CN107502081A - 一种高性能feve氟碳粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能FEVE氟碳粉末涂料及其制备方法，FEVE氟碳粉末涂料的激光粒度分布为D10：0.1‑8μm；D50：10‑20μm；D90：30‑50μm；D99＜60μm，松装密度0.5‑3.0g/cm3。其原料按重量份包括：FEVE树脂40‑80份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5‑15份，固化催化剂0‑1份但不为0，纳米二氧化硅8‑12份，颜料0.5‑1.5份，流平剂0‑5份但不为0，消泡剂0.1‑0.6份，附着力促进剂0‑2份但不为0，碳纳米管0‑3份但不为0，石墨烯0‑3份。本发明的FEVE氟碳粉末涂料在保证了优异的耐候性、保光率、耐酸碱性、耐老化的基础上，通过控制粉末涂料的粒径尺寸、分布和松装密度，改变了氟碳粉末涂料涂层厚度要求高和流平性能不良的状况，得到了表面外观流平非常好的涂层，极大提升了其装饰效果。

Description

一种高性能FEVE氟碳粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于工业防腐涂料技术领域，特别涉及一种高性能FEVE氟碳粉末涂料及其制备方法。
背景技术
由于整体环保形势严峻，现阶段国家对环保的要求越来越苛刻，特别是针对有机溶剂挥发VOC的排放相当严格。为此，国家财政部于2016年1月28日出台《关于对电池、涂料征收消费税的通知》中对涂料(施工状态下)VOC含量＞420g/L征收4％消费税，下一步还将根据VOC排放量来收取排污费。再加上国家及地方环保部门已经逐步禁止新建或者扩建溶剂型产品生产，最大限度的控制和减少VOC的排放。此外，被誉为“史上最严”新环保法也于2017年1月1日起全面严格实施。因此，溶剂型涂料将逐步被水性涂料和粉末涂料所取代，然而水性涂料现阶段还存有不少技术难题需解决和攻克，为此，粉末涂料将是当下市场以及行业发展的主流。
但粉末涂装具有涂层太厚和涂层平整度差的两个明显的缺点。粉末涂料的涂层厚度通常在60-100微米，远远超过普通油漆漆膜的厚度，这不仅带来不必要的浪费，而且在很多情况下涂层太厚还会造成漆膜性能下降，如涂层变得容易脱落，漆膜硬度表现降低等。粉末涂层的表面很不平整，降低了粉末涂层的装饰性，在很多地方限制了粉末涂料的应用。粉末涂料的涂层太厚和表观效果不好，主要是由于粉末涂料的粉末粒径较大和粒度分布不科学引起的。
发明内容
本发明的目的在于针对上述各种技术存在的缺陷和弊病，研究设计一种高性能FEVE氟碳粉末涂料及其制备方法，通过控制粉末涂料的粒径尺寸、分布和松装密度来改善涂膜表观性能，以达到涂层厚度要求高，表面外观流平性好，涂层不易脱落等目的。
本发明技术方案如下：
一种高性能FEVE氟碳粉末涂料，FEVE氟碳粉末的激光粒度分布为D10：0.1-8μm；D50：10-20μm；D90：30-50μm；D99＜60μm，松装密度0.5-3.0g/cm3。
所述FEVE氟碳粉末制备原料按重量份包括：FEVE树脂40-80份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5-15份，固化催化剂0-1份但不为0，纳米二氧化硅8-12份，颜料0.5-1.5份，流平剂0-5份但不为0，消泡剂0.1-0.6份，附着力促进剂0-2份但不为0，碳纳米管0-3份但不为0，石墨烯0-3份。
所述固化催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡的中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述纳米二氧化硅的微结构为球形，尺寸范围在20-50nm。
所述颜料为纳米炭黑、纳米钛白粉、氧化镁、陶瓷颜料、氧化锌、云母粉、铁黄、铁红、群青、桃红、酞青兰、酞青绿的中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述流平剂为吸附于二氧化硅的聚丙烯酸酯BYK-368P、BYK-3902P中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述消泡剂为安息香、改性微粉聚酰胺蜡、微粉PE蜡中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述附着力促进剂为BYK-4510、BYK-4511中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
一种高性能FEVE氟碳粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将制备原料加入智能高效分散机中进行破碎、分散并预混合，所述制备原料按重量份包括：FEVE树脂40-80份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5-15份，固化催化剂0-1份但不为0，纳米二氧化硅8-12份，颜料0.5-1.5份，流平剂0-5份但不为0，消泡剂0.1-0.6份，附着力促进剂0-2份但不为0，碳纳米管0-3份但不为0，石墨烯0-3份；
步骤二：将在步骤一中充分分散后的物料放入密炼造粒机中进行连续捏合、推出，制造颗粒物；
步骤三：将颗粒物输送到流化床式气流粉碎分级机进行粉碎、分级；
步骤四：将分级后的粉末按特定激光粒度分布和特定松装密度的要求进行配比，所述特定激光粒度分布为D10：0.1-8μm；D50：10-20μm；D90：30-50μm；D99＜60μm，所述特定松装密度为0.5-3.0g/cm3。
所述步骤一中，先将FEVE氟碳树脂和颜料高速搅拌(1800-2800转/分)混合3-6分钟，再加入配套树脂及助剂高速(1800-2800转/分)、低速(300-800转/分)混合5-10分钟、3-5分钟后，得到混合物料。
所述步骤二中，在密炼的过程中，密炼温度控制在200-240℃，颗粒大小1-2mm。
所述步骤三中，分级机连机配置5级分级机，采用氮气进行粉碎分级，粉碎时氮气压力0.6-0.8MPa，氮气流量3-10m3/min。
本发明是一种高性能FEVE氟碳粉末涂料及其制备方法，与常规工艺区别在于通过控制粉末涂料的粒径尺寸、分布和松装密度来改善涂膜表观性能，以达到涂层厚度要求高，表面外观流平性好，涂层不易脱落等目的。其作用原理和优点在于：
1、通过控制FEVE氟碳粉末涂料的粒径尺寸和分布，粉料颗粒间的表面接触良好，不同粒级的颗粒相互啮合，相互充填，使物料的充填密度大，压缩比小。此时，不同粒径的颗粒所起的作用不同。在团块内部结构中大颗粒起着骨架作用，但其数量不能超过一定范围，否则就导致团块内部孔隙度增加。小颗粒的作用是充填大颗粒间的孔隙，降低团块孔隙度，提高团块的致密度。
2、为了确保产品的稳定性，本发明采用流化床式气流粉碎分级机对物料进行粉碎、分级，然后按照产品的激光粒度分布和松装密度的要求进行配比。
具体实施方式
下述具体实例用于对本发明作进一步说明，而不是限定本发明的范围。
实施例1：
一种高性能FEVE氟碳粉末涂料，FEVE氟碳粉末的激光粒度分布为D10：3.5μm；D50：11.2μm；D90：35.8μm；D99：42.3μm，松装密度1.8g/cm3。所述FEVE氟碳粉末制备原料按重量份包括：FEVE树脂44份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体8份，固化催化剂0.3份，纳米二氧化硅9份，颜料0.8份，流平剂1份，消泡剂0.3份，附着力促进剂0.5份，碳纳米管0.8份，石墨烯1份。
具体的固化催化剂为二月桂酸二丁基锡，纳米二氧化硅为30nm球形微结构，颜料为纳米钛白粉，流平剂为吸附于二氧化硅的聚丙烯酸酯BYK-368P，消泡剂为安息香，附着力促进剂为BYK-4510。
本实施例的FEVE氟碳粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将制备原料加入智能高效分散机中进行破碎、分散并预混合，所述制备原料按重量份包括：FEVE树脂44份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体8份，固化催化剂0.3份，纳米二氧化硅9份，颜料0.8份，流平剂1份，消泡剂0.3份，附着力促进剂0.5份，碳纳米管0.8份，石墨烯1份；
步骤二：将充分分散后的物料放入密炼造粒机中进行连续捏合、推出，制造颗粒物；
步骤三：将颗粒物输送到流化床式气流粉碎分级机进行粉碎、分级；
步骤四：将分级后的粉末按特定激光粒度分布和特定松装密度的要求进行配比，所述特定激光粒度分布为D10：3.5μm；D50：11.2μm；D90：35.8μm；D99：42.3μm，所述特定松装密度为1.8g/cm3。
具体的步骤一中，先将FEVE氟碳树脂和颜料高速搅拌(2000转/分)混合5分钟，再加入配套树脂及助剂高速(2500转/分)、低速(500转/分)混合6分钟、3分钟后，得到混合物料。
步骤二中，在密炼的过程中，密炼温度控制在220℃，颗粒大小1.5mm。
步骤三中，分级机连机配置5级分级机，采用氮气进行粉碎分级，粉碎时氮气压力0.7MPa，氮气流量8m3/min。
实施例2：
一种高性能FEVE氟碳粉末涂料，FEVE氟碳粉末的激光粒度分布为D10：2.8μm；D50：10.5μm；D90：32.5μm；D99：40.5μm，松装密度1.6g/cm3。所述FEVE氟碳粉末制备原料按重量份包括：FEVE树脂60份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体9份，固化催化剂0.4份，纳米二氧化硅9.5份，颜料0.9份，流平剂0.8份，消泡剂0.4份，附着力促进剂0.8份，碳纳米管1.2份。
具体的固化催化剂为二乙酸二丁基锡，纳米二氧化硅为32nm球形微结构，颜料为纳米炭黑，流平剂为吸附于二氧化硅的聚丙烯酸酯BYK-3902P，消泡剂为微粉PE蜡，附着力促进剂为BYK-4511。
本实施例的FEVE氟碳粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将制备原料加入智能高效分散机中进行破碎、分散并预混合，所述制备原料按重量份包括：FEVE树脂60份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体9份，固化催化剂0.4份，纳米二氧化硅9.5份，颜料0.9份，流平剂0.8份，消泡剂0.4份，附着力促进剂0.8份，碳纳米管1.2份；
步骤二：将在步骤一中充分分散后的物料放入密炼造粒机中进行连续捏合、推出，制造颗粒物；
步骤三：将颗粒物输送到流化床式气流粉碎分级机进行粉碎、分级；
步骤四：将分级后的粉末按特定激光粒度分布和特定松装密度的要求进行配比，所述特定激光粒度分布为D10：2.8μm；D50：10.5μm；D90：32.5μm；D99：40.5μm，所述特定松装密度为1.6g/cm3。
具体的步骤一中，先将FEVE氟碳树脂和颜料高速搅拌(2000转/分)混合5分钟，再加入配套树脂及助剂高速(2500转/分)、低速(500转/分)混合6分钟、3分钟后，得到混合物料。
步骤二中，在密炼的过程中，密炼温度控制在225℃，颗粒大小1.8mm。
步骤三中，分级机连机配置5级分级机，采用氮气进行粉碎分级，粉碎时氮气压力0.7MPa，氮气流量9m3/min。
实施例3：
一种高性能FEVE氟碳粉末涂料，FEVE氟碳粉末的激光粒度分布为D10：3.2μm；D50：10.8μm；D90：34.5μm；D99：41.8μm，松装密度1.7g/cm3。所述FEVE氟碳粉末制备原料按重量份包括：FEVE树脂77份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体10份，固化催化剂0.6份，纳米二氧化硅10份，颜料1.1份，流平剂0.9份，消泡剂0.4份，附着力促进剂0.8份，碳纳米管1.5份。
具体的固化催化剂为二乙酸二丁基锡，纳米二氧化硅为35nm球形微结构，颜料为陶瓷颜料，流平剂为吸附于二氧化硅的聚丙烯酸酯BYK-3902P，消泡剂为微粉聚酰胺蜡，附着力促进剂为BYK-4511。
本实施例的FEVE氟碳粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将制备原料加入智能高效分散机中进行破碎、分散并预混合，所述制备原料按重量份包括：FEVE树脂77份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体10份，固化催化剂0.6份，纳米二氧化硅10份，颜料1.1份，流平剂0.9份，消泡剂0.4份，附着力促进剂0.8份，碳纳米管1.5份；
步骤二：将在步骤一中充分分散后的物料放入密炼造粒机中进行连续捏合、推出，制造颗粒物；
步骤三：将颗粒物输送到流化床式气流粉碎分级机进行粉碎、分级；
步骤四：将分级后的粉末按特定激光粒度分布和特定松装密度的要求进行配比，所述特定激光粒度分布为D10：3.2μm；D50：10.8μm；D90：34.5μm；D99：41.8μm，所述特定松装密度为1.7g/cm3。
具体的步骤一中，先将FEVE氟碳树脂和颜料高速搅拌(2000转/分)混合5分钟，再加入配套树脂及助剂高速(2500转/分)、低速(500转/分)混合6分钟、3分钟后，得到混合物料。
步骤二中，在密炼的过程中，密炼温度控制在225℃，颗粒大小1.8mm。
步骤三中，分级机连机配置5级分级机，采用氮气进行粉碎分级，粉碎时氮气压力0.7MPa，氮气流量9m3/min。
对上述实施例所得到的氟碳粉末涂料进行测试，结果见表1。
表中测试项均采用底材为铝板的样板测试。
通过上述检测结果可知，本发明的高性能FEVE氟碳粉末材料的涂膜外观、附着力、耐磨性、耐候性、耐加速老化性等都满足QUALICOAT质量标准对氟碳粉末涂料的要求。
本发明中FEVE氟碳粉末材料通过严格控制粉末涂料的粒径尺寸、分布和松装密度，可有效降低在粉末涂料熔融后涂料的表面张力，促进涂料在固化成膜前快速流动，进而减弱或消除针孔、橘皮、波纹、缩孔等表面缺陷，有效提升涂膜外观效果。且保持了氟碳粉末涂料传统优异的耐候性、保光率、耐酸碱性、耐老化性等特征，装饰效果好，户外使用寿命长，使用及维护的综合成本相对降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高性能FEVE氟碳粉末涂料，其特征在于：FEVE氟碳粉末的激光粒度分布为D10：0.1-8μm；D50：10-20μm；D90：30-50μm；D99＜60μm，松装密度0.5-3.0g/cm3。
所述FEVE氟碳粉末制备原料按重量份包括：FEVE树脂40-80份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5-15份，固化催化剂0-1份但不为0，纳米二氧化硅8-12份，颜料0.5-1.5份，流平剂0-5份但不为0，消泡剂0.1-0.6份，附着力促进剂0-2份但不为0，碳纳米管0-3份但不为0，石墨烯0-3份。
所述固化催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡的中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述纳米二氧化硅的微结构为球形，尺寸范围在20-50nm。
所述颜料为纳米炭黑、纳米钛白粉、氧化镁、陶瓷颜料、氧化锌、云母粉、铁黄、铁红、群青、桃红、酞青兰、酞青绿的中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述流平剂为吸附于二氧化硅的聚丙烯酸酯BYK-368P、BYK-3902P中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述消泡剂为安息香、改性微粉聚酰胺蜡、微粉PE蜡中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
所述附着力促进剂为BYK-4510、BYK-4511中任意一种或其中几种的任意比例的混合物。
2.如权利要求1的一种高性能FEVE氟碳粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将制备原料加入智能高效分散机中进行破碎、分散并预混合，所述制备原料按重量份包括：FEVE树脂40-80份，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5-15份，固化催化剂0-1份但不为0，纳米二氧化硅8-12份，颜料0.5-1.5份，流平剂0-5份但不为0，消泡剂0.1-0.6份，附着力促进剂0-2份但不为0，碳纳米管0-3份但不为0，石墨烯0-3份；
步骤二：将在步骤一中充分分散后的物料放入密炼造粒机中进行连续捏合、推出，制造颗粒物；
步骤三：将颗粒物输送到流化床式气流粉碎分级机进行粉碎、分级；
步骤四：将分级后的粉末按特定激光粒度分布和特定松装密度的要求进行配比，所述特定激光粒度分布为D10：0.1-8μm；D50：10-20μm；D90：30-50μm；D99＜60μm，所述特定松装密度为0.5-3.0g/cm3。
3.如权利要求2所述的一种高性能FEVE氟碳粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，先将FEVE氟碳树脂和颜料高速搅拌(1800-2800转/分)混合3-6分钟，再加入配套树脂及助剂高速(1800-2800转/分)、低速(300-800转/分)混合5-10分钟、3-5分钟后，得到混合物料。
4.如权利要求2所述的一种高性能FEVE氟碳粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，在密炼的过程中，密炼温度控制在200-240℃，颗粒大小1-2mm。
5.如权利要求2所述的一种高性能FEVE氟碳粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，分级机连机配置5级分级机，采用氮气进行粉碎分级，粉碎时氮气压力0.6-0.8MPa，氮气流量3-10m3/min。
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