CN108047898B - 一种高效上粉的粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高效上粉的粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高效上粉的粉末涂料及其制备方法,方法包括:用马来酸酐对负离子矿粉和稀土硼化物进行改性处理,使马来酸酐与矿粉表面的羟基反应制备改性体,然后与粉末涂料基体树脂、固化剂、颜填料、助剂混合密炼,挤出造粒、研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料;本发明的作用是:将本发明产品通过静电喷涂涂装于钢结构等工件上,负离子矿粉和稀土硼化物协同作用降低粉末电阻率同时提高粉末涂料带电量,克服自身重力的能力提高,在工件表面的电荷及时泄露掉,从而提高工件一次上粉率,提高死角上粉率。

Description

一种高效上粉的粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于静电喷涂的粉末涂料技术领域,具体涉及制备一种高效上粉的粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是20世纪中期开发的一项新技术,和传统的溶剂型涂料相比,它完全不含溶剂,零有机挥发物(VOC),具有节省资源、节省能源、减少污染、工艺简单,易于实现工业自动化,涂层性能优异等特点,符合国际上流行的“四E”原则(经济(Economy)、能源(Energy)、生态(Ecology)、效率(Efficiency)),受到世界广泛重视。静电喷涂技术广泛应用于粉末涂塑,它利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法,但受到粉末粒径、介电常数、喷涂工艺条件及型材的构造等因素的影响,涂塑的一次上粉率低,型材的凹槽死角等部位存在涂塑盲区,而目前只有部分先进喷涂设备一次上粉率可以达到75%以上的标定上粉率。专利CN103483895 A广州擎天材料科技有限公司公开了“一种可提高金属工作死角上粉率的粉末涂料及其制备方法”,在粉末涂料中添加有机胺盐类共聚化合物和气相金属氧化物,提高喷涂时粉末粒子的带电量,并将工件表面的电荷及时泄露掉,提高死角上粉率;专利CN101181703 A安东石油技术(集团)有限公司公开了“一种粉末火焰喷枪喷嘴”,涉及的粉末火焰喷枪喷嘴喷出的喷涂粉末在空间的分布近似条形状横截面的粉末分布,提高喷涂粉末的上粉率,降低生产成本;专利CN 104017408 A玉石塑粉有限公司公开了“一种热固性粉末涂料助剂和制备该助剂的工艺以及一种包含该助剂的涂料”,涉及的助剂中氧化铝C具有热解金属氧化物的性能,提高粉末涂料的流动性,提高上粉率,且添加了SAW-93抗静电剂,减弱凹槽死角等部位法拉第笼效应电力线作用,提高上粉率。检索大量的专利文献和公开发表的研究论文,尚未见采用负离子矿粉和稀土硼化物协同作用提高工件一次上粉率,提高死角上粉率的报道。
将负离子矿粉和稀土硼化物通过协同作用添加于体系中,通用静电喷涂涂塑于钢结构等工件上。负离子矿粉具有压电性和热电性,受到环境影响就会产生负离子使粉末涂料带上大量负离子;同时,稀土硼化物的导电率高,降低粉末的电阻率,利于粉末带电和工件表面的电荷及时泄露掉。由于涂料微粒所受到的电场力与涂料微粒的带电量成正比,故利于该粉末涂料提高其静电力,增强对工件的附着力,提高一次上粉率,克服了凹槽死角等部位上粉率低的情况,节能环保。一次上粉率提高,粉末回收和快速换色的难度大大降低,从而减少换色时间和设备磨损率,提高生产效益,降低生产成本。
为了将负离子矿粉和稀土硼化物与粉末涂料形成有机的整体,保证在填充负离子矿粉时粉末涂料的力学性能保持不变,利用矿粉表面的羟基,与马来酸酐反应,从而改善矿粉表面疏水性,提高矿粉与粉体涂料相容性,形成有机的整体。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效上粉的粉末涂料及其制备方法,节能环保,提高工件一次上粉率,提高死角上粉率,生产效率高,经济效益高。
本发明的目的通过以下方式来完成:
一种高效上粉的粉末涂料的原料组成(质量分数):
一种高效上粉的粉末涂料的制备方法:
步骤1:矿粉表面改性
将1%~5%负离子矿粉和0.1%~1%稀土硼化物置于高混机中,在110℃下干燥20 ̄30min,然后加入0.1%~3%的马来酸酐,于110~130℃下反应3~5min后备用。
步骤2:粉末涂料的制备
将改性后的矿粉、50%~70%粉末涂料基体树脂、1%~6%固化剂、1%~25%填料、5%~20%颜料、1%~3.5%助剂在高混机中均匀混合,最后将混合的物料输送到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料。
经测试,本发明制备的高效上粉粉末涂料的一次上粉率为70%以上。
本发明所述的粉末涂料基体树脂质量分数为50%~70%,其为聚酯树脂、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚酯/环氧树脂、聚酯/丙烯酸、聚氨酯树脂等中的一种或几种。
本发明所述的改性剂质量分数为0.1%~3%,其为马来酸酐。
本发明所述的负离子矿粉质量分数为1%~5%,其为天然矿物质、电气石、蛋白石、奇才石、珊瑚化石、海底沉积物等中的一种或几种。
本发明所述的稀土膨化物质量分数为0.1% ̄1%,其为为二元稀土元素硼化物主要包括LaB6、CeB6、PrB6等粉末、多晶和单晶,三元稀土元素硼化物主要包括(La0.42Eu0.58)B6、(La0.44Sm0.56)B6中的一种或几种。
本发明所述的固化剂质量分数为1%~6%,其为异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、羟烷基酰胺(HAA)、多元酸缩水甘油酯(GPA)、噁唑啉、羟基聚酯/甘脲、聚酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等中的一种或几种。
本发明所述的填料质量分数为1%~25%,其为云母粉、轻质碳酸钙、超细硫酸钡、消光硫酸钡、滑石粉、超细高岭土等一种或几种。
本发明所述的助剂质量分数为1%~3.5%,其为流平剂、消光剂、安息香、抗老化助剂、纳米无机助剂等一种或几种。
本发明的有益效果是:
1.利用负离子矿粉和稀土硼化物的协同作用,降低粉末电阻率的同时提高粉末涂料带电能力,克服了凹槽死角等部位上粉率低的情况,提高了工件一次上粉率,减少换色时间和设备磨损率,提高生产效率,节能环保。
2.制备的高效上粉的粉末涂料改善了矿粉在粉末涂料基体树脂的分散性和相容性,从而使涂料的力学性能得到优化。
具体实施方式
下面结合几个具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将负离子矿粉2%和稀土硼化物0.1%置于高混机中(温度110℃,转速900r/min)干燥除湿,加入马来酸酐1%搅拌4min后,将基体树脂60%、异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)4.8%、流平剂1.2%、安息香0.3%、云母粉25%、二氧化钛6.6%加入体系中搅拌5min,最后将混合的物料输送到双螺杆挤出机中密炼,挤出造粒,研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料。
实施例2
将负离子矿粉2%和稀土硼化物0.2%置于高混机中(温度110℃,转速900r/min)干燥除湿,加入马来酸酐1%搅拌4min后,将基体树脂60%、羟烷基酰胺(HAA)3.8%、流平剂1.2%、安息香0.3%、滑石粉22%、群青10.5%加入体系中搅拌5min,最后将混合的物料输送到双螺杆挤出机中密炼,挤出造粒,研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料。
实施例3
将负离子矿粉3%和稀土硼化物0.2%置于高混机中(温度110℃,转速900r/min)干燥除湿,加入马来酸酐1.5%搅拌4min后,将基体树脂60%、多元酸缩水甘油酯(GPA)3.9%、流平剂1.3%、安息香0.4%、轻质碳酸钙20%、铬黄9.7%加入体系中搅拌5min,最后将混合的物料输送到双螺杆挤出机中密炼挤出造粒,研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料。
实施例4
将负离子矿粉3%和稀土硼化物0.2%置于高混机中(温度110℃,转速900r/min)干燥除湿,加入马来酸酐1.5%搅拌4min后,将基体树脂65%、聚酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)3.9%、流平剂1.4%、安息香0.4%、超细硫酸钡23.5%、炭黑2.6%加入体系中搅拌5min,最后将混合的物料输送到双螺杆挤出机中密炼挤出造粒,研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料。

Claims (10)

1.一种高效上粉的粉末涂料,其特征在于,所述原料组成(质量分数)
2.一种权利要求1所述的高效上粉的粉末涂的制备方法,其特征在于,具体步骤是:
步骤1:矿粉表面改性
将1%~5%负离子矿粉和0.1%~1%稀土硼化物置于高混机中,在110℃下干燥20~30min,然后加入0.1%~3%的马来酸酐,于110~130℃下反应3~5min后备用;
步骤2:粉末涂料的制备
将改性后的矿粉、50%~70%粉末涂料基体树脂、1%~6%固化剂、1%~25%填料、5%~20%颜料、1%~3.5%助剂在高混机中均匀混合,最后将混合的物料输送到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,研磨分筛制备高效上粉的粉末涂料。
3.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的负离子矿粉含量为粉末涂料总重量的1%~5%,所述负离子矿粉为电气石、蛋白石、奇才石、珊瑚化石、海底沉积物中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的稀土硼化物含量为粉末涂料总重量的0.1%~1%,所述稀土硼化物为二元稀土元素硼化物主要包括LaB6、CeB6、PrB6的粉末、多晶和单晶;三元稀土元素硼化物主要包括(La0.42Eu0.58)B6、(La0.44Sm0.56)B6。
5.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的马来酸酐含量为粉末涂料总重量的0.1%~3%。
6.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的粉末涂料基体树脂含量为粉末涂料总重量的50%~70%,所述粉末涂料基体树脂为聚酯树脂、环氧树脂、聚酯/环氧树脂、聚酯/丙烯酸、聚氨酯树脂中的一种或几种。
7.根据权利要求2或5所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的固化剂含量为粉末涂料总重量的1%~6%,所述的固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、羟烷基酰胺(HAA)、多元酸缩水甘油酯(GPA)、噁唑啉、羟基聚酯/甘脲、聚酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)中的一种或几种。
8.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,聚酯粉末涂料的一次上粉率为70%。
9.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的填料含量为粉末涂料总重量的1%~25%,所述的填料为云母粉、轻质碳酸钙、超细硫酸钡、消光硫酸钡、滑石粉、超细高岭土一种或几种。
10.根据权利要求2所述一种高效上粉的粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述的助剂含量为粉末涂料总重量的1%~3.5%,所述的助剂为流平剂、消光剂、安息香、抗老化助剂、纳米无机助剂一种或几种。
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