CN109486298A - 一种氟碳粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种氟碳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技术领域，尤其是一种氟碳粉末涂料及其制备方法，经过对纳米材料的组成以及纳米材料加入量的控制，不仅降低了成本，而且还能够使得粉末涂料的性能得到改善，提高抗老化能力和耐冲击性能。

Description

一种氟碳粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，尤其是一种氟碳粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种新型的不含溶剂的固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节能并且涂膜机械强度高等特点。氟碳粉末涂料作为当今国内外公认的超耐候涂料品种，其户外使用性能已经得到了广泛的验证，然而纯氟碳体系粉末涂料在附着力、填料湿润性等方面，存在着先天性的不足，加上高昂的材料成本，使得纯氟碳体系的粉末涂料难以得到大力发展，使得本领域技术人员对非纯氟碳体系的粉末涂料进行了研究，例如专利号为201510756267.8的氟碳-聚酯复合型超耐候亚光粉末涂料，采用含有氟碳树脂和聚酯树脂双固化体系的甲乙组份进行干混粉碎制备而成，使得其具有超耐候性能、耐酸碱性能等优点，改善了附着力差、填料润湿性较差的弊端。除此之外，还有研究者针对纯氟碳粉末涂料在不同的材料商应用进行了研究，使得其能够适应于各种型材上，如专利号为201410060691.4的铝型材用纯氟碳粉末涂料及其制备方法，采用FEVE氟碳树脂、异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、环氧化合物、二氧化钛、沉淀硫酸钡、流平剂、光亮剂、辛酸锡催化剂以及多种颜料组成，将原材料预混合、熔融挤出、微细粉碎后，筛分，使得以氟碳树脂为基料，不掺杂其他树脂等制备的全新纯氟碳粉末涂料，提高了附着力、耐冲击性以及表面硬度，使得涂膜耐候性达到了30-40年，并且不会影响粉末涂料的装饰性，降低了涂料成本等。
可是，对于粉末涂料的品质和制作成本的研究，是本领域技术人员不断追求的方向，对于制备高性能、低成本的粉末涂料，成为研究的重点方向之一，鉴于此，本研究者结合长期的粉末涂料生产加工过程，对氟碳粉末涂料的原料配比以及制备工艺参数控制，使得制备的氟碳粉末涂料的品质得到了改善，为氟碳粉末涂料制备过程提供了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种氟碳粉末涂料及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种氟碳粉末涂料，原料成分以质量份计为PVDF树脂10-15份、FEVE树脂10-15份、丙烯酸树脂5-6份、端羧基聚酯树脂4-5份、颜料2-3份、乙烯基三胺2.2-2.5份、安息香0.3-0.4份、聚二甲基硅氧烷0.8-1.2份，还包括有0.15-0.22份纳米材料，其中纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.03-0.5混合而成的混合物。经过纳米氧化性与纳米碳化硅混合而成的纳米材料添加在氟碳粉末涂料中，极大程度的改善了氟碳粉末涂料的涂膜机械性能，提高了涂料的附着力、耐冲击性能以及表面硬度，改善了耐候性能。
优选，所述的原料成分以质量份计为PVDF树脂13份、FEVE树脂12份、丙烯酸树脂5.5份、端羧基聚酯树脂4.5份、颜料2.5份、乙烯基三胺2.3份、安息香0.35份、聚二甲基硅氧烷1.1份。
优选，所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.1-0.4混合而成的混合物。
优选，所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.2-0.3混合而成的混合物。
优选，所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.35混合而成的混合物。
优选，所述的纳米材料，用量为0.19份。
本发明的目的之二在于提供氟碳粉末涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料成分按照其对应的质量份比预混合，并将其预热至40-50℃，恒温处理0.5-1h；
(2)将预混合的原料进行熔融挤出，并在熔融挤出后的物料上均匀喷撒纳米材料，压片，冷却后，返回进行熔融挤出，压片、冷却、破碎后进行微细粉碎；
(3)将微细粉碎后的粉末用标准筛筛分，即得。
优选，所述的冷却室冷却至常温。
优选，所述的熔融挤出是采用双螺杆挤出机将预混合后的原材料进行熔融混炼、均匀分散，并控制挤出机I区的温度为105-125℃，挤出机II区的温度为95-115℃。
优选，所述的标准筛筛分为用180目筛网的旋转筛，将粉末涂料筛分至中位粒径为25-40微米。
经过对纳米材料的组成以及纳米材料加入量的控制，不仅降低了成本，而且还能够使得粉末涂料的性能得到改善，提高抗老化能力和耐冲击性能。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
在某些实施例中，氟碳粉末涂料制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料成分按照其对应的质量份比预混合，并将其预热至40-50℃，恒温处理0.5-1h；
(2)将预混合的原料进行熔融挤出，并在熔融挤出后的物料上均匀喷撒纳米材料，压片，冷却后，返回进行熔融挤出，压片、冷却、破碎后进行微细粉碎；
(3)将微细粉碎后的粉末用标准筛筛分，即得。
在某些实施例中，所述的冷却室冷却至常温。
在某些实施例中，所述的熔融挤出是采用双螺杆挤出机将预混合后的原材料进行熔融混炼、均匀分散，并控制挤出机I区的温度为105-125℃，挤出机II区的温度为95-115℃。
在某些实施例中，所述的标准筛筛分为用180目筛网的旋转筛，将粉末涂料筛分至中位粒径为25-40微米。
以下实施例中，对于氟碳粉末涂料制备方法是：
(1)将原料成分按照其对应的质量份比预混合，并将其预热至40-50℃，恒温处理0.5-1h；
(2)将预混合的原料采用双螺杆挤出机将预混合后的原材料进行熔融混炼、均匀分散，并控制挤出机I区的温度为105-125℃，挤出机II区的温度为95-115℃进行熔融挤出，并在熔融挤出后的物料上均匀喷撒纳米材料，压片，冷却至室温后，返回进行熔融挤出，压片、冷却至室温、破碎后进行微细粉碎；
(3)将微细粉碎后的粉末用180目筛网的旋转筛，将粉末涂料筛分至中位粒径为25-40微米，即得。
实施例1
氟碳粉末涂料，原料成分以质量计为PVDF树脂10kg、FEVE树脂10kg、丙烯酸树脂5kg、端羧基聚酯树脂4kg、颜料2kg、乙烯基三胺2.2kg、安息香0.3kg、聚二甲基硅氧烷0.8kg，还包括有0.15kg纳米材料，其中纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.03混合而成的混合物。
实施例2
氟碳粉末涂料，原料成分以质量计为PVDF树脂15kg、FEVE树脂15kg、丙烯酸树脂6kg、端羧基聚酯树脂5kg、颜料3kg、乙烯基三胺2.5kg、安息香0.4kg、聚二甲基硅氧烷1.2kg，还包括有0.22kg纳米材料，其中纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.5混合而成的混合物。
实施例3
氟碳粉末涂料，原料成分以质量计为PVDF树脂13kg、FEVE树脂12kg、丙烯酸树脂5.5kg、端羧基聚酯树脂4.5kg、颜料2.5kg、乙烯基三胺2.3kg、安息香0.35kg、聚二甲基硅氧烷1.1kg，还包括有0.19kg纳米材料，其中纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.1混合而成的混合物。
实施例4
与实施例1不同的是：所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.4混合而成的混合物。
实施例5
与实施例1不同的是：所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.2混合而成的混合物。
实施例6
与实施例1不同的是：所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.3混合而成的混合物。
实施例7
与实施例1不同的是：所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.35混合而成的混合物。
实施例8
与实施例1不同的是：纳米材料仅仅是纳米氧化锌材料。
实施例9
与实施例1不同的是：纳米材料仅仅是纳米碳化硅材料。
(1)将实施例1-9制备的氟碳粉末涂料做加速老化试验。按照ENISO11341标准的试验条件进行试验：
发光强度：550±20瓦/㎡(波长290-800nm)；
黑标温度：65±5℃；
去离子水：电导率最高10μs；
特殊的紫外线过滤器(290nm)；
在潮湿介质中18min，在干燥介质中102min的循环。
经过2000h的照射后，试验结果如表1所示。
(2)将实施例1-9制备的氟碳粉末涂料做冲击试验，按照如下试验条件进行试验：
冲击力：2.5NM；EN ISO6272-l or EN ISO6272-2/ASTM D2794(冲锤直径：15.9mm)，试验结果如表1所示：
表1
由表1的数据显示可以看出，经过将纳米氧化锌、纳米碳化硅混合作为纳米材料加入到氟碳粉末涂料中，其能够提高氟碳粉末涂料的性能，改善氟碳粉末涂料的抗老化能力和抗冲击性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氟碳粉末涂料，原料成分以质量份计为PVDF树脂10-15份、FEVE树脂10-15份、丙烯酸树脂5-6份、端羧基聚酯树脂4-5份、颜料2-3份、乙烯基三胺2.2-2.5份、安息香0.3-0.4份、聚二甲基硅氧烷0.8-1.2份，其特征在于，还包括有0.15-0.22份纳米材料，其中纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.03-0.5混合而成的混合物。
2.如权利要求1所述的氟碳粉末涂料，其特征在于，所述的原料成分以质量份计为PVDF树脂13份、FEVE树脂12份、丙烯酸树脂5.5份、端羧基聚酯树脂4.5份、颜料2.5份、乙烯基三胺2.3份、安息香0.35份、聚二甲基硅氧烷1.1份。
3.如权利要求1所述的氟碳粉末涂料，其特征在于，所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.1-0.4混合而成的混合物。
4.如权利要求1或3所述的氟碳粉末涂料，其特征在于，所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.2-0.3混合而成的混合物。
5.如权利要求1或3所述的氟碳粉末涂料，其特征在于，所述的纳米材料以纳米氧化锌和纳米碳化硅按照质量比为1:0.35混合而成的混合物。
6.如权利要求1所述的氟碳粉末涂料，其特征在于，所述的纳米材料，用量为0.19份。
7.如权利要求1-6任一项所述的氟碳粉末涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料成分按照其对应的质量份比预混合，并将其预热至40-50℃，恒温处理0.5-1h；
(2)将预混合的原料进行熔融挤出，并在熔融挤出后的物料上均匀喷撒纳米材料，压片，冷却后，返回进行熔融挤出，压片、冷却、破碎后进行微细粉碎；
(3)将微细粉碎后的粉末用标准筛筛分，即得。
8.如权利要求7所述的氟碳粉末涂料制备方法，其特征在于，所述的冷却室冷却至常温。
9.如权利要求7所述的氟碳粉末涂料制备方法，其特征在于，所述的熔融挤出是采用双螺杆挤出机将预混合后的原材料进行熔融混炼、均匀分散，并控制挤出机I区的温度为105-125℃，挤出机II区的温度为95-115℃。
10.如权利要求7所述的氟碳粉末涂料制备方法，其特征在于，所述的标准筛筛分为用180目筛网的旋转筛，将粉末涂料筛分至中位粒径为25-40微米。
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