CN108977061A - 一种耐候性高温粉末涂料及其生产工艺 - Google Patents

一种耐候性高温粉末涂料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明所述的一种耐候性高温粉末涂料，通过使用有机硅树脂为主要原料，并拼用羧基树脂则容易控制粒径，便于储存，方便声场，又通过拼用丙烯酸树脂使其具有优秀耐温性、热稳定性和耐候性同时降低了单纯使用有机硅树脂的生产成本。又由于硅树脂羟基反应活性低，可加入一定量异氰酸酯固化剂，与硅树脂的羟基发生反应的同时也能与丙烯酸树脂羟基交联，提高反应活性，从而提高了生产效率。本用于耐候性高温粉末涂料的生产工艺，所使用的设备以及使用参数相对于其他用于耐候性高温粉末涂料的生产工艺，更加节能，生产成本更低，同时对物料具有更好的熔融效果以及对熔融后的物料具有更好的挤压效果。

Description

一种耐候性高温粉末涂料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，特别涉及一种耐候性高温粉末涂料及其生产工艺。
背景技术
随着粉末涂料的普及，其抗腐蚀氧化和美观的特性在越来越多的领域得到应用。但在特殊领域普通的聚酯树脂粉末仍无法胜任。如汽车摩托车排气管，烤炉的外部涂层等。其一部分温度以超过250℃，如用普通粉末使用时间稍长就可导致涂层表面碳化，剥离，脱落。且前后颜色变化差异大。既不美观也没做到防腐蚀氧化的作用。更不要说长久的户外耐候性。耐候性高温粉是能在户外使用能耐600℃的高温粉，由于市场上一大部分高温粉内拼用环氧树脂改善机械性能，降低成本。但环氧树脂在自然光辐射下容易发生降解，涂层使用寿命低，而耐候性高温粉是能像户外粉一样长时间照晒自然光，且能耐600℃的粉末涂料。
如专利公告号CN103173119A公布的一种耐高温粉末涂料及其制备方法，耐高温粉末涂料，其各种成分的质量分数为：改性有机硅树脂40%-55%、固化剂2%-3%、高温填料40%-48%、助剂1%-2%、高温颜料0.5%-3%。其方法主要包括制备改性有机硅树脂、混合、挤出成型。其降低了传统耐高温粉末涂料的固化温度，改善了传统耐高温粉末涂料的易起泡、附着力不佳等问题，使涂装成品率极大提高，大大降低了涂装成本。但是该粉末无法满足耐600℃且像户外粉一样长时间照晒自然光的情况，也无法应用于诸如烤炉的外部涂层，高温工作的机械防腐保护，汽车排气管等特殊领域。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，特提供一种具有优异的耐高温氧化稳定性，满足长期户外使用且生产成本较低的耐候性高温粉末涂料及其生产工艺。
技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种耐候性高温粉末涂料，包括下述重量份物料:有机硅树脂23-36份，丙烯酸树脂16-28份，异氰酸酯1-6份，异氰尿酸三缩水甘油酯0.2-2份，铜铬黑3-10份，流平剂0.4-1.2份，消泡剂0.1-0.5份，云母粉3-7份，玻璃粉2-6份，硅灰石3-8份，消光钡14-20份。
配方主要使用有机硅树脂，其有优异的耐高温氧化稳定性。而且耐候性一般比户外聚酯优秀，足以在户外使用。一般有机硅树脂羟值低，交联密度低，张力小，疏水疏油，润湿性差，只使用有机硅树脂不仅成本高昂，而且机械性能也不达标。重涂性差，涂层也较软，不耐划伤，故拼用其它树脂改善其机械性能，增加涂层硬度。由于环氧不耐候，普通聚酯耐温性差一般过250℃就会降解，而丙烯酸树脂则有着优秀耐温性和热稳定性，且耐候性优异，因此拼用丙烯酸树脂既可以提高耐候性且可以降低生产成本。又由于硅树脂羟基反应活性低，可加入一定量异氰酸酯固化剂，与硅树脂的羟基发生反应的同时也能与丙烯酸树脂羟基交联，提高反应活性。
进一步的，有机硅树脂30份，丙烯酸树脂25份，异氰酸酯4份，异氰尿酸三缩水甘油酯1份，铜铬黑7.1份，流平剂0.9份，消泡剂0.3份，云母粉5份，玻璃粉4份，硅灰石5份，消光钡17.7份。
进一步的，所述丙烯酸树脂为双官能团丙烯酸树脂。拼用双官能团丙烯酸树脂，增加涂料润湿性，且丙烯酸一部分羟基官能团能与硅树脂相互交联反应，提高粉末综合性能。
进一步的，所述异氰酸酯为己内酰胺双端封闭异氰酸酯。有机硅树脂羟基和羟基能自交联反应，但反应活性低交联密度小，导致固化时间长，拼用双官能团丙烯酸，加入闭环类异氰酸酯固化剂可提高反应活性，且使树脂互相交联，且增加交联密度，附着力和机械性能得到改善。
进一步的，所述云母粉为超细白云母粉。超细白云母粉可以更好的提高粉末涂料的机械强度，增强韧性、附着力抗老化、耐腐蚀性以及耐酸性。
进一步的，所述的一种耐候性高温粉末涂料的生产工艺，包括以下步骤：
（S1） 配方物料混合均匀，倒入双螺杆挤出机中进行熔融；
（S2）将熔融的物料挤压冷却成片子；
（S3）将片子置于粉碎机中粉碎，使用手工筛网进行过筛。
进一步的，所述步骤（S1）中双螺杆挤出机分为I区和II区，其中Ⅰ区温度90℃，Ⅱ区温度100℃。有机硅树脂一般玻璃化温度低，I 区温度过高容易粘附在入料口，又由于硅树脂软化点低，温度过高挤出的物料黏度低像流质一般，影响冷却和破碎。
进一步的，所述双螺杆挤出机挤出时电流稳定为10A，挤出机设定转速为300rpm。该参数的设定有利于双螺杆挤出机更好地使配方物料进行充分熔融。
进一步的，所述步骤（S2）中具体是通过水冷辊筒对物料进行挤压冷却。该方式可以对物料进行完全挤压，同时挤压效果高。
进一步的，所述步骤（S3）中手工筛网的目数为220目。使用更大目数的筛网会使筛落粉末的粒径分布变宽，熔融不一致影响到表面张力，影响到流平。
本发明的有益效果：
本耐候性高温粉末涂料解决了一般高温粉末不具备优良的耐候性，无法满足长期户外使用的问题，通过使用有机硅树脂为主要原料，并拼用羧基树脂则容易控制粒径，便于储存，方便声场，又通过拼用丙烯酸树脂使其具有优秀耐温性、热稳定性和耐候性同时降低了单纯使用有机硅树脂的生产成本。又由于硅树脂羟基反应活性低，可加入一定量异氰酸酯固化剂，与硅树脂的羟基发生反应的同时也能与丙烯酸树脂羟基交联，提高反应活性，从而提高了生产效率。
而本用于耐候性高温粉末涂料的生产工艺，所使用的设备以及使用参数相对于其他用于耐候性高温粉末涂料的生产工艺，更加节能，生产成本更低，同时对物料具有更好的熔融效果以及对熔融后的物料具有更好的挤压效果。
具体实施方式
先按照粉末涂料总量组分构成量取23-36份的有机硅树脂，16-28份的丙烯酸树脂，1-6份的异氰酸酯，0.2-2份的异氰尿酸三缩水甘油酯，3-10份的铜铬黑，0.4-1.2份的流平剂，0.1-0.5份的消泡剂，3-7份的云母粉，2-6份的玻璃粉，3-8份的硅灰石，14-20份的消光钡。然后将所有的物料放入物料混合机中进行物料混动，并由送料机送入双螺杆挤出机内。控制双螺杆挤出机挤出时电流稳定为10A，挤出机设定转速为300rpm，并确立双螺杆挤出机的温度的I区和II区，其中Ⅰ区温度90℃，Ⅱ区温度100℃。然后将熔融的物料通过水冷辊筒将挤压冷却成片子。将片子置于粉碎机中粉碎，使用220目手工筛网进行过筛。筛落粉末静电喷涂铝板及冷轧板，喷枪静电高压调整到50KV,电流调整到8μA—15μA，枪距20cm—35cm。最后将喷涂后的样板置于烤箱中230℃高温固化20min。涂层测试常温放置一天后进行。
实施例一
按照粉末涂料总量组分构成量取25份的有机硅树脂，27份的丙烯酸树脂，5份的异氰酸酯，1.6份的异氰尿酸三缩水甘油酯，8.2份的铜铬黑，1.1份的流平剂，0.6份的消泡剂，4.6份的云母粉，5份的玻璃粉，7份的硅灰石，14.9份的消光钡，共500g物料。然后将所有的物料放入物料混合机中进行物料混动，并由送料机送入双螺杆挤出机内。控制双螺杆挤出机挤出时电流稳定为10A，挤出机设定转速为300rpm，并确立双螺杆挤出机的温度的I区和II区，其中Ⅰ区温度90℃，Ⅱ区温度100℃。然后将熔融的物料通过水冷辊筒将挤压冷却成片子。将片子置于粉碎机中粉碎，使用220目手工筛网进行过筛。筛落粉末静电喷涂铝板及冷轧板，喷枪静电高压调整到50KV,电流调整到10μA枪距25cm。最后将喷涂后的样板置于烤箱中230℃高温固化20min。涂层测试常温放置一天后进行。
表1粉末涂料涂膜的性能测试结果表
实施二
按照粉末涂料总量组分构成量取30份的有机硅树脂，25份的丙烯酸树脂，4份的异氰酸酯，1份的异氰尿酸三缩水甘油酯，7.1份的铜铬黑，0.9份的流平剂，0.3份的消泡剂，5份的云母粉，4份的玻璃粉，5份的硅灰石，17.7份的消光钡，共500g物料。然后将所有的物料放入物料混合机中进行物料混动，并由送料机送入双螺杆挤出机内。控制双螺杆挤出机挤出时电流稳定为10A，挤出机设定转速为300rpm，并确立双螺杆挤出机的温度的I区和II区，其中Ⅰ区温度90℃，Ⅱ区温度100℃。然后将熔融的物料通过水冷辊筒将挤压冷却成片子。将片子置于粉碎机中粉碎，使用220目手工筛网进行过筛。筛落粉末静电喷涂铝板及冷轧板，喷枪静电高压调整到50KV,电流调整到10μA枪距25cm。最后将喷涂后的样板置于烤箱中230℃高温固化20min。涂层测试常温放置一天后进行。
表2粉末涂料涂膜的性能测试结果表
实施三
按照粉末涂料总量组分构成量取36份的有机硅树脂，26份的丙烯酸树脂，3份的异氰酸酯，1.3份的异氰尿酸三缩水甘油酯，5.2份的铜铬黑，1.2份的流平剂，0.4份的消泡剂，3.2份的云母粉，5.3份的玻璃粉，3.7份的硅灰石，14.7份的消光钡，共500g物料。然后将所有的物料放入物料混合机中进行物料混动，并由送料机送入双螺杆挤出机内。控制双螺杆挤出机挤出时电流稳定为10A，挤出机设定转速为300rpm，并确立双螺杆挤出机的温度的I区和II区，其中Ⅰ区温度90℃，Ⅱ区温度100℃。然后将熔融的物料通过水冷辊筒将挤压冷却成片子。将片子置于粉碎机中粉碎，使用220目手工筛网进行过筛。筛落粉末静电喷涂铝板及冷轧板，喷枪静电高压调整到50KV,电流调整到10μA枪距25cm。最后将喷涂后的样板置于烤箱中230℃高温固化20min。涂层测试常温放置一天后进行。
表3粉末涂料涂膜的性能测试结果表
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐候性高温粉末涂料，其特征在于： 包括下述重量份物料: 有机硅树脂23-36份，丙烯酸树脂16-28份，异氰酸酯1-6份，异氰尿酸三缩水甘油酯0.2-2份，铜铬黑3-10份，流平剂0.4-1.2份，消泡剂0.1-0.5份，云母粉3-7份，玻璃粉2-6份，硅灰石3-8份，消光钡14-20份。
2.根据权利要求1所述的一种耐候性高温粉末涂料，其特征在于：有机硅树脂30份，丙烯酸树脂25份，异氰酸酯4份，异氰尿酸三缩水甘油酯1份，铜铬黑7.1份，流平剂0.9份，消泡剂0.3份，云母粉5份，玻璃粉4份，硅灰石5份，消光钡17.7份。
3.根据权利要求1所述的一种耐候性高温粉末涂料，其特征在于：所述丙烯酸树脂为双官能团丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1所述的一种耐候性高温粉末涂料，其特征在于：所述异氰酸酯为己内酰胺双端封闭异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种耐候性高温粉末涂料，其特征在于：所述云母粉为超细白云母粉。
6.根据权利要求1所述的一种耐候性高温粉末涂料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（S1） 配方物料混合均匀，倒入双螺杆挤出机中进行熔融；
（S2）将熔融的物料挤压冷却成片子；
（S3）将片子置于粉碎机中粉碎，使用手工筛网进行过筛。
7.根据权利要求6所述的一种耐候性高温粉末涂料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（S1）中双螺杆挤出机分为I区和II区，其中Ⅰ区温度90℃，Ⅱ区温度100℃。
8.根据权利要求7所述的一种耐候性高温粉末涂料的生产工艺，其特征在于：所述双螺杆挤出机挤出时电流稳定为10A，挤出机设定转速为300rpm。
9.根据权利要求6所述的一种耐候性高温粉末涂料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（S2）中具体是通过水冷辊筒对物料进行挤压冷却。
10.根据权利要求6所述的一种耐候性高温粉末涂料的生产工艺，其特征在于：所述步骤（S3）中手工筛网的目数为220目。
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