CN106047059A - 一种耐候性好的粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种耐候性好的粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐候性好的粉末涂料，由下列重量份原料制得：环氧树脂50‑60、丙烯酸树脂20‑30、二乙基戊二酐3‑4，咪唑1‑2、氯化橡胶4‑6、受阻胺类光稳定剂0.1‑0.4、苯并三唑类光稳定剂0.2‑0.4、四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜0.3‑0.5、海泡石粉12～16，短纤维3‑5、炭黑10‑15、云母粉2‑3、二乙二醇丁醚1‑2、沉淀硫酸钡10‑15、蓖麻油2‑4、铝粉2‑4、安息香0.5‑1.0、2，6‑三级丁基‑4‑甲基苯酚0.2‑0.5、双十二碳醇酯0.1‑0.3、改性助剂3‑5。本发明涂料施工性强，耐候性能可达20年之久，固化时间短，涂膜流平性好，附着力强、涂膜外观好。

Description

一种耐候性好的粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体说是一种耐候性好的粉末涂料及其制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的进步以及现代工业的发展，使得环境污染问题变得日益突出，它给人类本身以及人类赖以生存的环境造成了极大的威胁。传统涂料无论是在制造过程中或是在使用施工过程中均会产生大量的有毒有害的废气和废水，它们会对环境、大气以及水资源造成污染，尤其是溶剂型涂料，施工过程中会释放挥发性有机化合物(VOC)到大气中，它的量达到了50％以上造成严重的第二次污染。这一问题引起许多工业国家的重视。
粉末涂料一般由以下几个部分组成：树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等。按成膜物的树脂类型可以分为热塑性、热固性两大类。用作热塑性粉末涂料的合成树脂主要有聚氯乙稀、聚丙炼、聚酰胺、热塑性聚酯、含氟树脂等，主要用于管道涂覆、农用机械、化学容器的衬里、金属家具、金属丝网、高速公路护栏的涂层等；热固性粉末涂料是以热固性合成树脂为主要成膜物质，在热固性粉末涂料中必须要有固化剂，没有固化剂，粉末涂料就不能成为具有一定物理机械强度和耐化学介质性能的涂膜。热固性树脂是在受热的情况下熔融，达到一定温度与时间的条件下与固化剂产生化学交联反应，成为具有一定物理力学性能的涂膜，这种反应是不可逆的，热固性树脂的分子量小，溶融動度低，含有反应性基团。这种类型的树脂主要有环氧树脂、聚酯树脂以及丙稀酸树脂等，应用领域主要有家用电器、金属家具、石油化工管道、仪表仪器、建筑五金等，用作装饰、防腐和绝缘。我国以热固性粉末涂料为主。
虽然粉末涂料优点比较突出，但是针对液体涂料来说，热固性粉末涂料具有较高的固化温度160-200℃，固化时间较长10-30min，这样粉末涂料的喷涂底材就只能是耐热较好的金属，特别是汽车行业的使用已经工业化，不适用于热敏型底材：例如木材、塑料、纸质等。随着粉末涂料使用范围的不断拓宽，传统固化条件已经无法满足新市场的需求，与此同时较高的固化温度和较长的固化时间消耗的能量较多，不符合环保的需求。一般若固化温度降低10℃，可节约能源约10％左右。从节能降耗角度考虑，固化时间太长，将直接延长生产周期，一方面造成能源浪费，另一方面耗费时间，劳动生产率的有效提高将无法实现。因此如何有效降低粉末涂料的固化温度,减少固化时间，一直是粉末涂料行业关注的问题。
近十年，随着国民经济的日益发展和人民生活水平的不断提高，对涂料的装饰性、耐候性、耐化学品性、耐水性和耐粘污性的要求越来越高。
本发明的粉末涂料具有良好和耐化学品性，良好的贮存稳定性，良好的涂膜物理力学性能，涂膜的柔韧性、附着力等性能和方便的涂装性能都比较好。
发明内容
本发明提供了一种耐候性好的粉末涂料，本发明的涂料固化温度低，固化时间短，良好的贮存稳定性，涂膜流平性好，附着力强、涂膜外观好，耐酸碱，且耐候性好。
本发明的技术方案如下：
一种耐候性好的粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的组分原料制得：环氧树脂50-60、丙烯酸树脂20-30、二乙基戊二酐3-4，咪唑1-2、氯化橡胶4-6、受阻胺类光稳定剂0.1-0.4、苯并三唑类光稳定剂0.2-0.4、四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜0.3-0.5、海泡石粉12～16，短纤维3-5、炭黑10-15、云母粉2-3、二乙二醇丁醚1-2、沉淀硫酸钡10-15、蓖麻油2-4、铝粉2-4、安息香0.5-1.0、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚0.2-0.5、双十二碳醇酯0.1-0.3、改性助剂3-5，
所述的改性助剂由下列重量份的组分制得：聚乙烯醇超细粉末20-30、硼酸锌1-2、铝粉C5-10、氧化镁3-4、蓖麻油2-3、氮化硼1-2、气相二氧化硅4-6、二甲苯30-40、烷氧基二元醇3-4、烷氧基三元醇3-4、二羟甲基丙酸4-6、聚硅氧烷2-4、对甲苯磺酸0.2-0.4、己内酯5-8、二月桂酸二丁基锡0.2-0.4，改性助剂的制备方法：将聚乙烯醇超细粉末放入热水中搅拌至完全溶解，加入铝粉C、氧化镁、蓖麻油、氮化硼，研磨10-15分钟，超声波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羟甲基丙酸、对甲苯磺酸一起搅拌30-40分钟，升温至80-90℃，保温3-5小时，将反应产物降温至65-75℃，加入己内酯、二月桂酸二丁基锡，聚硅氧烷，一起搅拌20-30分钟，升温至70-80℃，保温2-3小时，然后抽真空脱除有机溶剂，降温到55-60℃，然后依次加入气相二氧化硅、硼酸锌，在此温度下继续搅拌30-40分钟，将所得到的产物放入烘箱烘干，再经微粉磨粉机磨粉，即可。
所述的耐候性好的粉末涂料，其特征在于：由下列重量份的组分原料制得：环氧树脂56、丙烯酸树脂25、二乙基戊二酐3、咪唑1.5、氯化橡胶5、受阻胺类光稳定剂0.2、苯并三唑类光稳定剂0.3、四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜0.4、海泡石粉14，短纤维4、炭黑13、云母粉3、二乙二醇丁醚1、沉淀硫酸钡13、蓖麻油3、铝粉3、安息香0.6、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚0.4、双十二碳醇酯0.2、改性助剂4，
所述的改性助剂由下列重量份的组分制得：聚乙烯醇超细粉末25、硼酸锌1.5、铝粉C6、氧化镁3-4、蓖麻油3、氮化硼1.5、气相二氧化硅5、二甲苯35、烷氧基二元醇4、烷氧基三元醇4、二羟甲基丙酸5、聚硅氧烷3、对甲苯磺酸0.3、己内酯6、二月桂酸二丁基锡0.3，改性助剂的制备方法：将聚乙烯醇超细粉末放入热水中搅拌至完全溶解，加入铝粉C、氧化镁、蓖麻油、氮化硼，研磨14分钟，超声波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羟甲基丙酸、对甲苯磺酸一起搅拌35分钟，升温至85℃，保温4小时，将反应产物降温至70℃，加入己内酯、二月桂酸二丁基锡，聚硅氧烷，一起搅拌25分钟，升温至75℃，保温2小时，然后抽真空脱除有机溶剂，降温到58℃，然后依次加入气相二氧化硅、硼酸锌，在此温度下继续搅拌36分钟，将所得到的产物放入烘箱烘干，再经微粉磨粉机磨粉，即可。
所述的耐候性好的粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)首先将所用原料在使用前粗粉碎到60目，按配方比例称取各组分原料；
(2)将海泡石粉、云母粉放入10％的盐酸溶液中浸泡20-30分钟，然后加入氢氧化钠溶液中和过滤，先将滤渣投入到高温炉中，在300-420℃煅烧50-60min，然后自然冷却至室温，再将滤渣总质量5％的硅烷偶联剂加入到滤渣中高速搅拌混合20-30分钟，然后加入二乙二醇丁醚，再高速搅拌混合10-20分钟，干燥，待用；
(3)然后按配方比例将称取原料和步骤(1)获得的混合物料投入高速搅拌机内高速混合均匀；
(4)然后投入挤出机在65-90℃熔融混合20min后,挤出，冷却至室温,再粉碎过筛至180目,即得到成品。
有益效果
本发明采用丙烯酸树脂和环氧树脂再加上氯化橡胶相结合作为成膜物质，三者结合将各自的优点结合起来,弥补相互的不足,改善了涂膜的各项性能,得到耐候性性能比较优异的粉末涂料，同时通过添加的改性助剂，有效的降低了粉末涂料的固化温度，助剂中的铝粉C具有热解金属氧化物的性质，提高上粉率、气相二氧化硅，添加在粉末涂料中可以助流动，硼酸锌、氧化镁以有效防止成膜过程中发烟，再经过有机醇、酸物料对无机材料的改性得到的助剂，可以提高与涂料的相容性，明显低降低了粉末涂料的固化温度，改善热固性粉末涂料的储存稳定性。
在制备时，先将海泡石粉、云母粉酸化后，在高温活化，然后用硅烷偶联剂改性，再和二乙二醇丁醚充分混合，所得的混合物料在涂料中的分散性好，与树脂等其他成分的相容性增强，促进了各原料成分的反应活性，降低了固化温度，缩短了固化时间。
总之，本发明的耐候性粉末涂料以其优异的耐化学性、耐候性及高装饰性，可用于工厂设备设施、汽车车体和家电、铝合金幕墙、电视发射塔涂覆等耐久保护性装饰行业，也可以广泛地应用于桥梁、门窗、围墙、家用标色材料等建筑材料领域。本发明耐候性粉末涂料具有热固性氟碳树脂的所有特点，并且施工性强，耐候性能可达20年之久，且固化温度低，固化时间短，涂膜流平性好，附着力强、涂膜外观好。
具体实施方式：
一种耐候性好的粉末涂料，由下列重量(kg)的组分原料制得：环氧树脂56、丙烯酸树脂25、二乙基戊二酐3、咪唑1.5、氯化橡胶5、受阻胺类光稳定剂0.2、苯并三唑类光稳定剂0.3、四丁基胺一二[甲基邻苯二硫]络铜0.4、海泡石粉14，短纤维4、炭黑13、云母粉3、二乙二醇丁醚1、沉淀硫酸钡13、蓖麻油3、铝粉3、安息香0.6、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚0.4、双十二碳醇酯0.2、改性助剂4，
其中改性助剂由下列重量(kg)的组分制得：聚乙烯醇超细粉末25、硼酸锌1.5、铝粉C6、氧化镁3-4、蓖麻油3、氮化硼1.5、气相二氧化硅5、二甲苯35、烷氧基二元醇4、烷氧基三元醇4、二羟甲基丙酸5、聚硅氧烷3、对甲苯磺酸0.3、己内酯6、二月桂酸二丁基锡0.3，改性助剂的制备方法：将聚乙烯醇超细粉末放入热水中搅拌至完全溶解，加入铝粉C、氧化镁、蓖麻油、氮化硼，研磨14分钟，超声波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羟甲基丙酸、对甲苯磺酸一起搅拌35分钟，升温至85℃，保温4小时，将反应产物降温至70℃，加入己内酯、二月桂酸二丁基锡，聚硅氧烷，一起搅拌25分钟，升温至75℃，保温2小时，然后抽真空脱除有机溶剂，降温到58℃，然后依次加入气相二氧化硅、硼酸锌，在此温度下继续搅拌36分钟，将所得到的产物放入烘箱烘干，再经微粉磨粉机磨粉，即可。
本发明的耐候性好的粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先将所用原料在使用前粗粉碎到60目，按配方比例称取各组分原料；
(2)将海泡石粉、云母粉放入10％的盐酸溶液中浸泡20-30分钟，然后加入氢氧化钠溶液中和过滤，先将滤渣投入到高温炉中，在300-420℃煅烧50-60min，然后自然冷却至室温，再将滤渣总质量5％的硅烷偶联剂加入到滤渣中高速搅拌混合20-30分钟，然后加入二乙二醇丁醚，再高速搅拌混合10-20分钟，干燥，待用；
(3)然后按配方比例将称取原料和步骤(1)获得的混合物料投入高速搅拌机内高速混合均匀；
(4)然后投入挤出机在65-90℃熔融混合20min后,挤出，冷却至室温,再粉碎过筛至180目,即得到成品。
将本发明的粉末涂料用静电喷涂装置(电压50KV，气压0.05MPa，喷涂距离约15cm)均匀喷涂在经过预处理过(砂纸打磨及酒精清洗)的马口铁片(150x20mmx0.28mm)上，马口铁片应处于垂直悬挂状态，便于粉末涂料均匀的喷涂在上面；在烘箱中垂直悬挂在120℃、固化16min成膜，形成膜厚约为80μm的图层，自然冷却至室温，取出放置24h后，测定涂层性能，涂膜性能检测如表1所示：
表1喷涂装置所得涂膜的性能
由表1可看出，在120℃固化16min所得涂膜的各项性能都比较好，说明本粉末涂料的固化温度低，固化时间短。

Claims (3)

1.一种耐候性好的粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的组分原料制得：环氧树脂50-60、丙烯酸树脂20-30、二乙基戊二酐3-4，咪唑1-2、氯化橡胶4-6、受阻胺类光稳定剂0.1-0.4、苯并三唑类光稳定剂 0.2-0.4、四丁基胺一二 [ 甲基邻苯二硫 ] 络铜0.3-0.5海泡石粉12～16，短纤维3-5、炭黑10-15、云母粉2-3、二乙二醇丁醚1-2、沉淀硫酸钡10-15、蓖麻油2-4、铝粉2-4、安息香0.5-1.0、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚0.2-0.5、 双十二碳醇酯0.1-0.3、 改性助剂3-5，
所述的改性助剂由下列重量份的组分制得：聚乙烯醇超细粉末20-30、硼酸锌1-2、铝粉C5-10、氧化镁3-4、蓖麻油2-3、氮化硼1-2、气相二氧化硅4-6、二甲苯30-40、烷氧基二元醇3-4、烷氧基三元醇3-4、二羟甲基丙酸4-6、聚硅氧烷2-4、对甲苯磺酸0.2-0.4、己内酯5-8、二月桂酸二丁基锡0.2-0.4，改性助剂的制备方法：将聚乙烯醇超细粉末放入热水中搅拌至完全溶解，加入铝粉C、氧化镁、蓖麻油、氮化硼，研磨 10-15分钟，超声波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羟甲基丙酸、 对甲苯磺酸一起搅拌 30-40 分钟，升温至 80-90℃，保温 3-5 小时，将反应产物降温至 65-75℃，加入己内酯、二月桂酸二丁基锡，聚硅氧烷，一起搅拌 20-30分钟，升温至 70-80℃，保温2-3小时，然后抽真空脱除有机溶剂，降温到55-60℃，然后依次加入气相二氧化硅、硼酸锌，在此温度下继续搅拌30-40 分钟，将所得到的产物放入烘箱烘干，再经微粉磨粉机磨粉，即可。
2.根据权利要求1所述的耐候性好的粉末涂料，其特征在于：由下列重量份的组分原料制得：环氧树脂56、丙烯酸树脂25、二乙基戊二酐3、咪唑1.5、氯化橡胶5、受阻胺类光稳定剂0.2、苯并三唑类光稳定剂 0.3、四丁基胺一二 [ 甲基邻苯二硫 ] 络铜0.4、海泡石粉14，短纤维4、炭黑13、云母粉3、二乙二醇丁醚1、沉淀硫酸钡13、蓖麻油3、铝粉3、安息香0.6、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚0.4、 双十二碳醇酯0.2、 改性助剂4，
所述的改性助剂由下列重量份的组分制得：聚乙烯醇超细粉末25、硼酸锌1.5、铝粉C6、氧化镁3-4、蓖麻油3、氮化硼1.5、气相二氧化硅5、二甲苯35、烷氧基二元醇4、烷氧基三元醇4、二羟甲基丙酸5、聚硅氧烷3、对甲苯磺酸0.3、己内酯6、二月桂酸二丁基锡0.3，改性助剂的制备方法：将聚乙烯醇超细粉末放入热水中搅拌至完全溶解，加入铝粉C、氧化镁、蓖麻油、氮化硼，研磨 14分钟，超声波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羟甲基丙酸、 对甲苯磺酸一起搅拌 35分钟，升温至 85℃，保温4 小时，将反应产物降温至70℃，加入己内酯、二月桂酸二丁基锡，聚硅氧烷，一起搅拌 25分钟，升温至 75℃，保温2小时，然后抽真空脱除有机溶剂，降温到58℃，然后依次加入气相二氧化硅、硼酸锌，在此温度下继续搅拌 36分钟，将所得到的产物放入烘箱烘干，再经微粉磨粉机磨粉，即可。
3.如权利要求1所述的耐候性好的粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将所用原料在使用前粗粉碎到60目，按配方比例称取各组分原料；
（2）将海泡石粉、云母粉放入10%的盐酸溶液中浸泡20-30分钟，然后加入氢氧化钠溶液中和过滤，先将滤渣投入到高温炉中，在300-420℃煅烧50-60min，然后自然冷却至室温，再将滤渣总质量5%的硅烷偶联剂加入到滤渣中高速搅拌混合20-30分钟，然后加入二乙二醇丁醚，再高速搅拌混合10-20分钟，干燥，待用；
（3）然后按配方比例将称取原料和步骤（1）获得的混合物料投入高速搅拌机内高速混合均匀；
(4）然后投入挤出机在 65-90℃ 熔融混合 20 min 后, 挤出，冷却至室温, 再粉碎过筛至180 目, 即得到成品。
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