CN107400444A - 环氧低温固化粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

环氧低温固化粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环氧低温固化粉末涂料及其制备方法，环氧低温固化粉末涂料由下述组分组成：环氧树脂；沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料；苄基三乙基氯化铵；无机颜料；固化剂；固化助剂；润湿剂；松香；其他助剂。还公开了一种环氧低温固化粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：混合、熔融、压片、粉碎、过筛。本发明的粉末涂料不仅提高了边角上粉率，还改善了涂膜外观及各种物理性能；层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好，边角覆盖率高，具有优良的耐化学药品腐蚀性能和电气绝缘性能。

Description

环氧低温固化粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，尤其是一种环氧低温固化粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料在整个涂料技术中是一个飞速发展的领域,特别是进入21世纪以来，由于其VOC排放几乎为零,环保要求更加驱动了它的迅猛发展。全球及中国的环保法规要求越来越严格,有效促进了环保型粉末涂料行业的发展。然而,通用型粉末涂料的固化温度都较高,从而限制了它们只能涂装那些能经受高温的底材,如金属类。开发可在低温(130℃)下固化的粉末涂料体系,可极大地拓展粉末涂料的应用领域,使热敏底材(如木材和塑料)的涂装成为可能,另外低温固化粉末涂料可以大大降低能源消耗,有利于涂料行业的可持续健康发展。
粉末涂料是一种含有100%固体分，完全不含化学溶剂,不但不会对环境造成污染,也不会对人体造成危害,是目前最先进最环保的产品,以粉末行态涂装的涂料，以后的发展趋势就是用粉末取代液体。粉末涂料具有经济、环保、性能优越的特点，因此备受人们的关注。
一方面，对纯环氧低温固化粉末涂料而言, 高反活性和良好的流平性是一对矛盾,需要从影响树脂和固化剂反应活性的因素出发,选择可低温固化的树脂原料匹配。
另一方面，在喷涂试验中我们发现，纯环氧低温固化环氧粉末涂料在马口铁板、铝型材、镀锌钢板表面以及管材内外壁喷涂所形成的涂膜外观及流平性较好,但在铸件、多孔基材和结构复杂的工件表面喷涂时，边角上粉低，涂膜表面容易出现针孔，流平性较差，外观不够美观。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种环氧低温固化粉末涂料及其制备方法。
本发明提供如下技术方案：
一种环氧低温固化粉末涂料，由下述重量份数组成：
环氧树脂 35-50份；
沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料 20份-30份；
苄基三乙基氯化铵0.0.5份-0.5份；
无机颜料 5份-15份；
固化剂 3.5份-5.5份；
固化助剂 0.5份-1.5份；
润湿剂 1.5份-2.5份；
松香0.2份-0.5份；
其他助剂 0.5份-3份。
进一步的，其他助剂由组分组成：流平剂、分散剂、增光剂、脱气剂、抗氧剂。
进一步的，所述流平剂为羧甲基纤维素；所述分散剂为硬脂酸钙；增光剂为丙烯酸酯类共聚物；所述脱气剂为改性硅油；所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。
进一步的，所述环氧树脂为氢化双酚A型环氧树脂。
进一步的，所述润湿剂选用拉开粉BX。
本发明还公开了一种环氧低温固化粉末涂料的制备方法。
一种环氧低温固化粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
P1混合，将环氧树脂、沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料、苄基三乙基氯化铵、无机颜料、固化剂、固化助剂、其他助剂按重量份数混合，混合完成后，在65℃-80℃下充分搅拌，一边搅拌一边按重量份数加入润湿剂，混合均匀；
P2熔融，混合完成后，再加入按重量份数称取的松香一起熔融挤出；
P3压片，在冷却的同时压片；
P4粉碎，P3压片后的涂料进行粉碎；
P5过筛，过160-200目筛。
进一步的，P2熔融过程中，熔融的温度为3段式梯度设置，在110-125℃熔融10分钟，在125℃-140℃熔融15分钟，在110-95℃熔融10分钟。
进一步的，压片的厚度为0.05mm-0.1mm。
进一步的，采用中波红外辐射可加快熔融速度。
采用静电喷涂，固化温度低至130-140℃，固化加热时间5-10min。
环氧树脂的分子结构中存在大量苯环,醚键和羟基,在基材(特别是金属基材)表面具有优异的附着力；沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料，使得涂料喷涂后的涂膜具有较好的物理化学性能；苄基三乙基氯化铵作为相转移催化剂，催化效果好，低温下具有较强活性的催化剂，使得在低温下就开始反应，催化剂对低温固化环氧粉末涂料的固化程度影响很大；固化剂和固化助剂均起到良好的固化作用；润湿剂的使用，不仅提高了边角上粉率，还改善了涂膜外观及各种物理性能；松香具有香味，且在熔融后，可以完全将形成的填料的空隙堵塞，涂膜表面不易容易出现针孔，流平性较好。脱气剂有足够的溶解度可加快单个气泡的上升速度，减少粉末中产生的气泡，使得粉末的喷涂后无针眼、无颗粒物，表面光泽；在制备低温固化粉末涂料时流平剂的主要作用是降低粉末涂料的熔融表面张力，使涂料在固化成膜前迅速得以流平，避免橘皮和缩孔等表面缺陷的产生，因此为使少量流平剂充分发挥作用，配方中的流平剂必须充分均匀分散，预先分散到树脂载体中的流平剂分散效果更好，更有利于其在低温熔融固化过程中发挥作用。
本发明的有益效果：1、润湿剂的添加不仅提高了边角上粉率，还改善了涂膜外观及各种物理性能；层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好，边角覆盖率高，具有优良的耐化学药品腐蚀性能和电气绝缘性能；2、环氧树脂的分子结构中存在大量苯环，醚键和羟基，在基材(特别是金属基材)表面具有优异的附着力,形成的涂膜耐热,耐化学品腐蚀，具有优异机械性能(如硬度,耐冷热冲击和机械冲击)；3、催化剂能够在低温下具有较强活性的, 使得在低温下就开始反应，催化剂对低温固化环氧粉末涂料的固化程度影响很大；4、在喷涂后，表面光泽度好；5、本发明公开的涂料做成不同颜色和不同的纹理效果以及不同光泽的涂料，对板材起到保护和装饰的效果，完美遮蔽任何基材的表面缺陷，并把对环境的破坏降到最低，是一种新型环保涂料。广泛应用于于家具、家电、一般工业行业，应用领域十分广泛，市场前景非常可观。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种环氧低温固化粉末涂料，由下述重量份数组成：
环氧树脂 35份；
沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料 20份；
苄基三乙基氯化铵0.05份；
无机颜料 5份；
固化剂 3.5份；
固化助剂 0.5份；
润湿剂 1.5份；
松香0.2份；
其他助剂 0.5份-3份。其他助剂由组分组成：流平剂、分散剂、增光剂、脱气剂、抗氧剂，流平剂为羧甲基纤维素；分散剂为硬脂酸钙；增光剂为丙烯酸酯类共聚物；脱气剂为改性硅油；抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。
环氧树脂为氢化双酚A型环氧树脂。
润湿剂选用拉开粉BX。
实施例2
一种环氧低温固化粉末涂料，由下述重量份数组成：
环氧树脂50份；
沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料30份；
苄基三乙基氯化铵0.5份；
无机颜料15份；
固化剂5.5份；
固化助剂1.5份；
润湿剂2.5份；
松香0.5份；
其他助剂3份。
其他助剂由组分组成：流平剂、分散剂、增光剂、脱气剂、抗氧剂。流平剂为羧甲基纤维素；分散剂为硬脂酸钙；增光剂为丙烯酸酯类共聚物；脱气剂为改性硅油；抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。
环氧树脂为氢化双酚A型环氧树脂。
润湿剂选用拉开粉BX。
实施例3
一种中密度纤维板粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
P1混合，分别将实施例1、实施例2中公开的环氧树脂、沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料、苄基三乙基氯化铵、无机颜料、固化剂、固化助剂、其他助剂按重量份数混合，混合完成后，在65℃-80℃下充分搅拌，一边搅拌一边按重量份数加入润湿剂，混合均匀；
P2熔融，混合完成后，再加入按重量份数称取的松香一起熔融挤出；
P3压片，在冷却的同时压片；
P4粉碎，P3压片后的涂料进行粉碎；
P5过筛，过160目筛。
P2熔融过程中，熔融的温度为3段式梯度设置，在110℃熔融10分钟，在125℃℃熔融15分钟，在110℃熔融10分钟。
压片的厚度为0.05mm。
采用中波红外辐射可加快熔融速度。
采用上述制备方法，得到中密度纤维板粉末涂料M1、M2。
实施例4
一种中密度纤维板粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
P1混合，分别将实施例1、实施例2中的环氧树脂、沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料、苄基三乙基氯化铵、无机颜料、固化剂、固化助剂、其他助剂按重量份数混合，混合完成后，在65℃-80℃下充分搅拌，一边搅拌一边按重量份数加入润湿剂，混合均匀；
P2熔融，混合完成后，再加入按重量份数称取的松香一起熔融挤出；
P3压片，在冷却的同时压片；
P4粉碎，P3压片后的涂料进行粉碎；
P5过筛，过200目筛。
P2熔融过程中，熔融的温度为3段式梯度设置，在125℃熔融10分钟，在140℃熔融15分钟，在95℃熔融10分钟。
压片的厚度为0.1mm。
采用中波红外辐射可加快熔融速度。
采用上述制备方法，得到中密度纤维板粉末涂料M3、M4。
实施例5
采用静电喷涂，将M1、M2、M3、M4与市场上卖的粉末涂料MO分别喷涂在管材内外壁上，固化温度低至130-140℃，固化加热时间5-10min。
对得到的固化工艺以及各性能数据，对比结果如下表：
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环氧低温固化粉末涂料，其特征在于,由下述重量份数组成：
环氧树脂 35-50份；
沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料 20份-30份；
苄基三乙基氯化铵0.0.5份-0.5份；
无机颜料 5份-15份；
固化剂 3.5份-5.5份；
固化助剂 0.5份-1.5份；
润湿剂 1.5份-2.5份；
松香0.2份-0.5份；
其他助剂 0.5份-3份。
2.如权利要求书1所述的一种环氧低温固化粉末涂料，其特征在于, 其他助剂由组分组成：流平剂、分散剂、增光剂、脱气剂、抗氧剂。
3.如权利要求书3所述的一种环氧低温固化粉末涂料，其特征在于, 所述流平剂为羧甲基纤维素；所述分散剂为硬脂酸钙；增光剂为丙烯酸酯类共聚物；所述脱气剂为改性硅油；所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。
4.如权利要求书3所述的一种环氧低温固化粉末涂料，其特征在于, 所述环氧树脂为氢化双酚A型环氧树脂。
5.如权利要求书1所述的一种环氧低温固化粉末涂料，其特征在于, 所述润湿剂选用拉开粉BX。
6.一种环氧低温固化粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
P1混合，将环氧树脂、沉淀硫酸钡和活性硅灰粉填料、苄基三乙基氯化铵、无机颜料、固化剂、固化助剂、其他助剂按重量份数混合，混合完成后，在65℃-80℃下充分搅拌，一边搅拌一边按重量份数加入润湿剂，混合均匀；
P2熔融，混合完成后，再加入按重量份数称取的松香一起熔融挤出；
P3压片，在冷却的同时压片；
P4粉碎，P3压片后的涂料进行粉碎；
P5过筛，过160-200目筛。
7.如权利要求书6所述的环氧低温固化粉末涂料的制备方法，其特征在于, P2熔融过程中，熔融的温度为3段式梯度设置，在110-125℃熔融10分钟，在125℃-140℃熔融15分钟，在110-95℃熔融10分钟。
8.如权利要求书6所述的环氧低温固化粉末涂料的制备方法，其特征在于, 压片的厚度为0.05mm-0.1mm。
9.如权利要求书7所述的环氧低温固化粉末涂料的制备方法，其特征在于, 采用中波红外辐射可加快熔融速度。
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