CN107974183A - 一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于湿热海洋气候环境的氟碳‑聚氨酯复合型粉末涂料，包括以下重量份配比的组分：聚氨酯树脂100~160份、氟碳树脂40~100份、异氰酸酯树脂20~80份、促进剂0~5份、填料30~100份、流平剂0.5~3份、消泡剂0.5~2份、颜料0.5~5份。本发明还公开了上述粉末涂料的制备方法。本发明粉末涂料具有工艺配方简单、超耐候性能、耐酸耐碱性能、耐重盐高湿热性能等性能优异的特点，适用于湿热海洋气候环境下的防护涂层，涂层使用寿命长，维护的综合成本较低。

Description

一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合粉末涂料 及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粉末涂料，尤其涉及一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，同时本发明还涉及该粉末涂料的制备方法。
背景技术
在湿热海洋气候区域使用的变压器、控制系统、开关柜、绝缘子等各种智能电网设备，受高温、高湿、高辐照、高盐雾、微生物、乃至运行工况等多种环境因素的综合作用，环境失效问题十分突出。现场调研表明，当前使用的智能电网设备由于缺乏针对性设计和科学合理的评价，在湿热海洋气候环境下服役只能达到预期设计寿命的1/5~1/10，频繁的更换与维护造成严重经济损失，同时对我国战略核心区域的智能电网长期稳定运行造成隐患。
粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。氟碳粉末涂料作为当今国内外公认的超耐候涂料品种，其户外使用性能已经得到了广泛的验证。然而纯氟碳粉末涂料在附着力、颜填料润湿性等方面的先天不足，附着力差、颜料润湿性不良，使得纯氟碳体系的粉末涂料在应用过程中存在较大的技术风险。而聚氨酯涂料具有强的黏合性，涂膜具有优良的耐磨性、耐水性及耐药品性等。本发明通过氟碳体系与聚氨酯体系有效的复合得到一方面具备氟碳体系的超耐候性能，另一方面具有聚氨酯体系的较强的粘合性（优异的附着力），适用于湿热海洋环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于湿热海洋气候环境的氟碳-聚氨酯复合型粉末涂料，该粉末涂料具有工艺配方简单、超耐候性能、耐酸耐碱性能、耐重盐高湿热性能等性能优异的特点，适用于湿热海洋气候环境下的防护涂层。
本发明的另一目的在于提供上述粉末涂料的制备方法。
本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：
一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，包括下列重量份配比的组分：
聚氨酯树脂 100~160份
氟碳树脂 40~100份
异氰酸酯树脂 20~80份
促进剂 0~5份
填料 30~100份
流平剂 0.5~3份
消泡剂 0.5~2份
颜料 0.5~5份。
本发明所述的聚氨酯树脂的羟值在30~50mgKOH/g之间，200℃下粘度为5000mPa.s，Tg在60~63℃之间，优选羟值为35~42mgKOH/g的聚氨酯树脂。
本发明所述的氟碳树脂为三氟氯乙烯与乙烯基醚共聚物一类含氟树脂（FEVE），其固体氟含量在20~25%之间，羟值在30~55mgKOH/g之间，优选30~40mgKOH/g。
本发明所述的异氰酸酯树脂为自封闭型或外加封闭剂型异佛尔酮二异氰酸酯的一种或两种，异氰酸酯基当量在250~350g/eq之间，Tg在45~80℃之间，优选65~80℃。
本发明所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡；所述的填料为硫酸钡、金红石型钛白粉、云母粉、硅微粉的一种或几种；所述的流平剂为二氧化硅吸附型和聚酯树脂负载型丙烯酸酯类流平剂的一种或两种；所述的消泡剂为二苯乙醇酮（安息香），熔点为137℃；所述的颜料为无机颜料，其比重4.2~5.5，吸油量为10~20g/100g，平均粒径1.1~4.1um。
本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：
一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(a) 按配比称取聚氨酯树脂、氟碳树脂、异氰酸酯树脂、促进剂、填料、流平剂、消泡剂、颜料，置于混料缸，充分混合并破碎；
(b) 破碎后的物料进入挤出机中挤出；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎、筛分后包装即得。
上述制备方法中，所述步骤(a)中各组分混合并破碎的时间为1～30分钟。
所述步骤(b)中的挤出温度为95～110℃，所述的挤出机采用双螺杆挤出机。
所述步骤(c)中的挤出物经粉碎机粉碎并筛分后的粉体平均粒径为35～45微米。
本发明提供的粉末涂料的涂装方法是：用高压静电方法涂装于经过处理的基材上，固化温度为200℃，固化时间为15分钟，可采用热烘烤箱进行固化。
本发明粉末涂料具有工艺配方简单、超耐候性能、耐酸耐碱性能、耐重盐高湿热性能等性能优异的特点，适用于湿热海洋气候环境下的防护涂层，涂层使用寿命长，维护的综合成本较低。
具体实施方式
下面列举一部分具体实例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的组分及重量份配比为：羟值35~42mgKOH/g的聚氨酯树脂160份，羟值为30~40mgKOH/g FEVE型氟碳树脂40份、自封闭型异氰酸酯树脂50 份、二月桂酸二丁基锡0.5份、钛白粉50份、硫酸钡30份、二氧化硅吸附型丙烯酸酯流平剂1.0份、安息香0.5份、颜料3份。
制备方法包括以下步骤：
(a) 按配比称取各组分，置于混料缸，充分混合并破碎5分钟；
(b) 破碎后的物料进入双螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在100℃；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径（等效粒径D50）为35~45微米的粉体，然后筛分后包装即得。
实施例2
本实施例提供的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的组分及重量份配比为：羟值35~42mgKOH/g的聚氨酯树脂140份，羟值为30~40mgKOH/g FEVE型氟碳树脂60份、自封闭型异氰酸酯树脂40 份、二月桂酸二丁基锡0.5份、钛白粉50份、硫酸钡30份、聚酯树脂负载型丙烯酸酯流平剂1.0份、安息香0.5份、颜料3份。
制备方法包括以下步骤：
(a) 按配比称取各组分，置于混料缸，充分混合并破碎10分钟；
(b) 破碎后的物料进入双或单螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在100℃；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径（等效粒径D50）为40~55微米的粉体，然后筛分后包装即得。
实施例3
本实施例提供的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的组分及重量份配比为：羟值35~42mgKOH/g的聚氨酯树脂120份，羟值为30~40mgKOH/g FEVE型氟碳树脂80份、外加封闭剂型异氰酸酯树脂60 份、二月桂酸二丁基锡0.5份、钛白粉50份、硫酸钡30份、二氧化硅吸附型丙烯酸酯流平剂1.0份、安息香0.5份、颜料3份。
制备方法包括以下步骤：
(a) 按配比称取各组分，置于混料缸，充分混合并破碎5分钟；
(b) 破碎后的物料进入双或单螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在100℃；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径（等效粒径D50）为35~45微米的粉体，然后筛分后包装即得。
实施例4
本实施例提供的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的组分及重量份配比为：羟值35~42mgKOH/g的聚氨酯树脂100份，羟值为30~40mgKOH/g FEVE型氟碳树脂100份、外加封闭剂型异氰酸酯树脂40 份、二月桂酸二丁基锡0.5份、钛白粉50份、硫酸钡30份、二氧化硅吸附型丙烯酸酯流平剂1.0份、安息香0.5份、颜料3份。
制备方法包括以下步骤：
(a) 按配比称取各组分，置于混料缸，充分混合并破碎8分钟；
(b) 破碎后的物料进入双或单螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在95℃；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径（等效粒径D50）为35~45微米的粉体，然后筛分后包装即得。
实施例5
本实施例提供的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的组分及重量份配比为：羟值35~42mgKOH/g的聚氨酯树脂100份，羟值为30~40mgKOH/g FEVE型氟碳树脂100份、自封闭型异氰酸酯树脂40 份、二月桂酸二丁基锡0.5份、钛白粉60份、硫酸钡20份、聚酯树脂负载型丙烯酸酯流平剂1.0份、安息香0.5份、颜料3份。
制备方法包括以下步骤：
(a) 按配比称取各组分，置于混料缸，充分混合并破碎5分钟；
(b) 破碎后的物料进入双或单螺杆挤出机挤出；挤出机加热温度控制在105℃；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径（等效粒径D50）为40~55微米的粉体，然后筛分后包装即得。
本发明提供的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的涂装方法是：用高压静电方法涂装于经过前处理的金属底材上，涂层厚度为60~80μm，采用热烘烤箱200℃下15分钟进行固化，然后进行相关的性能测试。
实施例1至5的测试结果见下表：

Claims (9)

1.一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，其特征在于，包括以下重量份配比的组分：
聚氨酯树脂 100~160份
氟碳树脂 40~100份
异氰酸酯树脂 20~80份
促进剂 0~5份
填料 30~100份
流平剂 0.5~3份
消泡剂 0.5~2份
颜料 0.5~5份。
2.根据权利要求1所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，其特征在于，所述的聚氨酯树脂的羟值在30~50mgKOH/g之间，200℃下粘度为5000mPa.s，Tg在60~63℃之间。
3.根据权利要求1所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，其特征在于，所述的氟碳树脂为三氟氯乙烯与乙烯基醚共聚物一类含氟树脂，其固体氟含量在20~25%之间，羟值在30~55mgKOH/g之间。
4.根据权利要求1所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，其特征在于，所述的异氰酸酯树脂为自封闭型或外加封闭剂型异佛尔酮二异氰酸酯的一种或两种，异氰酸酯基当量在250~350g/eq之间，Tg在45~80℃之间。
5.根据权利要求1所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料，其特征在于，所述的促进剂为二月桂酸二丁基锡；所述的填料为硫酸钡、钛白粉、云母粉、硅微粉的一种或几种；所述的流平剂为二氧化硅吸附型和聚酯树脂负载型丙烯酸酯类流平剂的一种或两种；所述的消泡剂为二苯乙醇酮，熔点为137℃；所述的颜料为无机颜料，其比重4.2~5.5，吸油量为10~20g/100g，平均粒径1.1~4.1um。
6.权利要求1所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)按配比称取聚氨酯树脂、氟碳树脂、异氰酸酯树脂、促进剂、填料、流平剂、消泡剂、颜料置于混料缸，充分混合并破碎；
(b) 破碎后的物料进入挤出机中熔融挤出；
(c) 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎、筛分后包装即得。
7.根据权利要求6所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中各组分混合并破碎的时间为3~15分钟。
8.根据权利要求6所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中的挤出温度为95～105℃，所述的挤出机采用双螺杆挤出机。
9.根据权利要求6所述的一种适用于湿热海洋气候环境的聚氨酯-氟碳复合型粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中经磨粉机粉碎并筛分后的粉体平均粒径为35～55微米。
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