CN109439150A - 一种耐冲击粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐冲击粉末涂料及其制备方法,按重量百分比计,包括以下组分:聚酯树脂54~65份、核壳结构增韧剂10~15份、固化剂5~10份、颜料3~5份、填料10~12份、流平剂1~2份、消光剂1~2份、催化剂3~5份。本发明的耐冲击性粉末通过使用三层核壳结构增韧剂进行增韧,增加了涂料在受到外部冲击时涂料内部结构中的空穴数量,有效增强了涂料的韧性,具有较好的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域,具体涉及一种耐冲击粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料具有制备简单、喷涂高效、经济环保、性能优越等优点,在建材、家装领域的应用成为行业研究的热点。随着工业技术快速发展,一些大型的涂装用户如汽车企业、家用电器工业等领域为提高为提高产品质量,对粉末涂料制成涂层的耐冲击性和韧性提出更高的要求,继续开展高性能粉末涂料的制备工艺和组成成分研究具有迫切而重要的现实意义。
发明内容
本发明是提供一种耐冲击的粉末涂料及其制备方法,制备成的粉末具有优异的耐冲击性和较强的韧性。
一种耐冲击粉末涂料,所述原料按重量份数计,包括以下组份:
进一步地,所述聚酯树脂的酸值为40~80mgKOH/g,数均分子量为 4000~8000。
进一步地,所述核壳结构增韧剂为三层结构,分别为内核层、弹性中间层和外壳层,所述内核层为八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按照4.8~5.2:1.8~2.3:2.4~3.2比例制备而成;所述中间弹性层为丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水按照4.7~5.2: 0.8~1.2:0.1~0.12:0.02~0.03:8~12的比例聚合而成;所述外壳层为甲基酸甲酯、丙烯酸乙酯按照8.8~9.5:0.8~1.4的比例配置而成。
进一步地,所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺或丙烯酸缩水甘油酯。
进一步地,所述填料为沉淀硫酸钡、消光硫酸钡、轻质碳酸钙、高岭土、膨润土和云母粉中其中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述耐冲击粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:将所述成分按配比进行配料;
(2)混料:将配好料的物料送入混合机中混合2~3min;
(3)熔融挤出:将混合好的物料送入熔融挤出机中挤出;
(4)压片:将挤出机流出的熔融状态下的物料送入压片机中进行压片并冷却;
(5)切片破碎:将冷却好的片状产品破碎;
(6)粉碎分离:将破碎好的产品送入分级粉碎机中进行粉碎分级处理,然后将其中100~200目的产品筛选出来,得到所述耐冲击粉末涂料。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明使用核壳聚合物为增韧剂,内部为柔软的弹性体,根据空穴- 塑性变增韧理论,在收到外力冲击作用时,核壳粒子能够引起涂料中产生大量空穴,并通过银纹传递给周围的核壳粒子,直到应力消失,能有效增强粉末涂料的耐冲击性;
(2)本发明的核壳增韧剂以硅氧类化合物制备而成,其中的Si-O键具有较高的键能,较长的键长,且分子易旋转,表面能低,使制备好的粉末涂料具有优异的耐高低温性,耐水性和耐冲击性;
(3)本发明中核壳结构增韧剂为三层结构,受到外力冲击时会产生更多的空穴,使粉末涂料具有较高的阻止裂纹引发能力,有效增强粉末涂料的耐冲击性。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案、及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
本实施例提供一种耐冲击粉末涂料及其制备方法,所述原料按重量份数计,包括以下组份:
所述聚酯树脂的酸值为40~80mgKOH/g,数均分子量为4000~8000。
所述核壳结构增韧剂为三层结构,分别为内核层、弹性中间层和外壳层,所述内核层为八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按照4.8~5.2:1.8~2.3:2.4~3.2比例制备而成,硬塑料相的内核能有效提高产品的硬度;所述中间弹性层为丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水按照4.7~5.2:0.8~1.2:0.1~0.12:0.02~0.03:8~12的比例聚合而成,中间的弹性层可以降低内应力,从而提高产品的耐冲击性能;;所述外壳层为甲基酸甲酯、丙烯酸乙酯按照8.8~9.5:0.8~1.4的比例配置而成,使用甲基酸甲酯和丙烯酸乙酯混合作为外壳结构,使外壳分子量增加,接枝分子链变长,分子链之间形成有效缠结,有利于机体、分散相之间的应力传递,进而提高核壳结构的韧性。
所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺或丙烯酸缩水甘油酯。
所述填料为沉淀硫酸钡、消光硫酸钡、轻质碳酸钙、高岭土、膨润土和云母粉中中的一种或多种。
本还提供了一种上述耐冲击粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:将所述组份按配比进行配料;
(2)混料:将配好料的物料送入混合机中混合2~5min:;
(3)熔融挤出:将混合好的物料送入熔融挤出机中挤出;
(4)压片:将挤出机流出的熔融状态下的物料送入压片机中进行压片并冷却;
(5)切片破碎:将冷却好的片状产品破碎;
(6)粉碎分离:将破碎好的产品送入分级粉碎机中进行粉碎分级处理,然后将其中100~200目的产品筛选出来,得到所述耐冲击粉末涂料。
所述核壳结构增韧剂的制备过程为:将八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入容器中,水浴加热至80℃,继续加入丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水发生聚合反应,反应 20~25min后,将甲基酸甲酯和丙烯酸按照相应的比例混合,缓慢滴加入反应容器中,继续反应35~40min后得到所述核壳结构增韧剂。
本实施例生产的耐冲击粉末涂料,以核壳聚合物为增韧剂,内部为柔软的弹性体,根据空穴-塑性变增韧理论,在收到外力冲击作用时,核壳粒子能够引起涂料中产生大量空穴,并通过银纹传递给周围的核壳粒子,直到应力消失,能有效增强粉末涂料的耐冲击性;且本实施例的核壳结构增韧剂为三层结构,受到外力冲击时会产生更多的空穴,使粉末涂料具有较高的阻止裂纹引发能力,有效增强粉末涂料的耐冲击性;同时核壳增韧剂以硅氧类化合物制备而成,其中的Si-O键具有较高的键能,较长的键长,且分子易旋转,表面能低,使制备好的粉末涂料具有优异的耐高低温性,耐水性和耐冲击性。
实施例2:
本实施例提供一种耐冲击粉末涂料,所述原料按重量份数计,包括以下组份:
所述聚酯树脂的酸值为45~65mgKOH/g,数均分子量为4200~5800。
所述核壳结构增韧剂的制备过程为:将八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以4.8:1.8:2.4的比例加入容器中,水浴加热至80℃,按照4.7:0.8:0.1:0.02:8的比例继续加入丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水发生聚合反应,反应23min后,将甲基酸甲酯和丙烯酸按照8.8:0.8的比例混合,缓慢滴加入反应容器中,继续反应 35min后得到所述核壳结构增韧剂。
本发明还包括一种耐冲击粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:将所述组份按配比进行配料;
(2)混料:将配好料的物料送入混合机中混合2min:;
(3)熔融挤出:将混合好的物料送入熔融挤出机中挤出;
(4)压片:将挤出机流出的熔融状态下的物料送入压片机中进行压片并冷却;
(5)切片破碎:将冷却好的片状产品破碎;
(6)粉碎分离:将破碎好的产品送入分级粉碎机中进行粉碎分级处理,然后将其中90~110目的产品筛选出来,得到所述耐冲击粉末涂料。
实施例3:
本实施例提供一种耐冲击粉末涂料,所述原料按重量份数计,包括以下组份:
所述聚酯树脂的酸值为52~68mgKOH/g,数均分子量为4800~6300。
所述核壳结构增韧剂的制备过程为:将八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以5:2:3的比例加入容器中,水浴加热至 80℃,按照5:1:0.1:0.02:8的比例继续加入丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水发生聚合反应,反应24min后,将甲基酸甲酯和丙烯酸按照9:1的比例混合,缓慢滴加入反应容器中,继续反应35min后得到所述核壳结构增韧剂。
本发明还包括一种耐冲击粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:将所述组份按配比进行配料;
(2)混料:将配好料的物料送入混合机中混合3min;
(3)熔融挤出:将混合好的物料送入熔融挤出机中挤出;
(4)压片:将挤出机流出的熔融状态下的物料送入压片机中进行压片并冷却;
(5)切片破碎:将冷却好的片状产品破碎;
(6)粉碎分离:将破碎好的产品送入分级粉碎机中进行粉碎分级处理,然后将其中140~160目的产品筛选出来,得到所述耐冲击粉末涂料。
实施例4:
本实施例提供一种耐冲击粉末涂料,所述原料按重量份数计,包括以下组份:
所述聚酯树脂的酸值为64~80mgKOH/g,数均分子量为6000~7800。
所述核壳结构增韧剂的制备过程为:将八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以5.1:2.2:3.1的比例加入容器中,水浴加热至80℃,按照5.2:1.2:0.12:0.03:12的比例继续加入丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水发生聚合反应,反应25min后,将甲基酸甲酯和丙烯酸按照9.2:0.8的比例混合,缓慢滴加入反应容器中,继续反应38min后得到所述核壳结构增韧剂。
本发明还包括一种耐冲击粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:将所述组份按配比进行配料;
(2)混料:将配好料的物料送入混合机中混合3min:;
(3)熔融挤出:将混合好的物料送入熔融挤出机中挤出;
(4)压片:将挤出机流出的熔融状态下的物料送入压片机中进行压片并冷却;
(5)切片破碎:将冷却好的片状产品破碎;
(6)粉碎分离:将破碎好的产品送入分级粉碎机中进行粉碎分级处理,然后将其中180~200目的产品筛选出来,得到所述耐冲击粉末涂料。
对比例:将实施例4中的核壳结构增韧剂替换为液体聚硫橡胶增韧剂,用同样的方法步骤,制备得到对比例1的粉末涂料。
将制备完成的实施例2~4粉末涂料及对比例1粉末涂料静电喷涂在马口铁基材上,并对产品进行测试。
由表一可以看出,由本发明提供的方法制备的耐冲击粉末涂料,各项性能优异,同时的耐冲击性能优异。
综上所述,本发明提供的耐冲击粉末涂料及其制备方法,制备而成的涂料具有更好的耐冲击性和耐候性。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例,有可能对其进行若干改变和修改,而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在说明书中详细描述了本发明,但这样的说明和描述仅是说明或示意性的,而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
Claims (6)
1.一种耐冲击粉末涂料,其特征在于,所述原料按重量份数计,包括以下组份:
2.根据权利要求1所述的一种耐冲击粉末涂料,其特征在于,所述聚酯树脂的酸值为40~80mgKOH/g,数均分子量为4000~8000。
3.根据权利要求1所述的一种耐冲击粉末涂料,其特征在于,所述核壳结构增韧剂为三层结构,分别为内核层、弹性中间层和外壳层,所述内核层为八甲基四氧硅烷、六甲基二硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按照4.8~5.2:1.8~2.3:2.4~3.2比例制备而成;所述中间弹性层为丙烯酸正丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和水按照4.7~5.2:0.8~1.2:0.1~0.12:0.02~0.03:8~12的比例聚合而成;所述外壳层为甲基酸甲酯、丙烯酸乙酯按照8.8~9.5:0.8~1.4的比例配置而成。
4.根据权利要求1所述的一种耐冲击粉末涂料,其特征在于,所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺或丙烯酸缩水甘油酯。
5.根据权利要求1所述的一种耐冲击粉末涂料,其特征在于,所述填料为沉淀硫酸钡、消光硫酸钡、轻质碳酸钙、高岭土、膨润土和云母粉中其中的一种或多种。
6.一种如权利要求1~6任一项所述的一种耐冲击粉末涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配料:将所述组份按配比进行配料;
(2)混料:将配好料的物料送入混合机中混合2~5min;
(3)熔融挤出:将混合好的物料送入熔融挤出机中挤出;
(4)压片:将挤出机流出的熔融状态下的物料送入压片机中进行压片并冷却;
(5)切片破碎:将冷却好的片状产品破碎;
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