分的质量总和为100％。

其中，低分子量环氧树脂为E-12，高分子量环氧树脂为E-03；处理二氧化钛的硅烷偶联剂选自KH550、KH551、KH560、KH580偶联剂；助剂由流平剂、增光剂及脱气剂组成，助剂中各组分的质量百分比分别为：流平剂35～45％，增光剂20～30％，脱气剂30～40％，流平剂为乙酸-丁酸纤维素，增光剂为丙烯酸丁酯，脱气剂为安息香；增塑剂选用聚乙烯醇缩丁醛。

上述高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法为：

步骤1：首先采用硅烷偶联剂处理钛白粉，具体步骤如下，

将钛白粉放入烧杯内，加入硅烷偶联剂，充分湿润钛白粉，然后将被湿润的钛白粉用小勺去除摊薄置于塑料袋上，自然干燥48小时，用手碾碎干燥后的钛白粉与硅烷偶联剂的混合物，并加热105℃烘烤3小时，最后使用搅拌器充分粉碎已完全干燥的钛白粉，并使用50目的样品筛过筛。

步骤2：将高分子量环氧树脂，低分子量环氧树脂，聚芳硫醚类树脂，增塑剂聚乙烯醇缩丁醛分别采用粉碎机粉碎成粉末。

步骤3：采用高速混合机将分子量30～40％，为1200～3000的低分子量环氧树脂粉末分子量为4000～6000的高分子量环氧树脂10～20％粉末，1～2％的聚芳硫醚类树脂粉末，1～2％的二丁基锡二月桂酸酯，10～15％的经硅烷偶联剂处理过的二氧化钛，1～3％的助剂，10～15％的增塑剂粉末，10～15％的颜料充分混合。

步骤4：将混合后的各组分经双螺杆挤出机进行熔融挤出，挤出片料经冷却、粉粹、过筛后即得到高耐热环氧树脂基粉末涂料。

环氧树脂采用高分子量环氧树脂和低分子量环氧树脂，因为高分子量环氧树脂的软化点较高，可以代替现有技术中昂贵的有机硅树脂，且可以提高粉末涂料对基材的附着力。但是高分子量环氧树脂的加入量不能太大，否则影响得到的粉末涂料的结合强度，但是少量的添加对粉末涂料的耐热性提高有限。因此，本发明添加了少量的聚芳硫醚类树脂。

在环氧树脂中混入聚芳硫醚类树脂，聚芳硫醚类树脂与环氧树脂、聚酯树脂相容性好，具有优异的耐高温性能，固化时可以改善涂膜的交联密度，不仅可以提高涂膜的物理性能和腐蚀性能，还可以提高涂膜的耐高温性能。但是聚芳硫醚类树脂的加入会改变整个体系的熔融粘度，影响流平性，虽然可以加入流平剂改善整个体系的熔融粘度，这样需要加入大量的流平剂，而流平剂与树脂的相容性差，流平剂的加入量过多，会影响涂膜的综合性能。因此，为了克服聚芳硫醚类在提高涂料耐热性的同时造成的高熔融粘度，此外，二丁基锡二月桂酸酯的加入，其可以起到固化促进剂的作用，降低了固化温度，改善了整个体系的熔融粘度，大大降低了聚芳硫醚树脂的加入对整个体系的熔融粘度所产生的影响。

本发明采用经济有效的高分子量环氧树脂和聚芳硫醚树脂代替昂贵的有机硅环氧树脂，有效的降低了原料成本，得到的粉末涂料仍具有优异的耐热性，并且提高了粉末涂料对基材的附着力。此外，二丁基锡二月桂酸酯的加入降低了聚芳硫醚树脂的加入对整个体系的熔融粘度所产生的影响，降低了固化温度。因此，上述各原料优势互补，可制得性能优异的粉末涂料。

实施例1

将钛白粉放入烧杯内，加入KH550，充分湿润钛白粉，然后将被湿润的钛白粉用小勺取出置于塑料袋上，自然干燥48小时，用手碾碎干燥后的钛白粉与KH550的混合物，并加热105℃烘烤3小时，最后使用搅拌器充分粉碎已经完全干燥的钛白粉，并使用50目的样品筛过筛；

然后将高分子量环氧树脂E-03，低分子量环氧树脂E-12，聚芳硫醚类树脂，聚乙烯醇缩丁醛树脂分别采用粉碎机粉碎成粉末；采用高速混合机将30g环氧树脂粉末E-12，15g环氧树脂粉末E-03，1g聚芳硫醚类树脂粉末，1g二丁基锡二月桂酸酯，15g经KH550处理过的二氧化钛，1g由35％的乙酸-丁酸纤维素、30％的丙烯酸丁酯、35％的安息香组成的助剂，12.5g聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末，10g颜料充分混合；将混合后的各组分经双螺杆挤出机进行熔融挤出，挤出片料经冷却、粉粹、过筛后即得到高耐热环氧树脂基粉末涂料。

实施例2

将钛白粉放入烧杯内，加入KH560，充分湿润钛白粉，然后将被湿润的钛白粉用小勺取出置于塑料袋上，自然干燥48小时，用手碾碎干燥后的钛白粉与KH560的混合物，并加热105℃烘烤3小时，最后使用搅拌器充分粉碎已经完全干燥的钛白粉，并使用50目的样品筛过筛；

然后将高分子量环氧树脂E-03，低分子量环氧树脂E-12，聚芳硫醚类树脂，聚乙烯醇缩丁醛树脂分别采用粉碎机粉碎成粉末；采用高速混合机将35g环氧树脂粉末E-12，10g环氧树脂粉末E-03，1.5g聚芳硫醚类树脂粉末，1.5g二丁基锡二月桂酸酯，12.5g经KH560处理过的二氧化钛，2g由45％的乙酸-丁酸纤维素，25％的丙烯酸丁酯，30％的安息香组成的助剂，10g聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末，12.5g颜料充分混合；将混合后的各组分经双螺杆挤出机进行熔融挤出，挤出片料经冷却、粉粹、过筛后即得到高耐热环氧树脂基粉末涂料。

实施例3

将钛白粉放入烧杯内，加入KH580，充分湿润钛白粉，然后将被湿润的钛白粉用小勺取出置于塑料袋上，自然干燥48小时，用手碾碎干燥后的钛白粉与KH580的混合物，并加热105℃烘烤3小时，最后使用搅拌器充分粉碎已经完全干燥的钛白粉，并使用50目的样品筛过筛；

然后将高分子量环氧树脂E-03，低分子量环氧树脂E-12，聚芳硫醚类树脂，聚乙烯醇缩丁醛树脂分别采用粉碎机粉碎成粉末；采用高速混合机将40g环氧树脂粉末E-12，20g环氧树脂粉末E-03，2g聚芳硫醚类树脂粉末，2g二丁基锡二月桂酸酯，10g经KH580处理过的二氧化钛，3g由40％的乙酸-丁酸纤维素，35％的丙烯酸丁酯，25％的安息香组成的助剂，15g聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末，15g颜料充分混合；将混合后的各组分经双螺杆挤出机进行熔融挤出，挤出片料经冷却、粉粹、过筛后即得到高耐热环氧树脂基粉末涂料。

上述各实施例制备的高耐热环氧树脂基粉末涂料的耐热温度达300℃，按照国标GB/T5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》测试涂层的结合强度来表示粉末涂料对基材的附着力，上述各实施例制备的高耐热环氧树脂基粉末涂料的结合强度均12MPa。

Claims

1.一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：分子量为1200～3000的低分子量环氧树脂30～40％，分子量为4000～6000的高分子量环氧树脂10～20％，聚芳硫醚类树脂1～2％，二丁基锡二月桂酸酯1～2％，经硅烷偶联剂处理过的二氧化钛10～15％，助剂1～3％，增塑剂10～15％，颜料10～15％，以上组分的质量总和为100％。

2.如权利要求1所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，其特征在于，所述低分子量环氧树脂为E-12，所述高分子量环氧树脂为E-03。

3.如权利要求1所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，其特征在于，处理二氧化钛的硅烷偶联剂选自KH550、KH551、KH560、KH580中的一种；所述增塑剂选用聚乙烯醇缩丁醛。

4.如权利要求1所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，其特征在于，所述助剂由流平剂、增光剂及脱气剂组成，助剂中各组分的质量百分比分别为：流平剂35～45％，增光剂20～30％，脱气剂30～40％。

5.如权利要求4所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为乙酸-丁酸纤维素，所述增光剂为丙烯酸丁酯，所述脱气剂为安息香。

6.如权利要求1-5任一项所述的高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首先采用硅烷偶联剂处理钛白粉，具体步骤如下，

7.如权利要求6所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述低分子量环氧树脂为E-12，所述高分子量环氧树脂为E-03。

8.如权利要求6所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法，其特征在于，处理二氧化钛的硅烷偶联剂选自KH550、KH551、KH560、KH580中的一种；所述增塑剂选用聚乙烯醇缩丁醛。

9.如权利要求6所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述助剂由流平剂、增光剂及脱气剂组成，助剂中各组分的质量百分比分别为：流平剂35～45％，增光剂20～30％，脱气剂30～40％。

10.如权利要求9所述的一种高耐热环氧树脂基粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述流平剂为乙酸-丁酸纤维素，所述增光剂为丙烯酸丁酯，所述脱气剂为安息香。