CN109705699A - 一种高柔韧性粉末涂料及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高柔韧性粉末涂料及其方法，适用于管材，粉末涂料为以下原料组分及重量份：环氧树脂60‑80份、酚类固化剂10‑20份、增韧剂0.5‑5份、流动助剂0.5‑3份、抗氧剂0.1‑1份、颜料1‑10份、填料5‑35份；方法包括以下步骤：1)按原料组分重量份混合原料；2)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出、熔融混合均匀，熔融挤出物经冷却压辊机直接压片冷却，挤出机各温区温度为95‑115℃；3)用破碎机破碎，然后由分级过筛设备磨粉得到最终的粉末涂料；本发明提供了一种高柔韧性、不易开裂的粉末涂料及方法。

Description

一种高柔韧性粉末涂料及其方法

技术领域

本发明涉及管材涂料领域，尤其涉及一种高柔韧性粉末涂料及其方法。

背景技术

相对于传统溶剂型涂料，粉末涂料具有无溶剂性、无环境污染、粉末回收和利用率高等特点。自从1970年代石油危机，粉末涂料便以其环保，绿色节能等特点，得到了迅速的发展，成为了一种重要的涂料新产品。粉末涂料一般由树脂，固化剂(热塑性粉末涂料中不含)，颜料，填料，助剂等成分。环氧粉末涂料是20世纪60年代开发的热固性的粉末涂料，由环氧树脂，固化剂，颜料，填料，助剂等组成。环氧树脂分子结构内有大量的羟基，使得与金属等基材的附着力优异。涂膜的硬度高，抗划伤性能优异。成膜分子结构中不含有酯基，耐腐蚀性能和耐化学性能突出，特别适合应用在防腐和防锈涂装方面。由于环氧粉末涂料出色的性能，目前被广泛应用到不同管径的输气，输油，输水管道内外壁的涂装上，同时在化工厂的物料输送管道，船舶管道，矿井支撑架，钢筋，脚手架等重防腐领域也得到了大量的应用。

目前市场上常见的环氧粉末涂料产品，虽然能满足管道一般防腐的要求，但普遍存在的问题是厚涂时涂层的柔韧性不好，满足不了管道厂家沟槽后加工的需求，甚至出现喷涂好的管道涂层在遇到外力冲击情况下开裂等严重情况，严重影响了粉末涂料对管道的防护效果。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种高柔韧性、不易开裂的粉末涂料及方法。

本发明的一个方面，提供了一种高柔韧性粉末涂料，适用于管材，所述粉末涂料为以下

原料组分及重量份：

所述环氧树脂的环氧当量是所述酚类固化剂的酚羟基当量的1.2-5.5倍。

优选地，所述的环氧树脂的环氧当量为600-1100g/eq，软化点为90-110℃，粘度为1500-5000。

优选地，所述的酚类固化剂的酚羟基当量为200-500g/eq，软化点为80-100℃。

优选地，所述的增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛。

优选地，所述的抗氧剂为巴斯夫1010、巴斯夫1076、巴斯夫168中的一种或多种组合；进一步优选地，所述抗氧剂为巴斯夫1010与巴斯夫168发的混合试剂。

优选地，所述填料为沉淀硫酸钡，平均粒径为0.5-10微米，白度大于90。

优选地，所述的流动助剂为丙烯酸酯聚合物流平剂，安息香，701增光剂中的一种或多种组合。

优选地，所述颜料为钛白，其他有机或者无机颜料。

本发明的第二个方面，提供了一种粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按原料组分重量份混合原料；

2)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出、熔融混合均匀，熔融挤出物经冷却压辊机直接压片冷却，挤出机各温区温度范围为95-115℃；

3)用破碎机破碎，然后由分级过筛设备磨粉得到最终的粉末涂料。

本发明的第三个方面，提供了本发明所述的粉末涂料在管材中的应用。

本发明产品的原理主要包括：

1、本发明的环氧树脂的环氧当量是酚类固化剂的酚羟基当量的1.2-5.5倍，是由于按照本发明的比重配比时，环氧树脂的官能团与酚类固化剂的官能团反应在此当量的比例下可以实现反应后产品的柔韧性增强；当环氧树脂的环氧当量与酚类固化剂的酚羟基当量比例高于1.2-5.5倍时，环氧树脂与酚类固化剂的连接密度过大，当环氧树脂的环氧当量与酚类固化剂的酚羟基当量比例低于1.2-5.5倍时，粘连性降低。

2、本发明采用平均粒径为0.5-10微米、白度大于90的沉淀硫酸钡为填料，经过发明人反复实验对比发现，采用本发明的填料制得的涂料相对其他填料而言具有明显的柔韧性能增强的效果，分析原理可能是由于本发明的沉淀硫酸钡润湿效果好、应力分布均匀，从而促进原料间的混合、增加涂料的柔韧性。

3、本发明采用聚乙烯醇缩丁醛为增韧剂，一方面是由于聚乙烯醇缩丁醛与本发明的环氧树脂、酚类固化剂具有较好的融合效果；另一方面，在本发明的组分中，少量的聚乙烯醇缩丁醛就能够起到明显的增加韧性的效果。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：本发明提供的高柔韧性环氧管道粉末，以双酚A型环氧树脂为主体，引入高柔韧性的酚类固化剂，大分子结构使固化的粉末涂料有较好的柔韧性，同时涂层的硬度与耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性及对基材的附着力都比较好。

具体实施方式

以下将对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例1

本实施例中所用的热熔胶为以下组分及重量份：

本实施例中，环氧树脂的环氧当量为750g/eq，软化点为95℃。

本实施例中，使用的酚类固化剂，其酚羟基当量为500g/eq之间，软化点为85℃。

本实施例中，增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛。

本实施例中，抗氧剂为1010和168的复配物，两者的重量比为2：1。

本实施例中，填料为沉淀硫酸钡，平均粒径为0.5-10微米，白度大于90。

本实施例中，流动剂为701增光剂。

本实施例中，颜料为钛白。

本实施例的热熔胶制备方法主要包括以下步骤：

1)称取规定重量份的环氧树脂、固化剂、流动助剂、抗氧剂和颜料，填料等，将以上组分加入到高速搅拌型混合机中，5min预混合均匀；

2)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，熔融混合均匀，熔融挤出物经冷却压辊机，直接压片冷却。挤出机各温区温度为：一温区105，二温区110℃；

3)压片后破碎机破碎，然后由分级过筛设备磨粉得到最终的粉末涂料。

实施例2

本实施例中所用的热熔胶为以下组分及重量份：

本实施例中，环氧树脂的环氧当量为950g/eq，软化点为105℃。

本实施例中，使用的酚类固化剂，其酚羟基当量为300g/eq之间，软化点为78℃。

本实施例中，增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛。

本实施例中，抗氧剂为1010和168的复配物，两者的重量比为2：1。

本实施例中，填料为沉淀硫酸钡，平均粒径为0.5-10微米，白度大于90。

本实施例中，流动剂为701增光剂。

本实施例中，颜料为钛白。

本实施例的热熔胶制备方法主要包括以下步骤：

1)称取规定重量份的环氧树脂、固化剂、流动助剂、抗氧剂和颜料，填料等，将以上组分加入到高速搅拌型混合机中，5min预混合均匀；

2)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，熔融混合均匀，熔融挤出物经冷却压辊机，直接压片冷却。挤出机各温区温度为：一温区110，二温区115℃；

3)压片后破碎机破碎，然后由分级过筛设备磨粉得到最终的粉末涂料。

实施例3

将实施例1、实施例2制备的粉末涂料(实验组)和2中市售粉末涂料(对照组)按照以下测试方法进行测试：

1)制样：将钢管表面处理后，于170摄氏度烘箱中预热10min，然后静电喷涂实验组和对照组粉末(保证涂膜的厚度在300-500微米)，放入200摄氏度烘箱中固化15min，取出后充分冷却至室温

2)测试：将固化涂覆后的钢管测试工件套于旋转轮轴上，用液压系统将其固定好，按照规定的沟槽宽度和深度(参考标准CECS151-2003)，打开电源自动完成压槽过程。经压槽后的钢管如表面涂层不脱落，不开裂，与基体钢管仍能保持较好的附着力，则测试合格。

结果如下表：

由上表可知，市场上销售的2种粉末涂料均出现了涂层脱落开裂的情况，而本发明的涂料完整度良好；可见，本发明的涂料具有较高的柔韧性，不易脱落、开裂。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高柔韧性粉末涂料，适用于管材，其特征在于，所述粉末涂料为以下原料组分及重量份：

所述环氧树脂的环氧当量是所述酚类固化剂的酚羟基当量的1.2-5.5倍。

2.如权利要求1所述高柔韧性粉末涂料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧当量为600-1100g/eq，软化点为90-110℃。

3.如权利要求1所述高柔韧性粉末涂料，其特征在于，所述酚类固化剂的酚羟基当量为200-500g/eq，软化点为80-100℃。

4.如权利要求1所述高柔韧性粉末涂料，其特征在于，所述增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛。

5.如权利要求1所述高柔韧性粉末涂料，其特征在于，所述抗氧剂为巴斯夫1010、巴斯夫1076、巴斯夫168中的一种或多种组合。

6.如权利要求1所述高柔韧性粉末涂料，其特征在于，所述填料为沉淀硫酸钡，平均粒径为0.5-10微米，白度大于90。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按原料组分重量份混合原料；

2)将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出、熔融混合均匀，熔融挤出物经冷却压辊机直接压片冷却，挤出机各温区温度范围为95-115℃；

3)用破碎机破碎，然后由分级过筛设备磨粉得到最终的粉末涂料。

8.一种如权利要求1-6任意一项所述的粉末涂料在管材中的应用。