CN109705704A - 一种阻燃抗磨粉末涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃抗磨粉末涂料，由以下质量百分比的组分制成：聚酯树脂25‑35％，环氧树脂25‑35％，平滑除气剂1‑1.5％，流平剂1‑1.5％，复配阻燃抗磨助剂1‑5％，阻燃填料10‑15％，其他颜填料12‑32％。本发明提供的涂料中复配耐高温抗磨助剂具有较高的分散性能，在涂料制备过程中流动分散性好，固化后，涂膜平整光滑，无针孔，具有良好的流平性、附着力和耐冲击性，涂膜表面硬度高，制备的粉末涂料可以用于户内铝型材粉、户内厨房电器粉等户内领域，具有优异的阻燃抗磨性能。
Description
技术领域
本发明属于涂料制备领域，涉及一种阻燃抗磨粉末涂料。
背景技术
户内家具电器特别是厨房电器，如微波炉、燃气灶、电热水器等在使用过程中往往容易产生磨损，影响外观件的美观，同时此类电器在使用时需要具有一定的阻燃性能，才可达到消除厨房安全隐患的目的，目前市场现有产品中不具有同时兼顾耐磨以及阻燃性能的粉末涂料。
现有的涂料制备过程中为了提高耐磨性能，通常是在其中加入无机添加剂，由于纳米碳化硅晶须具有较高的耐磨性能和耐高温性能，并应用于涂料中提高涂料的耐高温耐磨性，但是纳米碳化硅晶须由于范德华引力作用和表面张力作用及其本身的形貌特性容易产生严重的团聚和缠绕，进而影响其对涂料的增强效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃抗磨粉末涂料，该涂料制备过程中加入复配耐高温抗磨助剂，其中复配耐高温抗磨助剂是由纳米碳化硅晶须、端羟基超支化聚酯和硅烷偶联剂在高温下熔融混炼制备，利用超支化聚酯的润湿分散性和硅烷偶联剂的偶联效果，将难分散的碳化硅晶须均匀紧密的分散在超支化聚酯相中，因此制得的耐高温抗磨助剂更容易均匀分散在粉末涂料体系中，从而使整体涂膜具有更好的耐高温抗磨效果，此外，配合阻燃填料的使用，进一步提升了涂膜的耐高温阻燃效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种阻燃抗磨粉末涂料，由以下质量百分比的组分制成：
聚酯树脂25-35％，
环氧树脂25-35％，
平滑除气剂1-1.5％，
流平剂1-1.5％，
复配阻燃抗磨助剂1-5％，
阻燃填料10-15％，
其他颜填料12-32％。
较佳地，所述的聚酯树脂酸值为28-32mgKOH/g。
较佳地，所述平滑除气剂为合成微晶蜡。
较佳地，所述流平剂为丙烯酸酯共聚物。
较佳地，所述复配阻燃抗磨助剂由以下组分构成：
纳米碳化硅晶须24-36％
端羟基超支化聚酯40-62％
偶联剂10-30％；
将上述所有原料加入到高速混合机中混合均匀，然后一起投入到混料缸中，按照5分钟*3次进行预混合，然后在挤出机上挤出、压片，挤出温度一区为100℃，二区为120℃，再将片料破碎进行细粉碎，将粗粉通过旋分筛得到20-50微米的细粉即为复配阻燃抗磨助剂。
较佳地，所述纳米碳化硅晶须直径为0.1-0.6μm，长度为10-50μm，长径比≥20。
较佳地，所述端羟基超支化聚酯羟值为520-670mgKOH/g，分子量为500-5000g/mol。
较佳地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
较佳地，所述阻燃填料为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种，最大粒径小于30μm。
本发明的有益效果：
本发明的涂料制备过程中加入复配耐高温抗磨助剂，其中复配耐高温抗磨助剂是由纳米碳化硅晶须、端羟基超支化聚酯和硅烷偶联剂混合制备，由于端羟基超支化聚酯具有超支化结构，具有很好的润湿分散性能，在与偶联剂和纳米碳化硅晶须在高温的挤出机中混合挤出时，将纳米碳化硅晶须均匀紧密分散在聚合物相中，也使得制备的复配耐高温抗磨助剂能够很好的分散在涂料中，从而使整体涂膜具有更好的耐高温抗磨效果。此外，配合阻燃填料的使用，进一步提升了涂膜的耐高温阻燃效果。
本发明提供的涂料中复配耐高温抗磨助剂具有较高的分散性能，在涂料制备过程中流动分散性好，固化后，涂膜平整光滑，无针孔，具有良好的流平性、附着力和耐冲击性，涂膜表面硬度高，制备的粉末涂料可以用于户内铝型材粉、户内厨房电器粉等户内领域，具有优异的阻燃抗磨性能。
具体实施方式
实施例1：
(1)复配阻燃抗磨助剂由以下组分构成：
纳米碳化硅晶须25％
端羟基超支化聚酯45％
偶联剂30％；
纳米碳化硅晶须：广州宏武材料科技有限公司产品；
端羟基超支化聚酯：HyPer H101，武汉超支化树脂科技有限公司产品；
硅烷偶联剂：SG-Si171，南京曙光化工集团有限公司产品；
将上述所有原料加入到高速混合机中混合均匀，然后一起投入到混料缸中，按照5分钟*3次进行预混合，然后在挤出机上挤出、压片，挤出温度一区为100℃，二区为120℃，再将片料破碎进行细粉碎，将粗粉通过旋分筛得到30微米的细粉即为本发明的复配耐高温抗磨助剂；
(2)一种阻燃抗磨粉末涂料，由以下质量百分比的组分制成：
聚酯树脂25％，
环氧树脂25％，
平滑除气剂1％，
流平剂1％，
复配阻燃抗磨助剂1％，
阻燃填料15％，
其他填料31％
炭黑1％。
其中聚酯树脂采用安徽神剑新材料有限公司SJ3B；平滑除气剂采用六安捷通达新材料有限公司SA500；流平剂采用德国德信利化学的PV88；阻燃填料采用新乡锦盛新材料有限公司的阻燃氢氧化铝ZA-1；其他填料采用陕西富化化工有限责任公司的沉淀硫酸钡；炭黑采用日本三菱公司的MA-100；
将原材料按照上述比例一起投入到混料缸中进行预混合→挤出机挤出→压片→粉碎→过筛→成品。
对比例1
本实施例的制备过程同实施例1，不同的是配方中复配耐高温抗磨助剂替换为沉淀硫酸钡。
实施例2
(1)复配阻燃抗磨助剂由以下组分构成：
纳米碳化硅晶须30％
端羟基超支化聚酯50％
偶联剂20％；
纳米碳化硅晶须：广州宏武材料科技有限公司产品；
端羟基超支化聚酯：HyPer H101，武汉超支化树脂科技有限公司产品；
硅烷偶联剂：SG-Si171，南京曙光化工集团有限公司产品。
将上述所有原料加入到高速混合机中混合均匀，然后一起投入到混料缸中，按照5分钟*3次进行预混合，然后在挤出机上挤出、压片，挤出温度一区为100℃，二区为120℃，再将片料破碎进行细粉碎，将粗粉通过旋分筛得到30微米的细粉即为本发明的复配耐高温抗磨助剂；
(2)一种阻燃抗磨粉末涂料，由以下质量百分比的组分制成：
聚酯树脂30％，
环氧树脂30％，
平滑除气剂1.25％，
流平剂1.25％，
复配阻燃抗磨助剂3％，
阻燃填料13.5％
其他填料20％，
炭黑1％；
其中聚酯树脂采用安徽神剑新材料有限公司SJ3B；平滑除气剂采用六安捷通达新材料有限公司SA500；流平剂采用德国德信利化学的PV88；阻燃填料采用新乡锦盛新材料有限公司的阻燃氢氧化铝ZA-1；其他填料采用陕西富化化工有限责任公司的沉淀硫酸钡；炭黑采用日本三菱公司的MA-100；
将原材料按照上述比例一起投入到混料缸中进行预混合→挤出机挤出→压片→粉碎→过筛→成品。
对比例2
本实施例的制备过程同实施例2，不同的是配方中复配耐高温抗磨助剂替换为沉淀硫酸钡。
实施例3
(1)复配阻燃抗磨助剂由以下组分构成：
纳米碳化硅晶须35％
端羟基超支化聚酯55％
偶联剂20％；
纳米碳化硅晶须：广州宏武材料科技有限公司产品；
端羟基超支化聚酯：HyPer H101，武汉超支化树脂科技有限公司产品；
硅烷偶联剂：SG-Si171，南京曙光化工集团有限公司产品。
将上述所有原料加入到高速混合机中混合均匀，然后一起投入到混料缸中，按照5分钟*3次进行预混合，然后在挤出机上挤出、压片，挤出温度一区为100℃，二区为120℃，再将片料破碎进行细粉碎，将粗粉通过旋分筛得到30微米的细粉即为本发明的复配耐高温抗磨助剂。
(2)一种阻燃抗磨粉末涂料，由以下质量百分比的组分制成：
聚酯树脂35％，
环氧树脂35％，
平滑除气剂1.5％，
流平剂1.5％，
复配耐高温抗磨助剂5％，
阻燃填料10％
颜填料11％，
炭黑1％；
其中聚酯树脂采用安徽神剑新材料有限公司SJ3B；平滑除气剂采用六安捷通达新材料有限公司SA500；流平剂采用德国德信利化学的PV88；阻燃填料采用新乡锦盛新材料有限公司的阻燃氢氧化铝ZA-1；其他填料采用陕西富化化工有限责任公司的沉淀硫酸钡；炭黑采用日本三菱公司的MA-100；
将原材料按照上述比例一起投入到混料缸中进行预混合→挤出机挤出→压片→粉碎→过筛→成品。
对比例3
本实施例的制备过程同实施例3，不同的是配方中复配耐高温抗磨助剂替换为沉淀硫酸钡。
对比例4
本实施例的制备过程同实施例3，不同的是配方中复配阻燃抗磨助剂替换为纳米碳化硅晶须。
将实施例1-3和对比例1-4的粉末涂料用静电喷涂的方法分别喷涂在不锈钢板上，在200℃烘烤10分钟，最后得到干膜厚为90um，分别对各个配方进行涂膜的性能测试，具体见表1；
涂膜的性能测试方法和评价标准如下：
涂膜的流平性评价标准根据美国PCI的流平效果评级标准板进行流平评级，1为差，10为优异；
涂膜的附着力强度参照国家标准GB/T 9286；
涂膜的耐冲击强度参照国家标准GB/T 1732；
涂膜的铅笔硬度参照国家标准GB/T 6739；
涂膜的耐高温性能参照国家标准GB/T 1735；
涂膜的阻燃性能参照国家标准GB/T 8626。
表1：实施例1-3及对比例1-4所得涂膜的各种性能指标
由表1可知，本发明中实施例1-3中制备的粉末涂料涂膜后，涂膜平整光滑，无针孔，具有良好的流平性、附着力和耐冲击性，涂膜铅笔硬度高达4H，并且耐火等级达到等级B，而对比例1-3中制备的粉末涂料过程中将复配耐高温抗磨助剂替换成沉淀硫酸钡后，涂料的硬度降低至2H，并且阻燃耐等级只有D等级，而对比例4中直接在涂料中添加纳米碳化硅晶须，纳米碳化硅晶须由于范德华引力作用和表面张力作用及其本身的形貌特性容易产生严重的团聚和缠绕，进而使得其加入涂料中后分散不均匀，不仅造成涂膜流平性降低，并且涂层外观不光滑，有针孔出现，同时在纳米碳化硅晶须聚集后在涂料中分散不均匀，使得涂料的耐磨强度和阻燃性能均没有很大程度的提高。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，由以下质量百分比的组分制成：
聚酯树脂25-35％，
环氧树脂25-35％，
平滑除气剂1-1.5％，
流平剂1-1.5％，
复配阻燃抗磨助剂1-5％，
阻燃填料10-15％
其他颜填料12-32％。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述聚酯树脂酸值为28-32mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述平滑除气剂为合成微晶蜡。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述复配阻燃抗磨助剂由以下组分构成：
纳米碳化硅晶须24-36％
端羟基超支化聚酯40-62％
偶联剂10-30％；
将上述所有原料加入到高速混合机中混合均匀，然后一起投入到混料缸中，按照5分钟*3次进行预混合，然后在挤出机上挤出、压片，挤出温度一区为100℃，二区为120℃，再将片料破碎进行细粉碎，将粗粉通过旋分筛得到20-50微米的细粉即为复配阻燃抗磨助剂。
6.根据权利要求5所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述纳米碳化硅晶须直径为0.1-0.6μm，长度为10-50μm，长径比≥20。
7.根据权利要求5所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述端羟基超支化聚酯羟值为520-670mgKOH/g，分子量为500-5000g/mol。
8.根据权利要求5所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃抗磨粉末涂料，其特征在于，所述阻燃填料为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种，最大粒径小于30μm。
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