CN108373758A - 一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及粉末涂料制造领域，尤其涉及一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：稀土氯化物1.5～4份，邻羟基氮萘1.5～4份，4‑羟基苯甲酸钠0.6～2份，偶联剂0.4～3份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂25～40份，聚酯树脂25～40份，填料30～50份，流平剂0.5～1.5份，增硬剂0.2～2份，消泡剂0.5～0.8份，色料0～3份。该涂料无毒无害、环境友好，涂覆操作节能环保，环氧树脂与聚酯树脂复合成膜，优势互补，使得涂层具备良好的耐冲击性和耐候性，同时稀土元素的有效添加使其兼具良好的抗菌性能和耐指纹性能，因而是手持电子产品、汽车、家用电器、高档装修金属表面涂层的理想选择。

Description

一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末涂料制造领域，尤其涉及一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料及其制备方法。
背景技术
近几年，粉末涂料以其环保、节能和经济高效为突出优点而得到迅速发展。但粉末涂装也存在亟待克服的缺点和限制粉末涂装公认的两大缺点：涂层太厚和涂层表面平整度差。原因在于粉末涂料的粒径远远超过普通油漆漆膜的厚度。不仅造成材料浪费，更严重影响漆膜性能，如涂层易脱落、耐候性降低和漆膜硬度降低等。普通粉末涂料的粒径通常为30-40mm，这样的粒径经静电喷涂后很难达到平整的表面和良好的表面效果，因而粉末涂料的细粉化和薄涂化不仅能改善表面涂装效果，而且可以大量节约成本，更适应商业化和工业化的需求。
漆膜最重要的作用之一就是保护金属表面、隔离防腐，然而当金属表面附着上指纹时，由于人体汗液和表面微生物、细菌等的作用，指纹部分容易产生金属的锈蚀以及滋生细菌，既影响金属制品的性能和美观，又不利于人们的健康和卫生。特别是近些年，随着便携式电子产品市场占有额和使用率的迅速扩大，以及大众消费对于汽车、家电、家居装潢的耐指纹表面处理的综合需求，健康环保、耐指纹、易清洁的漆膜涂层市场急剧升温，环保、抗菌、耐指纹的金属涂层已成为人们追求的理想涂料。然而现有的抗菌环保涂料中所添加的无机抗菌剂往往存在分散性差、易老化失效、性能不稳定等缺陷。
中国专利文献(申请公布日：2013-1-16，申请号：201210234898.X)公开了一种环保抗菌型粉末涂料，该涂料主要由以下成分重量百分比的原料制成：聚酯：30％～40％；环氧树脂：30％～40％；流平剂：0.5％～1.5％；光亮剂：0.5％～1.5％；负离子产生剂：8.0％～16％；偶联剂：8.0％～12％。该发明的涂料能够产生负离子，负离子产生量在1000个/cm3左右，抗菌效果好，抗菌率达95％以上及对环境污染少的多重效果。但是上述发明采用天然矿物粉末作为负离子抗菌剂，存在老化失效快、抗菌性能不稳定的缺陷，另外利用上述发明配方及其方法制备得到的粉末涂料仍存在粉体颗粒较大，无法薄涂，漆膜耐刻划性和美观性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处：粉体颗粒较大，无法薄涂；传统抗菌剂易老化失效，抗菌性能不稳定；涂装漆膜不耐指纹，耐腐蚀和自清洁能力差等。为此，本发明申请提供了一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其粉体超细，上粉成膜后流平性好，漆膜细腻，抗菌性能持久稳定，且兼具耐指纹性能，防腐抗老化性能优异。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：稀土氯化物1.5～4份，邻羟基氮萘1.5～4份，4-羟基苯甲酸钠0.6～2份，偶联剂0.4～3份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂25～40份，聚酯树脂25～40份，填料30～50份，流平剂0.5～1.5份，增硬剂0.2～2份，消泡剂0.5～0.8份，色料0～3份。进一步优选地，所述偶联剂的重量份为0.65～2份。上述配方中超细基粉B作为涂料的成膜基体，采用环氧树脂与聚酯树脂复合成膜，流平性能显著提升，与金属表面的粘合性增强，从而有效改善漆膜老化脱落现象；改性粉体A为含稀土元素的有机、无机复合粉体，在有机树脂基体分散后的结合性较单纯无机改性剂更好，且不影响对基材的附着力；超细基粉B承载改性粉体A，二者共同作用实现主要发明目的。
作为优选，所述的稀土氯化物为氯化铈或含氯化铈的复合稀土氯化物。在生物化学研究领域发现，稀土化合物及稀土有机配合物具备优异的抗菌抑菌作用，与传统的银离子抗菌剂、负离子抗菌剂相比，具有耐老化、抗菌性能稳定持久的优势；在所有稀土元素中，含铈的稀土化合物的抗菌性能和工业适用性尤其突出，同时研究还发现，稀土铈的化合物在耐指纹改性方面有良好表现，因此本发明优选氯化铈或含氯化铈的复合稀土氯化物作为改性剂的有效成分。
作为优选，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。偶联剂主要包括有机铬络合物类，硅烷类，钛酸酯类和铝酸化合物四大类，其中有机铬络合物偶联剂品种较单一，硅烷类偶联剂与有机树脂基体的结合性较差，钛酸酯偶联剂具有多功能性和一剂多用的特点，应用于粉末涂料后可使漆膜的抗黄变能力增强，且种类多，用量少，对基体的适应性强。
进一步优选地，所述的钛酸酯偶联剂需要与稀释剂预混，所述稀释剂的作用是将偶联剂稀释并均匀分散，在制备过程中通过雾化操作将偶联剂有效添加到改性粉体A中；进一步优选地，所述稀释剂选自异丙醇、丙酮、200#溶剂油中的一种；进一步优选地，所述稀释剂的用量以使偶联剂充分混合分散为宜，所述稀释剂与偶联剂的体积比为1～3：1。
作为优选，所述的流平剂选自丁基纤维素、羟甲基纤维素、GLP-588流平剂、BD-3376流平剂、BD-3310流平剂、有机硅流平剂中的一种或几种。
作为优选，所述的增硬剂为微粉型蜡粉。蜡粉系助剂的添加主要增加涂层硬度和提高耐磨性，同时具有防止表面机械划伤的作用。所述微粉型蜡粉与颗粒型、片型蜡粉相比具有粉体颗粒粒径小，易于分散，不影响涂层流平性能的优点。
作为优选，所述的增硬剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种或几种。
在本申请中，所述的填料、消泡剂、色料均为现有技术，均可通过市购选择得到，因此，其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环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料的制备方法，制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
作为优选，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂；进一步优选地，首先将所述钛酸酯偶联剂与稀释剂充分混合，得到预混液M，然后将预混液M雾化并同步添加到步骤一的混合操作中，制得改性粉体A；进一步优选地，所述的稀释剂选自异丙醇、丙酮、200#溶剂油中的一种；进一步优选地，稀释剂的用量以使偶联剂充分混合分散为宜，所述稀释剂与偶联剂的体积比为1～3：1；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、填料、流平剂、消泡剂、色料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在110～120℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经160～180目筛网过筛制得超细基粉B；
所述步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入增硬剂，完成再混合；本发明增硬剂选用微粉型蜡粉，由于其粒径很小，为防止与原料一起混合分散不均、产生结块，实际操作中采用后混式添加，然后通过精磨操作使增硬剂均匀分散；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：35～100加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料；
在粉末涂料的改性加工过程中，经常会遇到改性剂与基体的相容性问题，如果两种原料的相容性差，所形成的涂层往往会产生针孔、缩孔、失光等涂层品质问题，不但影响外表面涂层的装饰美观性，甚至进而影响膜层特性的发挥；经实验分析发现，本发明中改性粉体A的加入并不影响超细基粉B的成膜性和流平性，二者相容性良好。
本发明的有益效果是：该涂料无毒无害、环境友好，涂覆操作节能环保，环氧树脂与聚酯树脂复合成膜，优势互补，使得涂层具备良好的耐冲击性和耐候性，同时稀土元素的有效添加使其兼具良好的抗菌性能和耐指纹性能，因而是手持电子产品、汽车、家用电器、高档装修中金属表面涂层的理想选择。
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中的环氧树脂和聚酯树脂均为市购产品，本领域技术人员均可根据现有技术和实际需要自行选择。
实施例1：
一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：氯化铈1.5份，邻羟基氮萘1.5份，4-羟基苯甲酸钠0.6份，钛酸酯偶联剂(选用钛酸四正丁酯)0.4份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂25份，聚酯树脂25份，填料(选用硫酸钡)30份，流平剂(选用羟甲基纤维素)0.5份，增硬剂(选用聚丙烯蜡)0.2份，消泡剂(选用安息香)0.5份，色料0份；
选用异丙醇作为钛酸四正丁酯偶联剂的稀释剂，所述异丙醇稀释剂与钛酸四正丁酯偶联剂的用量为体积比1：1。
制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
首先将所述钛酸四正丁酯偶联剂与异丙醇稀释剂按照体积比1：1充分混合，得到预混液M，然后将预混液M雾化并同步添加到步骤一的混合操作中，制得改性粉体A；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、硫酸钡、羟甲基纤维素、安息香投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在110℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经160目筛网过筛制得超细基粉B；
所述步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入聚丙烯蜡，完成再混合；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：100加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料。
实施例2：
一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：氯化铈2份，邻羟基氮萘2份，4-羟基苯甲酸钠1份，钛酸酯偶联剂(选用钛酸四正丁酯)0.8份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂30份，聚酯树脂30份，填料(选用硫酸钡)35份，流平剂(选用丁基纤维素)0.8份，增硬剂(选用聚丙烯蜡)0.5份，消泡剂(选用安息香)0.6份，色料(选用钛白粉)3份；
选用异丙醇作为钛酸四正丁酯偶联剂的稀释剂，所述异丙醇稀释剂与钛酸四正丁酯偶联剂的用量为体积比1：1。
制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
首先将所述钛酸四正丁酯偶联剂与异丙醇稀释剂按照体积比1：1充分混合，得到预混液M，然后将预混液M雾化并同步添加到步骤一的混合操作中，制得改性粉体A；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、硫酸钡、丁基纤维素、安息香、钛白粉投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在110℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经160目筛网过筛制得超细基粉B；
所述步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入聚丙烯蜡，完成再混合；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：80加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料。
实施例3：
一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：氯化铈2.5份，邻羟基氮萘2.5份，4-羟基苯甲酸钠1.3份，钛酸酯偶联剂(选用钛酸四异丙酯)1.2份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂35份，聚酯树脂35份，填料(选用硫酸钡)40份，流平剂(选用BD-3310流平剂)1.2份，增硬剂(选用聚丙烯蜡)1份，消泡剂(选用安息香)0.6份，色料(选用云母钛珠光粉)2份；
选用异丙醇作为钛酸四异丙酯偶联剂的稀释剂，所述异丙醇稀释剂与钛酸四异丙酯偶联剂的用量为体积比2：1。
制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
首先将所述钛酸四异丙酯偶联剂与异丙醇稀释剂按照体积比1：2充分混合，得到预混液M，然后将预混液M雾化并同步添加到步骤一的混合操作中，制得改性粉体A；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、硫酸钡、BD-3310流平剂、安息香、云母钛珠光粉投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在110℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经180目筛网过筛制得超细基粉B；
所述步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入聚丙烯蜡，完成再混合；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：50加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料。
实施例4：
一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：氯化铈3份，邻羟基氮萘3份，4-羟基苯甲酸钠1.5份，钛酸酯偶联剂(选用钛酸四异丙酯)2份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂35份，聚酯树脂35份，填料(选用硫酸钡)45份，流平剂(选用BD-3376流平剂)1.3份，增硬剂(选用聚四氟乙烯蜡)1.2份，消泡剂(选用安息香)1.6份，色料(选用云母钛珠光粉)2份；
选用异丙醇作为钛酸四异丙酯偶联剂的稀释剂，所述异丙醇稀释剂与钛酸四异丙酯偶联剂的用量为体积比2：1。
制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
首先将所述钛酸四正丁酯偶联剂与异丙醇稀释剂按照体积比1：1充分混合，得到预混液M，然后将预混液M雾化并同步添加到步骤一的混合操作中，制得改性粉体A；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、硫酸钡、BD-3376流平剂、安息香、云母钛珠光粉投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在120℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经180目筛网过筛制得超细基粉B；
所述步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入聚四氟乙烯蜡，完成再混合；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：45加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料。
实施例5：
一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：改性粉体A的配方按重量份计如下所示：氯化铈4份，邻羟基氮萘4份，4-羟基苯甲酸钠2份，钛酸酯偶联剂(选用钛酸四异丙酯)3份；超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂40份，聚酯树脂40份，填料(选用硫酸钡)50份，流平剂(选用有机硅流平剂)1.5份，增硬剂(选用聚四氟乙烯蜡)2份，消泡剂(选用安息香)0.8份，色料(选用云母钛珠光粉)3份；
选用异丙醇作为钛酸四异丙酯偶联剂的稀释剂，所述异丙醇稀释剂与钛酸四异丙酯偶联剂的用量为体积比3：1。
制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
首先将所述钛酸四正丁酯偶联剂与异丙醇稀释剂按照体积比1：1充分混合，得到预混液M，然后将预混液M雾化并同步添加到步骤一的混合操作中，制得改性粉体A；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、硫酸钡、有机硅流平剂、安息香、云母钛珠光粉投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在120℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经180目筛网过筛制得超细基粉B；
所述步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入聚四氟乙烯蜡，完成再混合；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：35加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料。
对本发明实施例1-5的粉末涂料经静电喷涂3层后的涂层性能测试结果如表1所示：表1涂层性能测试结果
对本发明实施例1-5的粉末涂料经静电喷涂3层后的抗菌性能和耐指纹性能测试结果如表2所示：
根据GB/T 21866-2008抗菌涂料抗菌性测定法和抗菌效果的方法测定。
表2涂层抗菌性能和耐指纹性能测试结果
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 (8)

1.一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其特征在于，该涂料由改性粉体A和超细基粉B组成：
改性粉体A的配方按重量份计如下所示：稀土氯化物1.5～4份，邻羟基氮萘1.5～4份，4-羟基苯甲酸钠0.6～2份，偶联剂0.4～3份；
超细基粉B的配方按重量份计如下所示：环氧树脂25～40份，聚酯树脂25～40份，填料30～50份，流平剂0.5～1.5份，增硬剂0.2～2份，消泡剂0.5～0.8份，色料0～3份。
2.根据权利要求1所述的环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其特征在于，所述的稀土氯化物为氯化铈或含氯化铈的复合稀土氯化物。
3.根据权利要求1所述的环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其特征在于，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其特征在于，所述的流平剂选自丁基纤维素、羟甲基纤维素、GLP-588流平剂、BD-3376流平剂、BD-3310流平剂、有机硅流平剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其特征在于，所述的增硬剂为微粉型蜡粉。
6.根据权利要求5所述的环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料，其特征在于，所述的增硬剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种或几种。
7.一种如权利要求1所述的环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
步骤一：制备改性粉体A：按上述改性粉体A的配方将原料投入高速混合机内进行混合操作，制得改性粉体A；
步骤二：制备超细基粉B：按上述超细基粉B的配方将环氧树脂、聚酯树脂、填料、流平剂、消泡剂、色料投入高速混合机中充分混合，然后经挤出机在110～120℃下熔融挤出，经压片，风冷，粉碎，再混合，精磨，最后经160～180目筛网过筛制得超细基粉B；
步骤三：将所述改性粉体A和超细基粉B按照重量比1：35～100加入到混合机中混合均匀，完成制备，得到环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料。
8.根据权利要求7所述的一种环保型抗菌耐指纹超细粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述制备步骤二中的再混合阶段按照超细基粉B的配方投入增硬剂，完成再混合。
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