CN108329806A - 具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料及制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粉末涂料制造领域，尤其涉及一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料。该粉末涂料由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂80～85份，固化剂10～20份，石墨烯混合物0.5～6份，色料0～3份，助剂1～3份；所述银粉包括：高光银粉1～4份，浮银定向剂0.3～1份。本发明粉末涂料耐候性强、对环境无毒无害，涂层耐刻划、耐水蚀冲击，防水隔潮和防腐蚀性能优异，同时兼具电镀镜面的高装饰效果，是卫浴五金表面防腐装饰处理的优选；其制备方法投资少、成本低，生产操作安全无毒，成品合格率高，性能稳定，符合国内外大型生产商的生产要求。

Description

具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料及制备方法与应用
技术领域
本发明涉及粉末涂料制造领域，尤其涉及一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料及制备方法与应用。
背景技术
目前，卫浴五金的表面防护一般采用电镀金属层实现五金表面的镜面效果和防腐。但电镀操作过程中要使用铜、镍、铬等重金属才能达到表面的镜面效果，同时还要用到大量强酸，强碱和有机溶剂等化学药品，作业过程中会散发出大量有毒有害气体，如安全管理工作做得不好，操作人员极易发生中毒，灼伤。
粉末涂料指的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，且形成的涂层坚固耐用、装饰性优良，是最有前景的环保型涂料之一。其中，聚酯树脂粉末涂料具有较好的耐候性、耐湿热性、光稳定性、良好的流平和机械性能等优点，且原料成本较环氧树脂低，综合性能优异。聚酯树脂是粉末涂料中的基料，是重要的成膜物质；固化剂与聚酯树脂反应，使其聚合交联，是粉未涂料中不可缺少的组分；改性剂、颜料、助剂是环氧粉末涂料配方中的重要组分，它们的加入能有效的改善聚酯粉末涂料的物理和化学性质。其中特殊改性剂的有效添加和工艺控制可以。
石墨烯是由碳原子紧密堆积而成的二维晶体，其片层状结构，对水、氧气和离子的扩散有很好的物理屏蔽作用，可以增加腐蚀介质在涂层中的渗透路程，从而达到对金属材料的防腐蚀功能。现有的石墨烯防护涂料以添加本征态石墨烯为主，耐腐蚀功能性不尽如人意；此外，目前石墨烯防腐涂料的装饰性较差，不能满足高档装饰装修材料外对于外表面美观性的要求，特别是无法实现卫浴五金件外表面的光滑镜面效果。
粉末涂料邦定(Bonding)也叫热粘结技术，就是在一定温度下将金属颜料颗粒粘结在粉末涂料颗粒上，制造出具有金属效果的涂层。传统的粉末涂料邦定工艺是利用塑料行业高混设备进行适当改进，靠摩擦生热的方式使金属颜料与基粉产生粘结效应，温度升到50摄氏度就立即放料，邦定时间一般只有3～5分钟。上述传统工艺由于设备缺陷和生产工艺控制问题造成产品结块报废严重，温度偏低和邦定时间不足造成金属颜料与基粉粘结不充分，高速摩擦易造成金属颜料受到破坏，产品无法达到高闪的镜面效果，此外金属颜料用量大，浪费严重，且邦定效果不佳。
中国专利文献(申请公布日：2018-1-26，申请号：201710848842.6)公开了一种石墨烯超防腐粉末涂料及其制备方法，使用的材料包括多酚型缩水甘油醚环氧树脂35-45份、海因环氧树脂25-35份、石墨烯颗粒10-12份、玻璃微珠15-18份、2-甲基咪唑2-3份、云母粉8-10份、流平剂2份、铁红5-8份和安息香0.5份，所述制备方法中使用一种超声波挤出机可让石墨烯在超防腐粉末涂料中分散均匀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术对人体及环境毒害大、防腐效果和耐候性一般、对五金表面的装饰性差等不足，提供一种耐潮湿耐腐蚀、高装饰、无溶剂、无毒害物的具有镜面效果的高档卫浴五金专用粉末涂料及其制备方法，其可用于卫浴五金产品外表面的防护与装饰。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂80～85份，固化剂10～20份，石墨烯混合物0.5～6份，色料0～3份，助剂1～3份；所述银粉包括：高光银粉1～4份，浮银定向剂0.3～1份。本发明以高性能的聚酯树脂配以相应的固化剂作为成膜体系，采用氧化石墨烯与改性石墨烯的混合物直接共混引入到聚酯树脂中，最后经邦定处理将高光银粉和银粉定向剂均匀分散到粉末涂料体系中，从而得到一种对基材有防腐保护作用同时兼具镜面装饰效果的粉末涂料。该发明申请结合了聚酯粉末涂料耐候性强、对环境无毒无害的优点。利用银粉的有序添加既实现了涂层的镜面装饰效果，又进一步增强了成膜后的耐腐蚀性能，是高档卫浴五金镜面喷涂的优选。
作为优选，所述高光银粉为粒径6～9μm的浮型银粉。浮型银粉较非浮型银粉具有高闪光性，配以银粉定向剂可促进银粉颗粒的有序定向排列；同时经实验发现6～9μm的浮型银粉颗粒在成膜后具备较优异的镜面效果。
作为优选，所述石墨烯为氧化石墨烯与改性石墨烯的混合物；所述改性石墨烯选自表面含氨基、巯基或含氧官能团的石墨烯中的一种或几种。石墨烯分散在涂层中形成二维网格结构的致密超薄防护层，一方面增大了腐蚀因子渗透到基材表面的阻力，另一方面改性石墨烯所特有的功能化官能基团大大增加了这种涂料的防水隔潮和防腐蚀性能。
进一步优选地，所述氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比1～5：1混合。
作为优选，所述其他助剂为流平剂、消泡剂、分散剂、增光剂、改性剂、抗氧化剂、松散剂或紫外光吸收剂中的一种或多种组合。
作为优选，所述色料为染料或颜料中的一种或两种组合。
在本申请中，上述的助剂和色料均为市购品，其选取和添加均为现有技术，可根据实际需要用于粉末涂料中，因此，各助剂的具体结构在本申请中不进行详细说明。
本发明还提供了一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料的制备方法，制备步骤如下：步骤一：制备石墨烯基粉：按上述石墨烯基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径在30～40μm的含石墨烯的基粉。
制备银粉，按上述银粉配方将高光银粉与银粉定向剂在混合机中混合均匀充分备用。
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的40～60％；
步骤三：按上述银粉加入邦定机内，通过对邦定机进行参数设定完成邦定操作；
邦定机的参数设定为：邦定温度55～60℃，升温转速800～1000转/分钟，邦定转速900～1000转/分钟，邦定时间8～10分钟，冷却水温度5～15℃。
步骤四：将邦定好的粉末经过140～180目振动筛过筛，完成制备。
本发明申请中所采用的邦定工艺是在恒定转矩和恒定剪切力下进行，避免了常规邦定工艺中高剪切力对金属颜料的破坏，同时邦定温度提高、邦定时间较长，温控精确，全程无结块、无浪费，邦定效果显著提升。
如上所述的一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料在卫浴五金表面涂装中的应用。
本发明的有益效果是：本发明粉末涂料耐候性强、对环境无毒无害，涂层耐刻划、耐水蚀冲击，防水隔潮和防腐蚀性能优异，同时兼具电镀镜面的高装饰效果，是卫浴五金表面防腐装饰处理的优选；其制备方法投资少、成本低，生产操作安全无毒，成品合格率高，性能稳定，符合国内外大型生产商的生产要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下列实施例1～5中的高光银粉均选自市购的粒径在6～9μm的浮型银粉。
实施例1：
一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂80份，β型TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)固化剂10份，石墨烯混合物0.5份(其中氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比1：1混合)，色料0份，助剂1份(包括流平剂0.5份，安息香消泡剂0.3份，抗氧化剂0.2份)；
所述银粉包括：浮型银粉1份，浮银定向剂0.3份。
步骤一：制备含石墨烯的基粉：按上述含石墨烯的基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径为30μm的含石墨烯的基粉；
制备银粉：按上述银粉配方将浮型银粉与银粉定向剂投入混合机中混合均匀备用；
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的40％；
步骤三：将上述混合制得的银粉加入邦定机内；
邦定机参数设定为：邦定温度60℃，升温转速1000转/分钟，邦定转速900转/分钟，邦定时间8分钟，冷却水温度5℃；
步骤四：将邦定好的粉末经过140目振动筛过筛，完成制备，得到具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料。
实施例1涂层的性能测试结果如下表：
实施例2：
一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂83份，β型TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)固化剂11份，石墨烯混合物2份(其中氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比3：1混合)，云母钛珠光粉1份，助剂2份(所述助剂包括流平剂0.8份，安息香消泡剂0.5份，抗氧化剂0.5份，增光剂0.2份)；
所述银粉包括：浮型银粉2份，浮银定向剂0.4份。
步骤一：制备含石墨烯的基粉：按上述含石墨烯的基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径为30μm的含石墨烯的基粉；
制备银粉：按上述银粉配方将浮型银粉与银粉定向剂投入混合机中混合均匀备用；
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的50％；
步骤三：将上述混合制得的银粉加入邦定机内；
邦定机参数设定为：邦定温度61℃，升温转速800转/分钟，邦定转速1000转/分钟，邦定时间10分钟，冷却水温度10℃；
步骤四：将邦定好的粉末经过150目振动筛过筛，完成制备，得到具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料。
实施例2涂层的性能测试结果如下表：
实施例3：
一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂83份，β型TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)固化剂12份，石墨烯混合物2.5份(其中氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比4：1混合)，云母钛珠光粉3份，助剂2份(所述助剂包括流平剂0.8份，安息香消泡剂0.5份，抗氧化剂0.5份，增光剂0.2份)；
所述银粉包括：浮型银粉2.5份，浮银定向剂0.8份。
步骤一：制备含石墨烯的基粉：按照上述含石墨烯的基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径为40μm的含石墨烯的基粉；
制备银粉：按上述银粉配方将浮型银粉与银粉定向剂投入混合机中混合均匀备用；
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的50％；
步骤三：将上述混合制得的银粉加入邦定机内；
邦定机参数设定为：邦定温度60℃，升温转速900转/分钟，邦定转速800转/分钟，邦定时间10分钟，冷却水温度15℃；
步骤四：将邦定好的粉末经过160目振动筛过筛，完成制备，得到具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料。
实施例3涂层的性能测试结果如下表：
实施例4：
一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂83份，β型TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)固化剂12份，石墨烯混合物3份(其中氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比5：1混合)，钛白粉1份，助剂2份(所述助剂包括流平剂0.8份，安息香消泡剂0.5份，抗氧化剂0.5份，增光剂0.2份)；
所述银粉包括：浮型银粉2.4份，浮银定向剂0.6份。
步骤一：制备含石墨烯的基粉：按上述含石墨烯的基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径为35μm的含石墨烯的基粉；
制备银粉：按上述银粉配方将浮型银粉与银粉定向剂投入混合机中混合均匀备用；
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的50％；
步骤三：按上述银粉配方将浮型银粉和银粉定向剂加入邦定机内；邦定机参数设定为：邦定温度59℃，升温转速1000转/分钟，邦定转速900转/分钟，邦定时间12分钟，冷却水温度10℃；
步骤四：将邦定好的粉末经过160目振动筛过筛，完成制备，得到具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料。
实施例4涂层的性能测试结果如下表：
实施例5：
一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂85份，β型TGIC(异氰脲酸三缩水甘油酯)固化剂20份，石墨烯混合物6份(其中氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比5：1混合)，钛白粉1份，云母钛珠光粉2份，助剂3份(所述助剂包括流平剂1份，安息香消泡剂0.7份，抗氧化剂0.6份，增光剂0.2份，W-8500附着力增进剂0.5份)
所述银粉包括：浮型银粉4份，浮银定向剂1份。
步骤一：制备含石墨烯的基粉：按上述含石墨烯的基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径为30μm的含石墨烯的基粉；
制备银粉：按上述银粉配方将浮型银粉与银粉定向剂在混合机中混合均匀备用；
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的60％；
步骤三：将上述混合制得的银粉加入邦定机内；
邦定机参数设定为：邦定温度60℃，升温转速1000转/分钟，邦定转速1000转/分钟，邦定时间12分钟，冷却水温度15℃；
步骤四：将邦定好的粉末经过180目振动筛过筛，完成制备，得到具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料。
实施例5涂层的性能测试结果如下表：
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所做的任何简单变更、修改以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料由含石墨烯的基粉和银粉邦定制成，按质量份数计：
所述含石墨烯的基粉包括：高性能聚酯树脂80～85份，固化剂10～20份，石墨烯混合物0.5～6份，色料0～3份，助剂1～3份；
所述银粉包括：高光银粉1～4份，浮银定向剂0.3～1份。
2.根据权利要求1所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述高光银粉为粒径6～9μm的浮型银粉。
3.根据权利要求1所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述石墨烯混合物为氧化石墨烯与改性石墨烯的混合物。
4.根据权利要求3所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述改性石墨烯选自表面含氨基、巯基或含氧官能团的石墨烯中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯与改性石墨烯按照摩尔比1～5：1混合。
6.根据权利要求1所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述助剂为流平剂、消泡剂、分散剂、增光剂、改性剂、抗氧化剂、松散剂或紫外光吸收剂中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料，其特征在于：所述色料为染料或颜料中的一种或两种组合。
8.一种如权利要求1所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述制备步骤如下：
步骤一：制备含石墨烯的基粉：按上述含石墨烯的基粉配方将原料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机熔融挤出，经压片，风冷，粗粉碎，精磨，最后过筛成平均粒径在30～40μm的含石墨烯的基粉；
制备银粉：按上述银粉配方将高光银粉与银粉定向剂投入混合机中混合均匀备用；
步骤二：将上述制得的含石墨烯的基粉加入邦定机内，含石墨烯的基粉体积占邦定机体积的40～60％；
步骤三：将上述混合制得的银粉加入邦定机内，通过对邦定机进行参数设定完成邦定操作；
步骤四：将邦定好的粉末经过140～180目振动筛过筛，完成制备。
9.根据权利要求2所述的用于卫浴五金表面具有电镀镜面效果的石墨烯粉末涂料，其特征在于：所述步骤三中邦定机参数设定为：邦定温度为58～62℃，升温转速为800～1000转/分钟，邦定转速为900～1000转/分钟，邦定时间为8～12分钟，冷却水温度为5～15℃。
10.一种如权利要求1至7任一项所述的具有电镀镜面效果的防腐粉末涂料在卫浴五金表面涂装中的应用。
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