CN109575790A - 一种改性的聚酰胺粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性的聚酰胺粉末涂料及其制备方法，其改性的聚酰胺粉末涂料包括如下重量份数的原料：聚酰胺树脂40‑94份，增韧剂3‑25份，上粉改性剂1‑15份，遮光剂0.5‑6份，其他助剂0.05‑5份。本发明所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料及其制备方法，以实现粉末涂料具有优异的机械性能、上粉率高的效果。

Description

一种改性的聚酰胺粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，尤其是涉及一种以聚酰胺为主剂的粉末涂料。
背景技术
粉末涂料是20世纪中期开发的一项新技术，以其污染少、工艺简单、涂层性能优异等特点，目前被广泛应用，喷涂在各种金属制品的表面，以达到防锈、防腐、美观等目的。粉末涂料采用流化喷涂的涂装技术，即将塑料涂层涂敷于金属或其他材料表面的一种方法。其主要加工过程是将粉末树脂置于有多孔底板的容器中，从容器底部向上吹入合适压力的压缩空气，使树脂颗粒保持沸腾状态(流化态)。待涂制件经预热后放入流化床中，待表面形成所需厚度的树脂沉淀层后取出，继续加热，使树脂微粒熔融为平整均匀的涂层，从而达到涂装的目的。
但是，在实际生产应用过程中，受到粉末粒径、介电常数、工艺以及需要涂装件的结构等因素的影响，涂塑的一次上粉率低。而在整个流化涂装加工过程中，上粉率的高低，是对涂装质量、生产效率至关重要的一个因素。目前市面上仍然存在上粉率低、生产效率差的问题，进而导致制件容易出现露底、死角等涂塑盲区。
本发明为了弥补上述问题，提供一种具有优异机械性能、上粉率高的粉末涂料。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种改性的聚酰胺粉末涂料及其制备方法，以实现粉末涂料具有优异的机械性能、上粉率高的效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种改性的聚酰胺粉末涂料，包括如下重量份数的原料：聚酰胺树脂40-94份，增韧剂3-25份，上粉改性剂1-15份，遮光剂0.5-6份，其他助剂0.05-5份。
优选的，包括如下重量份数的原料：聚酰胺树脂79-94份，增韧剂5-10份，上粉改性剂10-15份，遮光剂3-6份，其他助剂1-5份。
优选的，所述聚酰胺树脂包括脂肪族二元羧酸与链状脂肪族、环状脂肪族或芳基脂肪族的二元胺的缩聚物，或者芳香族的二元羧酸与脂肪族的或芳香族的二元胺的缩聚物中的一种或多种；优选的，PA66、PA610、PA612、PA1010、PA106、PA1212、PA46、MXD6、PA92、PA102，PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA13T或PA6T/MT、PA6T/6I、PA6T/66、PA66/6T中的一种或多种。
优选的，所述增韧剂包括聚烯烃、所述聚酰胺树脂的接枝物或者聚烯烃和聚酰胺树脂的共聚物；优选的，聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯、乙烯/丙烯橡胶(EPR)、乙烯/丙烯/二烯(EPDM)橡胶、乙烯和丁烯橡胶、乙烯和丙烯酸酯橡胶、丁二烯和苯乙烯橡胶、丁二烯和丙烯酸酯橡胶、乙烯和辛烯橡胶、丁二烯丙烯腈橡胶、乙烯/丙烯酸(EAA)产物、乙烯/乙酸乙酯(EVA)产物、乙烯/丙烯酸酯(EAE)产物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)共聚物、甲基丙烯酸酯/丁二烯/苯乙烯(MBS)类型的核/壳弹性体中的一种或多种；优选的，所述聚酰胺树脂的接枝物、聚酰胺树脂的共聚物包括聚酰胺树脂与丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、缩水甘油酯、马来酸酐、恶唑啉、马来酰亚胺中一种或多种物质接枝或共聚。
优选的，所述上粉改性剂包括氮化硼、碳化硅或者纤维状碳粉中的一种或两种以上。
优选的，所述遮光剂包括含钛的氧化物，优选的，二氧化钛；优选的，所述其他助剂包括抗氧化剂、抗老化剂或者其混合物。
一种改性的聚酰胺粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将原料均匀混合，制得混合物；
步骤二：将混合物通过挤出机加温挤出，冷却、干燥、切粒，制得母粒；
步骤三：将母粒烘干处理，在低温状态下研磨成粉，制得改性的聚酰胺粉末涂料。
优选的，步骤二中，挤出机采用双螺杆挤出机，加温温度包括一区温度为210-230℃，二区温度为220-240℃，三区温度为220-240℃，四区温度为220-240℃，五区温度为230-250℃，六区温度为240-260℃，七区温度为230-250℃，八区温度为220-240℃，九区温度为200-220℃；优选的，停留时间为1-3分钟，主机转速为250-350转/分钟。
优选的，步骤三中，对母粒烘干处理直到水分含量小于总重量的0.2％；优选的，步骤三中，低温状态采用液氮冷却，温度为-90℃；优选的，步骤三中，制得改性的聚酰胺粉末涂料的粒径为50-100μm。
优选的，步骤三中，改性的聚酰胺粉末涂料的一次上粉率大于80％。
相对于现有技术，本发明所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料及其制备方法具有以下优势：
(1)本发明所述的改性的聚酰胺粉末涂料，以聚酰胺为主剂，添加增韧剂，使粉末涂料的整体韧性提高，冲击强度增加，使其具有优异的机械强度。
(2)随着冲击强度的增加，其整体粉末的流动性变差，导致在流化涂装的过程中，上粉率随着冲击强度的提高而降低。因此本发明创新性的采用上粉改性剂，利用上粉改性剂的高的热传导速率，使制件的热量快速传递到粉末涂料，调和粉末涂料的流动性，达到在极短的时间里有更多的粉末涂料熔融吸附在工件表面，提高上粉率。但是，上粉改性剂添加过量，会导致其耐高温性和冲击性的降低。因此，上粉改性剂的适宜添加量为1-15重量份。
(3)本发明所述的改性的聚酰胺粉末涂料的制备方法，通过采用挤出机对原料进行加温挤出，产量高、效率高。
(4)采用液氮冷却低温研磨，防止在研磨过程中过热使原料再次发生粘结、聚合，导致性能降低。
(5)粉末研磨越细，流动性越高，越有利于上粉率的提高。因此，粉末涂料的粒径50-100μm适宜。
(6)本发明制备的改型的聚酰胺粉末涂料，具有优异的上粉率，一次性即可达到要求，提高生产效率，并且具有良好的韧性，使产品长久耐用，涂装层不会脱落。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1-7以及对比例包括如下表1的原料组成及含量。表中单位为Kg。
遮光剂选用二氧化钛，R902，美国杜邦公司。
其他助剂选用抗氧化剂，RIANOX 1098天津利安隆；
氮化硼，六方晶型，平均粒径为50nm；
碳化硅，α-碳化硅晶型，平均粒径为50nm；
纤维状碳粉，高导热系数700W/mk。
增韧剂N406，宁波能之光新材料有限公司；
增韧剂KT-9，沈阳科通；
表1实施例1-7以及对比例的原料组成及含量
将表1中原料在高速混合器中混合均匀；然后将混合物料从主进料口加入双螺杆挤出机中，挤出后冷却、干燥、切粒。
所述的双螺杆挤出机的一区温度为210-230℃，二区温度为220-240℃，三区温度为220-240℃，四区温度为220-240℃，五区温度为230-250℃，六区温度为240-260℃，七区温度为230-250℃，八区温度为220-240℃，九区温度为200-220℃；停留时间为1-3分钟，主机转速为250-350转/分钟。
将切成的粒子进行烘干处理，水分控制在0.2％以下，在液氮冷却在温度-90℃情况下，进行磨粉，将改性聚酰胺材料磨成粒径在100μm大小的粉末，过筛细化，涂装备用。
涂装时是将备好的材料粉末树脂置于有多孔底板的容器中，从容器底部向上吹入合适压力的压缩空气，使树脂颗粒保持沸腾状态(流化态)。待涂制件经预热后放人流化床中，待表面形成所需厚度的树脂沉淀层后取出，继续加热，使树脂微粒熔融为平整均匀的涂层，从而达到涂装的目的。结果如下：
表2实施例1-7和对比例涂装后物性参数
从表2可以看出，与未添加上粉改性剂的对比例相比，本发明制备的粉末涂料有很好的上粉率，一次性即可达到要求，可将制件表面上粉饱满丰润。同时，本发明制备的粉末涂料具有良好的拉伸强度和弯曲强度，使产品长久耐用。本发明的改性的聚酰胺粉末涂料可以广泛应用于塑料粉末涂装行业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性的聚酰胺粉末涂料，其特征在于：包括如下重量份数的原料：聚酰胺树脂40-94份，增韧剂3-25份，上粉改性剂1-15份，遮光剂0.5-6份，其他助剂0.05-5份。
2.根据权利要求1所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料，其特征在于：包括如下重量份数的原料：聚酰胺树脂79-94份，增韧剂5-10份，上粉改性剂10-15份，遮光剂3-6份，其他助剂1-5份。
3.根据权利要求1所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料，其特征在于：所述聚酰胺树脂包括脂肪族二元羧酸与链状脂肪族、环状脂肪族或芳基脂肪族的二元胺的缩聚物，或者芳香族的二元羧酸与脂肪族的或芳香族的二元胺的缩聚物中的一种或多种；优选的，PA66、PA610、PA612、PA1010、PA106、PA1212、PA46、MXD6、PA92、PA102，PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA13T或PA6T/MT、PA6T/6I、PA6T/66、PA66/6T中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料，其特征在于：所述增韧剂包括聚烯烃、所述聚酰胺树脂的接枝物或者聚烯烃和聚酰胺树脂的共聚物；优选的，聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯、乙烯/丙烯橡胶(EPR)、乙烯/丙烯/二烯(EPDM)橡胶、乙烯和丁烯橡胶、乙烯和丙烯酸酯橡胶、丁二烯和苯乙烯橡胶、丁二烯和丙烯酸酯橡胶、乙烯和辛烯橡胶、丁二烯丙烯腈橡胶、乙烯/丙烯酸(EAA)产物、乙烯/乙酸乙酯(EVA)产物、乙烯/丙烯酸酯(EAE)产物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)共聚物、甲基丙烯酸酯/丁二烯/苯乙烯(MBS)类型的核/壳弹性体中的一种或多种；优选的，所述聚酰胺树脂的接枝物、聚酰胺树脂的共聚物包括聚酰胺树脂与丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、缩水甘油酯、马来酸酐、恶唑啉、马来酰亚胺中一种或多种物质接枝或共聚。
5.根据权利要求1所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料，其特征在于：所述上粉改性剂包括氮化硼、碳化硅或者纤维状碳粉中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料，其特征在于：所述遮光剂包括含钛的氧化物，优选的，二氧化钛；优选的，所述其他助剂包括抗氧化剂、抗老化剂或者其混合物。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的改性的聚酰胺粉末涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将原料均匀混合，制得混合物；
步骤二：将混合物通过挤出机加温挤出，冷却、干燥、切粒，制得母粒；
步骤三：将母粒烘干处理，在低温状态下研磨成粉，制得改性的聚酰胺粉末涂料。
8.权利要求7所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤二中，挤出机采用双螺杆挤出机，加温温度包括一区温度为210-230℃，二区温度为220-240℃，三区温度为220-240℃，四区温度为220-240℃，五区温度为230-250℃，六区温度为240-260℃，七区温度为230-250℃，八区温度为220-240℃，九区温度为200-220℃；优选的，停留时间为1-3分钟，主机转速为250-350转/分钟。
9.根据权利要求7所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤三中，对母粒烘干处理直到水分含量小于总重量的0.2％；优选的，步骤三中，低温状态采用液氮冷却，温度为-90℃；优选的，步骤三中，制得改性的聚酰胺粉末涂料的粒径为50-100μm。
10.根据权利要求7所述的一种改性的聚酰胺粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤三中，改性的聚酰胺粉末涂料的一次上粉率大于80％。
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