CN107955496B - 一种熔结环氧粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种熔结环氧粉末涂料，包括30‑40重量份的双酚A型环氧树脂，10‑20重量份的酚醛改性环氧树脂，10‑20重量份的复配酚类固化剂，0.01‑0.05的重量份荧光增白剂产品，0.5‑1重量份的促进剂，0.1‑0.5重量份的抗氧剂，0.5‑1重量份的流平助剂，0.5‑1重量份的消泡剂，10‑30重量份的纳米填料，1‑10重量份的颜料。本发明还提供了一种熔结环氧粉末涂料的制备方法。本发明的有益效果：该粉末涂料可在150℃下低温固化。其中环氧粉末在加热固化过程中添加的荧光增白剂产品会析出到涂层表面，吸收不可见的紫外光，散发出可见的蓝光，与咪唑类产品发出的黄光叠加，起到抗黄变的特殊效果。

Description

一种熔结环氧粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料领域，尤其涉及一种熔结环氧粉末涂料及其制备方法。
背景技术
目前国内的钢管防腐工艺以单层熔结环氧粉末涂装工艺及3PE防腐涂装工艺为主。其中单层熔结环氧粉末涂装由于环氧粉末涂层颜色的多样性，因此被广泛应用于燃气输送、煤矿井下输送领域。现有的管道防腐用熔结环氧粉末涂料的固化温度一般在200℃以上，过高的固化温度会使钢管的力学性能下降，降低钢管的抗变形能力，从而降低管线使用的稳定性和安全性，并且过高的固化温度需要消耗大量的能源，造成资源浪费。因此迫切需要开发一种具有低温固化性能的环氧粉末涂料。
在生产环氧粉末涂料过程中，往往需要添加咪唑类促进剂，促进环氧树脂与固化剂的反应。而咪唑类促进剂在与环氧树脂反应过程中会有黄变现象发生，造成粉末涂层发黄变黑影响管材的外观，因此开发一种既具有抗黄变性又具有低温固化性能的熔结环氧粉末涂料具有重要的意义。
专利CN102464934A中公布了一种适用于低温涂敷的环氧粉末涂料。采用改性酚醛环氧树脂与改性双酚A型环氧树脂共混体系，引入具有双苯环结构的酚类线性低温固化剂，并通过纳米填料的添加，使粉末体系的固化温度降低到了180℃，并达到了一定的性能要求。但该专利提供的环氧粉末涂料只用于3PE结构防腐工艺并没有应用到单层熔结环氧粉末涂敷工艺，且没有涉及到涂层的黄变现象。
专利CN104962172A中叙述了一种新型低温固化环氧粉末涂料。采用双酚A型环氧树脂与改性交联剂进行反应，选用的催化剂为2-甲基咪唑。采用的生产工艺是将原料混合后经挤出机挤出，将得到的试板放入恒温烘箱中放置20h后再进行磨粉。该环氧粉末体系的固化温度能够降至120℃左右。但是该专利并没有涉及到采用2-甲基咪唑为催化剂引起的黄变问题，也没有将该粉末应用到管道领域相关的防腐性能测试。
专利CN103666203A中叙述了一种低温快速固化环氧粉末涂料的制备方法，采用双酚A型环氧树脂与酚醛环氧树脂共混体系，添加多环氧活性交联剂TGIC，采用2-甲基咪唑或2-甲基咪唑啉为促进剂，能够将环氧粉末的固化温度降至170℃，并进行了相关的测试。但是该专利同样没有涉及到采用咪唑类促进剂引起的涂层黄变现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种熔结环氧粉末涂料，具有极佳的抗黄变性能又兼具有低温固化的性能。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：
一种熔结环氧粉末涂料，包括30-40重量份的双酚A型环氧树脂，10-20重量份的酚醛改性环氧树脂，10-20重量份的复配酚类固化剂，0.01-0.05的重量份荧光增白剂产品，0.5-1重量份的促进剂，0.1-0.5重量份的抗氧剂，0.5-1重量份的流平助剂，0.5-1重量份的消泡剂，10-30重量份的纳米填料，1-10重量份的颜料。
优选的，所述双酚A性环氧树脂为普通的固态环氧树脂，包括一步法的环氧树脂及两步法制备的环氧树脂。
优选的，所述酚醛改性环氧树脂包括市售陕西金辰化工的ES-503、南亚电子产的NPCN-702、巴陵石化的704环氧树脂等产品。
优选的，所述复配酚类固化剂为两种或多种酚类固化剂产品的复配使用，发挥固化剂的协同作用，降低固化反应温度。
优选的，所述酚类固化剂为酚醛改性的固化剂产品，包括陶氏的D.E.H.84、D.E.H.85、D.E.H.80、D.E.H.81、D.E.H.82、D.E.H.87，韩国国都的KD404、KD405、KD406，陕西金辰的V-205、V-2088、V-2059，大庆庆鲁的969系列、959系列固化剂等。
优选的，所述荧光增白剂产品包括碳环类、1,3-二苯基吡唑啉类、三嗪基氨基二苯乙烯类、香豆素类、二苯乙烯-三氮唑类、萘酰亚胺类、苯并咪唑和苯并呋喃类等产品中的一种或几种复配使用。
优选的，所述促进剂为咪唑类及环脒类物质，其中主要为2-甲基咪唑。
优选的，所述抗氧剂包括主抗氧剂(1010、1076、1135、1098、245、1330等市售牌号)辅抗氧剂(168、626、DLTDP、DSTDP等市售牌号)的一种或采用主、辅抗氧剂复合使用。
优选的，所述流平助剂为丙烯酸酯类产品，选用宁波南海的PV88流平助剂。
优选的，所述消泡助剂为：安息香类产品。
优选的，所述纳米填料为：纳米沉淀硫酸钡、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米硅灰石粉、纳米蒙脱土、以及滑石粉、云母粉等填料中的一种或几种。
优选的，所述颜料选用钛白粉、群青、酞菁绿、酞菁蓝、铬黄、永固黄、永固红、DPP红等各种颜料。
本发明还提供一种熔结环氧粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
将上述的一定配比的双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、复配酚类固化剂、荧光增白剂、抗氧剂、流平助剂、消泡助剂、纳米填料、颜料在高混机中混合均匀，将混合好的原料经双螺杆挤出机挤出，并经过双辊压片破碎机进行压片破碎，经专用的磨粉设备ACM分级磨进行磨粉，制备出能通过100目-180目筛网的粉末涂料。
本发明的有益效果在于：本发明所制备出的粉末涂料主要应用于钢管的防腐蚀涂装，可在150℃下低温固化，符合CJ/T 120-2016《给水涂塑复合钢管》中规定的防腐要求。其中环氧粉末在加热固化过程中添加的荧光增白剂产品会析出到涂层表面，吸收不可见的紫外光，散发出可见的蓝光，与咪唑类产品发出的黄光叠加，起到抗黄变的特殊效果。
具体实施方式
本发明可以根据以下实例实施，但不限于以下实例，在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义，应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围，在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
实施例一：
本实施例所用的原材料的配比为：双酚A型环氧树脂为南亚两步法环氧树脂904，重量为30份；其所用的酚醛改性的环氧树脂采用巴陵石化生产的704树脂，重量为10份；酚类固化剂一：陶氏的D.E.H.84专用固化剂，重量为10份。酚类固化剂二：大庆庆鲁的酚类固化剂959-1，重量为10份；荧光增白剂OB，重量为0.01份；抗氧剂(1010：168质量比3:1)，重量为0.4份；2-甲基咪唑0.6份；流平助剂1份；消泡助剂为安息香，0.5份；纳米填料为沉淀硫酸钡与纳米二氧化硅的复合物，重量34.5份，其中纳米硫酸钡与纳米二氧化硅比例为1:1；颜料为钛白粉，重量为3份。按照上述配比在机中进行混料并经过挤出机挤出、双辊压片机的压片破碎及ACM分级磨的磨粉，制备出白色环氧粉末涂料。
实施例二：
本实施例所用的原材料的配比为：双酚A型环氧树脂为南亚两步法环氧树脂904，重量为30份；其所用的酚醛改性的环氧树脂采用巴陵石化生产的704树脂，重量为10份；酚类固化剂一：大庆庆鲁的969F02X专用固化剂，重量为15份。酚类固化剂二：陕西金辰的固化剂V-2088，重量为5份；荧光增白剂OBT，重量为0.01份；抗氧剂(1010：168质量比3:1)，重量为0.4份；2-甲基咪唑0.6份；流平助剂1份；消泡助剂为安息香，0.5份；纳米填料为沉淀硫酸钡与纳米二氧化硅的复合物，重量34.5份，其中纳米硫酸钡与纳米二氧化硅比例为1:1；颜料为钛白粉，重量为1.5份；群青，重量为1.5份。按照上述配比在机中进行混料并经过挤出机挤出、双辊压片机的压片破碎及ACM分级磨的磨粉，制备出蓝色环氧粉末涂料。
对比实施例一：
本实施例所用的原材料的配比为：双酚A型环氧树脂为南亚两步法环氧树脂904，重量为30份；其所用的酚醛改性的环氧树脂采用巴陵石化生产的704树脂，重量为10份；酚类固化剂一：陶氏的D.E.H.84专用固化剂，重量为10份。酚类固化剂二：大庆庆鲁的酚类固化剂959-1，重量为10份；抗氧剂(1010：168质量比3:1)，重量为0.4份；2-甲基咪唑0.6份；流平助剂1份；消泡助剂为安息香，0.5份；纳米填料为沉淀硫酸钡与纳米二氧化硅的复合物，重量34.5份，其中纳米硫酸钡与纳米二氧化硅比例为1:1；颜料为钛白粉，重量为3份。按照上述配比在机中进行混料并经过挤出机挤出、双辊压片机的压片破碎及ACM分级磨的磨粉，制备出白色环氧粉末涂料。
对比实施例二：
本实施例所用的原材料的配比为：双酚A型环氧树脂为南亚两步法环氧树脂904，重量为30份；其所用的酚醛改性的环氧树脂采用巴陵石化生产的704树脂，重量为10份；酚类固化剂一：酚类固化剂二：陕西金辰的固化剂V-2088，重量为20份；抗氧剂(1010：168质量比3:1)，重量为0.4份；2-甲基咪唑0.6份；流平助剂1份；消泡助剂为安息香，0.5份；纳米填料为沉淀硫酸钡与纳米二氧化硅的复合物，重量34.5份，其中纳米硫酸钡与纳米二氧化硅比例为1:1；颜料为钛白粉，重量为1.5份；群青，重量为1.5份。按照上述配比在机中进行混料并经过挤出机挤出、双辊压片机的压片破碎及ACM分级磨的磨粉，制备出蓝色环氧粉末涂料。
将上述制备的四种粉末涂料分别进行测试，并喷涂试件进行测试其性能见表1所示。其固化条件为：150℃，10分钟。其中实施例一、实施例二均为制备的抗黄变低温固化环氧粉末涂料，对比实施例一为不添加荧光增白剂的低温固化环氧粉末涂料，对比实施例二为使用单一固化剂、不添加荧光增白剂的粉末涂料。
表1 、粉末及涂层理化性能测试结果
检测项目 质量标准 测试标准 实施例一 对比实施例一 实施例二 对比实施例二
密度(g/cm<sup>3</sup>) 1.3-1.5 GB/T 1033 1.4 1.4 1.4 1.4
不挥发物含量(%) ≥99.5 GB/T 6554 99.6% 99.6% 99.5% 99.5%
水平流动性(mm) 22-28 GB/T 6554 23 23 22.5 22.5
胶化时间(S) － GB/T 6554 25 25 23 45
涂层外观 平整、色泽均匀，无气泡 目视 平整、色泽均匀、不黄变 平整、色泽均匀、黄变 平整、色泽均匀、不黄变 平整、色泽均匀、黄变
附着力 1-3级 CJ/T120-2016 1 1 1 4
弯曲试验 无裂纹 CJ/T120-2016 无裂纹 无裂纹 无裂纹 有裂纹
压扁试验 不开裂 CJ/T120-2016 不开裂 不开裂 不开裂 开裂
冲击试验 通过 CJ/T120-2016 通过 通过 通过 通过
由表1中的结果可知，本发明所提供的抗黄变性的钢管防腐用低温固化熔结环氧粉末涂料能够在150℃，10min内固化，并且在该固化条件下具有优异的抗黄变性能，所得的涂层致密，有良好的附着力，具有良好的市场应用性。本
本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种熔结环氧粉末涂料，其特征在于：包括30-40重量份的双酚A型环氧树脂，10-20重量份的酚醛改性环氧树脂，10-20重量份的复配酚类固化剂，0.01-0.05的重量份荧光增白剂产品，0.5-1重量份的促进剂，0.1-0.5重量份的抗氧剂，0.5-1重量份的流平助剂，0.5-1重量份的消泡剂，10-30重量份的纳米填料，1-10重量份的颜料；
所述复配酚类固化剂为两种或多种酚类固化剂产品的复配使用，促进剂为2-甲基咪唑；
消泡剂为安息香类产品；
所述荧光增白剂产品包括碳环类、1,3-二苯基吡唑啉类、三嗪基氨基二苯乙烯类、香豆素类、二苯乙烯-三氮唑类、萘酰亚胺类、苯并咪唑和苯并呋喃类产品中的一种或几种复配使用。
2.如权利要求1所述的一种熔结环氧粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：将上述的一定配比的双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、复配酚类固化剂、荧光增白剂、抗氧剂、流平助剂、消泡助剂、纳米填料、颜料在高混机中混合均匀，将混合好的原料经双螺杆挤出机挤出，并经过双辊压片破碎机进行压片破碎，经专用的磨粉设备ACM分级磨进行磨粉，制备出能通过100目-180目筛网的粉末涂料。
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