CN105838221A - 高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料及其涂刷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料及其涂刷方法，包括如下质量份数的组分：聚氨酯、抗氧剂、纳米填充料、润滑剂以表面处理剂。所述的聚氨酯为聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯中的一种或者组合。所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比为1:0.3～0.7。本发明提供的复合涂料基础树脂为聚氨酯弹性体，与目前普遍采用的聚乙烯相比，涂层材料具有更优异的粘结性和优异的韧性、抗蠕变性能。

Description

高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料及其涂刷方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯粉末涂料及其涂刷方法，具体涉及一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料及其涂刷方法。
背景技术
滚塑工艺因为适合成型大型中空容器，且产品内应力很小，在我国得到了迅速的发展，产品日益广泛。滚塑工艺对原料的用量和品种需求也日益丰富，目前国内各厂家所用的滚塑原料的品种单一，99％以上的滚塑制品原料为PE，其中95％是滚塑级的线性低密度聚乙烯(LLDPE)，因为线性低密度聚乙烯具有耐应力开裂好，抗冲击性能优越，成型周期短以及容易磨粉等优点，被认为是滚塑行业中最富有发展前景的原料。然而随着滚塑设备、技术的发展，滚塑已经从传统的大型中空容器应用领域向小型制件、防腐内衬、汽车、设备零部件发展，在这些领域中，由于线性低密度聚乙烯耐腐蚀，耐磨，防渗透，耐热蠕变性方面的缺点，限制了线性低密度聚乙烯的应用；再者由于国产滚塑级LLDPE原料从密度上来看已经接近中密度范畴，其耐低温性能也有所限制，同时其在弯曲弹性模量、弯曲强度、拉伸强度等力学性能方面也存在不足，主要适用于常温下的低档民用制品。为解决此问题，国内不少企业开展了对LLDPE的改性以提高其力学性能、耐热性和综合使用性能。CN101735505A 公开了一种滚塑及耐磨聚烯烃树脂及其制备方法，该专利以线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚氨酯为基体材料，通过添加无机填料、超高分子量聚乙烯和润滑成分，提高材料的耐磨性能。
CN101265343A 公布了一种高强、高韧、高流动滚塑专用料的制备方法，该专利以线性低密度聚乙烯和辐照高密度聚乙烯为原料，通过加入纳米蒙脱土和成核剂提高了材料的拉伸强度和冲击强度。安宝山（工程塑料应用 2011,39(3):31）通过材料改性配方优化设计，利用PA6和小粒径玻璃微珠对LLDPE进行复合改性，以马来酸酐接枝PE作为PA6和LLDPE的增容剂，同时加入适量抗氧化剂、内润滑剂、爽滑剂等，制备了LLDPE/PA6/GB复合材料。材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量等力学性能得到提高，刚性、韧性平衡，耐热性明显改善，同时复合材料具有较好的成型工艺性，且综合成本降低。CN102816372A 公布了一种高抗冲耐候性汽车滚塑塑料工具箱专用材料的制备方法，通过在聚乙烯基础树脂中加入弹性体，紫外线吸收剂等，提高了材料的长期抗老化性和耐低温性能，可用于高寒地区汽车塑料工具箱。对聚乙烯进行物理改性虽然一定程度上可以提高其机械、抗老化等性能，但聚乙烯固有的属性决定了材料的性能改进的空间是有限的，在特殊应用场合，例如高温，高刚性等应用环境中，改性聚乙烯也无法满足要求。CN1580165A公布了一种耐高温防腐聚烯烃组合物粉末的应用，通过在聚乙烯中引入交联剂和聚氨酯，提高了材料的防腐和耐高温性能，但该材料因为含有大量极性基团，因此主要用于表层防腐领域。
发明内容
发明目的：本发明提供一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料及其涂刷方法，既保证材料具有较高的刚性，同时具有卓越的冲击性能和耐温耐压性能，可应用于容器，管道等防腐制件。
技术方案：本发明所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
聚氨酯 0-100份
抗氧剂 0.1-0.5份
纳米填充料 0-10份
润滑剂 0.1-0.5份
表面处理剂 0-0.4份。
进一步的，所述的聚氨酯为聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯中的一种或者组合。
进一步的，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比为1:0.3～0.7。
进一步的，所述的纳米填充料包括纳米碳酸钙，纳米滑石粉，纳米氢氧化镁，纳米氢氧化铝，纳米蒙脱土，纳米硅灰石，纳米高岭土中的一种或者几种。
进一步的，所述的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺，γ-氨丙基三乙氧基硅烷, γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷, γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，硬脂酸，钛酸酯，铝酸酯，锆酸酯中的一种或几种混合。
进一步的，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，PE蜡，褐煤酸，硬脂酸钙，硬脂酸中的一种或几种混合。
本发明还公开了上述一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料的涂刷方法，包括如下步骤：
（1）将表面处理剂与纳米填充料按一定配比，并在高速混合机中混合2-8 分钟；将混有表面处理剂的填充料、聚氨酯、抗氧剂、润滑剂按一定比例称重，并在中塑混合机中混合5-10分钟，然后在180-240oC, 螺杆转速为200-500rpm工艺条件下挤出造粒，经挤出造粒后，磨粉50-100目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm；
（2）用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理；
（3）将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280℃时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240℃，并保温10-20分钟；
（4）停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
有益效果：本发明提供的复合涂料基础树脂为聚氨酯弹性体，与目前普遍采用的聚乙烯相比，涂层材料具有更优异的粘结性和优异的韧性、抗蠕变性能。本发明提供的涂料组分中含有弹性体，可赋予涂层卓越的粘弹性，使得材料不会因为收缩而产生脱落和皲裂现象，甚至可实现材料的自愈合。无机刚性填料的作用，进一步提高了材料的耐热性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例一
一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
聚氨酯 100份
抗氧剂 0.4份
纳米填充料 5份
润滑剂 0.4份
表面处理剂 1份
其中抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比1:0.3 组成， 纳米填充料为纳米滑石粉，表面处理剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
复合材料的制备及滚涂：
(1) 将表面处理剂与纳米填充料按一定配比，并在高速混合机中混合5分钟；将混有表面处理剂的填充料、聚氨酯、抗氧剂、润滑剂按比例称重，并在中塑混合机中混合6分钟，然后在230oC, 螺杆转速为300RPM工艺条件下挤出造粒，经挤出造粒后，磨粉60目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm。
(2)用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理；
(3)将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280℃时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240℃，并保温10-20分钟；
(4)停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
实施例一的性能指标见表1。
实施例二
一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
聚氨酯 80份
抗氧剂 0.3份
润滑剂 0.2份
抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比1:0.3 组成， 润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
复合材料的制备及滚涂:
(1)将聚氨酯、抗氧剂、润滑剂按比例称重，并在中塑混合机中混合6分钟，然后在230oC, 螺杆转速为300RPM工艺条件下挤出造粒，经挤出造粒后，磨粉60目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm。
(2)用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理；
(3)将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280℃时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240℃，并保温10-20分钟；
(4)停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
实施例二的性能指标见表1。
实施例三
一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，包括如下质量份数的组分：
聚氨酯 80份
抗氧剂 0.3份
纳米填充料 8份
润滑剂 0.4份
表面处理剂 0.2份
其中抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比1:0.3 组成, 纳米级填充料为纳米滑石粉，表面处理剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
复合材料的制备及滚涂:
(1)将表面处理剂与纳米填充料按一定配比，并在高速混合机中混合5分钟；将混有表面处理剂的填充料、聚氨酯、抗氧剂、润滑剂按比例称重，并在中塑混合机中混合6分钟，然后在230oC, 螺杆转速为300RPM工艺条件下挤出造粒，经挤出造粒后，磨粉60目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm。
(2)用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理；
(3)将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280℃时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240℃，并保温10-20分钟；
(4)停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
实施例三的性能指标见表1。
表 1
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，其特征在于：包括如下质量份数的组分：
聚氨酯 0-100份
抗氧剂 0.1-0.5份
纳米填充料 0-10份
润滑剂 0.1-0.5份
表面处理剂 0-0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，其特征在于：所述的聚氨酯为聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯中的一种或者组合。
3.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，其特征在于：所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其中亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按重量比为1:0.3～0.7。
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，其特征在于：所述的纳米填充料包括纳米碳酸钙，纳米滑石粉，纳米氢氧化镁，纳米氢氧化铝，纳米蒙脱土，纳米硅灰石，纳米高岭土中的一种或者几种。
5.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，其特征在于：所述的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺，γ-氨丙基三乙氧基硅烷, γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷, γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，硬脂酸，钛酸酯，铝酸酯，锆酸酯中的一种或几种混合。
6.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，PE蜡，褐煤酸，硬脂酸钙，硬脂酸中的一种或几种混合。
7.根据权利要求1-6任一一项所述的一种高抗冲、高刚性聚氨酯粉末涂料的涂刷方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将表面处理剂与纳米填充料按一定配比，并在高速混合机中混合2-8 分钟；将混有表面处理剂的填充料、聚氨酯、抗氧剂、润滑剂按一定比例称重，并在中塑混合机中混合5-10分钟，然后在180-240oC, 螺杆转速为200-500rpm工艺条件下挤出造粒，经挤出造粒后，磨粉50-100目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm；
（2）用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理；
（3）将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280℃时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240℃，并保温10-20分钟；
停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
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