CN109337523A - 一种食品级粉末涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品级粉末涂料及其制备方法与应用。该粉末涂料由改性酚醛环氧树脂、酚类固化剂和助剂组成。该粉末涂料具有重防腐、抗冲击性能强、固化温度低、固化时间短、附着力好、涂层外观优良等性能且能满足食品级卫生安全要求，尤其适用于饮用水或地下水用的水管、阀门、水龙头等涉水工件或容器的防护。

Description

一种食品级粉末涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种食品级粉末涂料及其制备方法与应用。
背景技术
粉末涂料具有节能、无VOC排放的性能、使用安全等特性，近几年随着国家的环保政策变化，“漆转粉”成为大势所趋，国内粉末涂料技术发展迅速。原先用漆的水管、阀门涂装开始逐步切换粉末涂料涂装。
水管、阀门专用粉末涂料产品主要应用于生活饮用水输配设备的防护，例如：输水管、阀门等涉水产品的金属基材的内、外壁的防护涂装，其涂层厚度通常在300～500μm，比一般的工业产品涂层厚度(60～80μm)厚，另外，目前，全球每年阀门需求量约300万吨，国内阀门生产加工企业约有3000家，产品品种已达3000多个型号，近3万个规格。因此水管阀门专用粉末涂料的市场容量较大、前景可观，然而，水管、阀门用粉末涂料不但要求具备优异的重防腐性能，更要满足食品级卫生安全要求而限制了其进一步发展。
如何改进粉末涂料的配方，使其不但具有重防腐、抗冲击性能强、固化时间短、涂层外观优良等综合性能优异且满足食品级卫生安全要求的粉末涂料仍然具有很大的挑战。
发明内容
本发明的目的在于提供一种食品级粉末涂料及其制备方法与应用。
本发明所采取的技术方案是：
本发明的目的之一在于提供一种粉末涂料，所述粉末涂料由以下组分组成：改性酚醛环氧树脂、酚类固化剂和助剂。
优选地，上述组分的质量份数为：200～250份改性酚醛环氧树脂、10～30份酚类固化剂、0.1～10份助剂。
更优选地，上述组分的质量份数为：200～220份改性酚醛环氧树脂、10～20份酚类固化剂、5～10份助剂。
更优选地，改性酚醛环氧树脂与酚类固化剂的质量份数比为100：(5～12)。
优选地，上述改性酚醛环氧树脂的酸值为48～60mgKOH/g、200℃熔体粘度为2500～3500mPa.s、软化点为100～120℃、玻璃化转变温度为50～70℃、环氧当量为600～750g/ep。
更优选地，上述改性酚醛环氧树脂的酸值为48～55mgKOH/g、200℃熔体粘度为2500～2800mPa.s、软化点为100～117℃、玻璃化转变温度为50～67℃、环氧当量为650～710g/ep。
优选地，上述改性酚醛环氧树脂选自有机硅改性酚醛环氧树脂、腰果酚改性酚醛环氧树脂、聚氨酯改性酚醛环氧树脂中的至少一种。
优选地，上述酚类固化剂软化点在90～94℃，玻璃化温度60～68℃，羟基值0.1～0.5eq/100g，密度为1.0～1.4kg/m3；更优选地，羟基值为0.3eq/100g、密度为0.2kg/m3。
优选地，上述助剂选自流平剂、脱气剂、增硬剂、柔韧剂、透气剂、增光剂中的至少一种。
优选地，上述流平剂选自丁基纤维素、羟甲基纤维素、GLP588、GLP505、GLP599、PV88中的至少一种。
优选地，上述脱气剂选自安息香、微粉蜡、聚醚中的至少一种。
优选地，上述增硬剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的至少一种。
优选地，上述柔韧剂选自缩丁醛PVB、苯乙烯嵌段共聚物SBS、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。
优选地，上述透气剂选自701、聚醚、聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。
优选地，上述增光剂选自CATB-250、CTB-280、K-100中的至少一种。
更优选地，上述助剂由流平剂、脱气剂、透气剂和增光剂组成。
优选地，上述助剂中流平剂的质量百分数为30～40％、脱气剂的质量百分数为12～18％、透气剂的质量百分数为25～30％、增光剂的质量百分数为15～20％。
本发明的另一目的在于提供上述粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)将粉末涂料的组分充分混合，得混合物料；
2)将混合物料于挤出机中挤出，后压片、粉碎，得粉末涂料。
优选地，步骤2)中挤出机的加热温度为80～120℃。
优选地，步骤2)中挤出机的转速为40～50r/s。
优选地，步骤2)所得粉末涂料的粒径D50为30～45μm。
本发明还提供了上述粉末涂料或上述方法制备得到的粉末涂料在水管、阀门、水龙头或盛水容器中的应用。
本发明的有益效果是：
本发明的粉末涂料具有重防腐、抗冲击性能强、固化温度低、固化时间短、附着力好、涂层外观优良等性能且能满足食品级卫生安全要求，尤其适用于饮用水或地下水用的水管、水管阀门、水龙头等涉水工件或容器的防护。
具体实施方式
下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数据。
下面结合实施例和对比例对本发明进行详细说明，各实施例和对比例的粉末涂料的组分见下表1
表1
其中，腰果酚改性酚醛环氧树脂、有机硅改性酚醛环氧树脂、聚氨酯改性酚醛环氧树脂、三聚氰胺改性酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂均购于上海澳通实业有限公司；酚类固化剂购于南京化学试剂股份有限公司。
实施例1～3和对比例1～2的粉末涂料的制备，步骤为：
1)按照表1中各实施例和对比例中各组分的比例称好，置于混料缸，充分混合并粉碎1～10min，得混合物料；
2)将步骤1)中的混合物料放入双螺杆挤出机中高速旋转挤出，挤出机的加热温度为80～120℃，挤出机的转速为40～50r/s，后经压片、冷却、粉碎机粉碎成粒径D50为30～45μm的粉体，得粉末涂料。
性能测试：
将本发明实施例1～3和对比例1～2的粉末涂料通过高压静电喷枪喷涂在表面经处理的水管阀门工件上，涂层厚度为80～200μm，160℃固化10～25min后进行如表2所示的性能测试，测试结果见表3：
表2
检测项目 检测标准 检测指标
涂层外观 / 平整，光滑，无针孔
固化时间 / 160℃/10min
抗冲击性 GB/T 1732-93 500g·1m涂层不开裂
附着力(划格法) ISO 2409-1992 0级
铅笔硬度 GB/T 6739-2006 ≥H
漏电测试 ASTM D149 1.5kv电压无击穿
卫生安全性 GB/T 17219-1998 涂层浸泡水满足卫生安全要求
耐中性盐雾试验(1000h) ISO 9227-2006 涂层无明显变化
表3
由表3可知：本发明的粉末涂料具有优良的涂层外观、固化温度低、固化时间短、抗冲击性能强、附着力好、不漏电、重防腐等优异的性能，并且能满足食品级卫生安全的要求，因而特别适用于饮用水或地下水用的水管、阀门、水龙头等涉水工件或容器的防护，另外，由对比例可知，三聚氰胺改性的酚醛环氧树脂或普通的酚醛环氧树脂均无法满足食品级的卫生安全要求，且会出现涂层开裂、漏电或是防腐性能差等不良问题。

Claims (10)

1.一种粉末涂料，其特征在于：所述粉末涂料由以下组分组成：改性酚醛环氧树脂、酚类固化剂和助剂。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于：所述组分的质量份数为：200～250份改性酚醛环氧树脂、10～30份酚类固化剂、0.1～10份助剂。
3.根据权利要求2所述的粉末涂料，其特征在于：所述组分的质量份数为：200～220份改性酚醛环氧树脂、10～20份酚类固化剂、5～10份助剂。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的粉末涂料，其特征在于：所述改性酚醛环氧树脂的酸值为48～60mgKOH/g、200℃熔体粘度为2500～3500mPa.s、软化点为100～120℃、玻璃化转变温度为50～70℃、环氧当量为600～750g/ep。
5.根据权利要求4所述的粉末涂料，其特征在于：所述改性酚醛环氧树脂选自有机硅改性酚醛环氧树脂、腰果酚改性酚醛环氧树脂、聚氨酯改性酚醛环氧树脂中的至少一种。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的粉末涂料，其特征在于：所述酚类固化剂的软化点为90～94℃、玻璃化转变温度为60～80℃、羟基值为0.1～0.5eq/100g、密度为1.0～1.4kg/m3。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的粉末涂料，其特征在于：所述助剂选自流平剂、脱气剂、增硬剂、柔韧剂、透气剂、增光剂中的至少一种。
8.权利要求1～7任意一项所述的粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将粉末涂料的组分充分混合，得混合物料；
2)将混合物料于挤出机中挤出，后压片、粉碎，得粉末涂料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所得粉末涂料的粒径D50为30～45μm。
10.权利要求1～7任意一项所述的粉末涂料或权利要求8～9任意一项所述的制备方法制备得到的粉末涂料在水管、阀门、水龙头或盛水容器中的应用。
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