CN110317526A - 一种高耐渗水粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高耐渗水粉末涂料及其制备方法，所述粉末涂料由下述重量百分比的原材料制备得到：聚酯树脂55.0％‑70.0％，异氰尿酸三缩水甘油酯4.2％‑5.3％，磷钼酸锌5％‑10％，耐渗水改性材料5％‑30％，流平剂0.5％‑1.0％，光亮剂0％‑0.5％，蜡粉0.2％‑1.0％，安息香0.2％‑0.5％，碳二亚胺0.5％‑1.5％，抗氧剂0.2％‑0.5％，颜料0.0％‑25.0％。本发明所制备的粉末涂料在具备粉末涂料涂膜各项性能基础上，大幅度提升了涂层的耐渗水性，具有非常好的市场前景。

Description

一种高耐渗水粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于粉末涂料制备的技术领域，具体涉及一种高耐渗水粉末涂料及其制备方法。

背景技术

粉末涂料具有无VOC、环保、节能、施工效率高与应用范围宽等优点，并以其经济、环保、高效和性能卓越等优点，正逐渐替代有机溶剂型涂料，成为涂料行业中的重要发展方向，一直保持着较快的增长速度。用粉末涂料由于大部分是用于户外涂装和装饰，经常日晒雨淋，在一些高温高湿度的密闭环境内水汽会渗透进涂膜从而出现水斑，影响其性能及外观效果。德国认证规范GSB AI 631-2013中对耐水汽性方面有规范化的要求，国内大部分普通粉末涂料涂膜耐渗水汽性能较差，无法满足在高温高湿度的条件下涂膜达到其指定标准。针对这个问题，高耐渗水粉末涂料在不影响其他性能的前提下，通过改进涂膜的致密性和疏水性的方法来有效的改善这一问题。

如中国专利号为CN200910100570.7的专利公开了一种耐候型粉末涂料，其配方包括：羟基值为35～45mg/a的羟基丙烯酸树脂35％～45％，酸值为60～70mg KOH/g的端羧基聚酯树脂30％～35％，四甲氧基甲基甘脲3％～5％，丙烯酸型流平剂0.5％～1.3％，硫酸钡20％～30％，安息香0.5％～1.5％。该发明的粉末涂料，耐候性能大大提高，480小时QUV－B(加速光老化试验)保光率从传统的聚酯粉末涂料的50％增强至95％以上，能够满足户外高耐候性的涂装要求；该发明的粉末涂料成本比氟碳树脂粉末涂料和有机硅树脂粉末涂料的成本低(可降低约50％)。但该发明对于涂料的耐渗水性能并没有做进一步的研究。

又如中国专利号为CN201710499223.0公开了一种增韧耐温防渗水涂料胶浆，包含水泥、可再用分散胶粉、石膏缓凝剂、消泡剂、热石膏、石灰、细沙浆。该发明还公开了增韧耐温防渗水涂料胶浆的制备方法。该发明的增韧耐温防渗水涂料胶浆制备方便，成本低，可有效防渗水的作用，氮化钛-丙烯酰胺类聚合物的加入，明显地提高涂料的增韧耐温性能。该涂料无论是在室内还是室外、隧道、蓄水池、饮用水储罐等潮湿地方都可以达到很好的效果，特别适用于采用传统注浆工艺难以解决的墙体渗漏难题。但该方法制备的防渗水涂料为胶浆状态，运输和使用不够便捷。

再如专利号为JP2002520437A的专利公开了一种改进水性无机防渗涂层对聚烯烃基材的粘附性的方法。该方法包括:对涂有丙烯酸底涂层的基材进行电晕处理,并涂覆防渗涂料组合物。但该方法制备的水性无机防渗涂层的耐渗水性能不足以满足消费者的需求，其在行业的应用依然受到限制。

综合上，在耐渗水粉末涂料制备领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高耐渗水粉末涂料及其制备方法，该粉末涂料涂膜具有高耐渗水性、高耐盐雾性、耐沸水性、耐候性以及优异的机械性能，可以应用于行业。

为了克服现有技术存在的不足，本发明的具体技术方案如下：

一种高耐渗水粉末涂料由下述重量百分比的原材料制备得到：

上述原材料重量百分比之和为100％。

可选地，所述聚酯树脂酸值为38-38mgKOH/g。

可选地，所述磷钼酸锌为工业级磷钼酸锌。

可选地，所述蜡粉为聚四氟乙烯蜡。

可选地，所述碳二亚胺为N,N,-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺。

另外，提供一种高耐渗水粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按重量百分比，称取上述所述原材料；

2)将所述将原材料按其对应的重量百分比投入混料缸中进行预混合，所述预混合的时间为3-5分钟，所述预混合的搅拌转速为500-1000r/min，所述预混合的温度为20-30℃，得到混合材料；

3)在80-120℃的环境下熔融混合并通过挤出机熔融挤出混合材料；

4)用压片机将挤出的混合材料压成片状后，风冷；

5)用粉碎机将上述片状材料破碎磨粉，并将破碎磨粉后的物料过150-180目标准筛筛分级成所述粉末涂料。

另外，提供一种高耐渗水粉末涂料中耐渗水改性材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将0.1％-0.3％硅烷偶联剂加入到乙醇水溶液(乙醇水溶液质量比为水：无水乙醇＝1:9)中，超声分散5-10min，得硅烷偶联剂溶液；

2)将5.0％-20.0％硫酸钡、5.0％-20.0％片状绢云母分散于无水乙醇中，超声分散30-60min，得填料粒子；

3)将2)中的填料粒子分散液加入1)中的硅烷偶联剂溶液中，在80-110℃加热搅拌4-6h，对填料粒子表面进行改性；

4)将改性后的物料在70-90℃下干燥16-24h，再研磨即可得到耐渗水改性材料。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：1)本发明的通过在配方中融入磷钼酸锌使涂层表面具有很强的疏水性，且聚酯有机结合得到致密的漆膜，更好的隔绝空气中的氧和水分；2)本发明涂料含有碳二亚胺可以与水解产生的羧酸反应生成稳定酰脲，从而提高涂层水解稳定性，提高了涂层的耐水汽能力；3)本发明的粉末涂料中耐渗水改性材料是通过良好的分散工艺，将绢云母均匀分散在硫酸钡中，并在其颗粒表面通过硅烷偶联剂进行反应组合后，云母粉改性后表面的聚合物链含有O-Si-R基团，其特有结构在提高致密性的同时具有较强的疏水性，而硫酸钡经过改性则与底材表面的羟基形成氢键或缩合成Si-O-M共价键，有效提高涂层的附着力，同时改性后两种填料表面基团缩合提高各组分之间的结合力，这样就使硫酸钡及绢云母的片状结构形成了网状结构，具有非常强的抗水渗透能力，从而使涂层具有了很强的耐渗水能力。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

实施例1：

一种高耐渗水粉末涂料，所述粉末涂料由下述重量百分比的原材料制备得到：

上述原材料重量百分比之和为100％。

本实施例的高耐渗水粉末涂料通过聚酯树脂与耐渗水改性材料作为主体架构，多种助剂协同配合，能够显著提高涂层的耐渗水性。通过改变聚酯树脂与耐渗水改性材料的比例以及磷钼酸锌和碳二亚胺的用量来改变涂层的耐渗水性能，从而使涂膜达到更好的性能。

其中，所述聚酯树脂酸值为32-38mgKOH/g。相比普通聚酯树脂所做出来的涂膜具有更好的耐渗水性能及耐候性；

所述磷钼酸锌为工业级磷钼酸锌。其可改变涂膜极性，非极性具有很强疏水性能，同时与粉末中其他高分子有机物结合得到更为致密的涂膜，可以更好的隔绝空气中的氧气和水分进入。

所述耐渗水改性材料中，云母粉改性后表面的聚合物链含有O-Si-R基团，其特有结构在提高致密性的同时具有较强的疏水性，而硫酸钡经过改性则与底材表面的羟基形成氢键或缩合成Si-O-M共价键，有效提高涂层的附着力，同时改性后两种填料表面基团缩合提高各组分之间的结合力，这样就使硫酸钡及云母粉的片状结构形成了网状结构，具有非常强的抗水渗透能力，从而使涂层具有了很强的耐渗水能力。

所述蜡粉为聚四氟乙烯蜡。

所述碳二亚胺为N,N,-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺。其可与水解产生的羧酸反应生成稳定酰脲，从而提高其水解稳定性。

另外，一种高耐渗水粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

按所述配方将原材料按其对应的重量百分比投入混料缸中进行预混合，时间为3-5分钟，转速500-1000r/min，工作温度20-30℃；通过挤出机熔融挤出，压片，风冷，破碎磨粉；将微细粉碎的物料过150-180目标准筛筛分级成所述粉末涂料。

另外，一种高耐渗水粉末涂料中耐渗水改性材料的制备方法，包括以下步骤：

将0.1％-0.3％硅烷偶联剂加入到乙醇水溶液(乙醇水溶液质量比为水：无水乙醇＝1:9)中，超声分散5-10min；将5.0％-20.0％硫酸钡、5.0％-20.0％片状绢云母分散于无水乙醇中，超声分散30-60min；将填料粒子分散液加入硅烷偶联剂溶液中，在80-110℃加热搅拌4-6h，对填料粒子表面进行改性；将改性后的物料在70-90℃下干燥16-24h，再研磨即可得到改性填料。

本实施例的提供的粉末涂料在具备粉末涂料涂膜各项性能基础上，大幅度提升了涂层的耐渗水性，具有非常好的市场前景。

实施例2

按表1所示配方组成精确称量物料，置于高速混料缸中混合3分钟；物料混合后用挤出机在100℃的温度下挤出；然后压片，冷却，破碎后用ACM磨粉机粉碎至平均粒径为30-35μm的粉末颗粒；过180目筛网过筛，包装成成品。

表1高耐渗水粉末涂料配方

聚酯树脂	55.0％
		异氰尿酸三缩水甘油酯	4.2％
磷钼酸锌	10.0％
		耐渗水填料	6.7％
流平剂	1.0％
		光亮剂	0.5％
蜡粉	1.0％
		安息香	0.3％
碳二亚胺	1.0％
		抗氧剂	0.3％
颜料	20.0％
		合计	100％

实施例3

按表2所示配方组成精确称量物料，置于高速混料缸中混合3分钟；物料混合后用挤出机在100℃的温度下挤出；然后压片，冷却，破碎后用ACM磨粉机粉碎至平均粒径为30-35μm的粉末颗粒；过180目筛网过筛，包装成成品。

表2高耐渗水粉末涂料配方

实施例4

按表3所示配方组成精确称量物料，置于高速混料缸中混合3分钟；物料混合后用挤出机在100℃的温度下挤出；然后压片，冷却，破碎后用ACM磨粉机粉碎至平均粒径为30-35μm的粉末颗粒；过180目筛网过筛，包装成成品。

表3高耐渗水粉末涂料配方

实施例5

按表4所示配方组成精确称量物料，置于高速混料缸中混合3分钟；物料混合后用挤出机在100℃的温度下挤出；然后压片，冷却，破碎后用ACM磨粉机粉碎至平均粒径为30-35μm的粉末颗粒；过180目筛网过筛，包装成成品。

表4高耐渗水粉末涂料配方

聚酯树脂	70.0％
		异氰尿酸三缩水甘油酯	5.3％
磷钼酸锌	10.0％
		耐渗水填料	9.0％
流平剂	1.0％
		光亮剂	0.5％
蜡粉	0.5％
		安息香	0.3％
碳二亚胺	0.6％
		抗氧剂	0.3％
颜料	2.5％
		合计	100％

对比例1

按下述步骤用不在此发明中的原材料制备耐渗水粉末涂料。

按表5所示配方组成精确称量物料，置于高速混料缸中混合4分钟；物料混合后用挤出机在105℃的温度下挤出；然后压片，冷却，破碎后用ACM磨粉机粉碎至平均粒径为30-35μm的粉末颗粒；过180目筛网过筛，包装成成品。

表5普通粉末涂料配方(重量百分比)

按上述实施例2-5和对比例1制备所得粉末涂料，采用高压静电喷涂在1.0mm铝板上作测检，涂层膜厚控制在60-80μm，烘烤条件为200℃/10min，按照GB/T5237.4和德国认证规范GSB AL 631-2013《铝建筑组件涂层国际规范》中第7部分测量和试验方法第16条包含水斑检测的方法，标准的名称是耐水气性检测,Resistance to moisture对涂层进行测试，得到性能指标如表6：

表6涂层性能检测结果

由实施例2-5中得到的粉末涂料及其涂层理化性质可知，本发明中通过不同树脂的比例，再与其他原材料按相应重量比制得样粉并制成相应样板涂层，按照相关标准对样粉及其涂层进行测试，可知，本发明所制备的粉末涂料在具备粉末涂料涂膜各项性能基础上，大幅度提升了涂层的耐渗水性。本发明的其他各项性能指标(包括耐盐雾性、机械性能、耐沸水性、耐候性、冲击强度)不仅符合市场上现有的粉末的要求，同时又提高了耐渗水性能，在满足客户需求的同时，更易于被用户接受。

对比例1与实施例2-5相比较，对比例1中填料为硫酸钡，相比耐渗水改性材料的网状及层状分布，耐水气并无其优异，同时磷钼酸锌使涂层更为疏水和致密，耐水气测试后，其色差更大。

综上所述，本发明提供的高耐渗水粉末涂料在具备粉末涂料涂膜各项性能基础上，大幅度提升了涂层的耐渗水性，具有非常好的市场前景。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (7)

1.一种高耐渗水粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料由下述重量百分比的原材料制备得到：

上述原材料重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述一种高耐渗水粉末涂料，其特征在于：所述聚酯树脂酸值范围为32-38mgKOH/g。

3.根据权利要求2所述一种高耐渗水粉末涂料，其特征在于：所述磷钼酸锌为工业级磷钼酸锌。

4.根据权利要求3所述一种高耐渗水粉末涂料，其特征在于：所述蜡粉为聚四氟乙烯蜡。

5.根据权利要求4所述一种高耐渗水粉末涂料，其特征在于：所述碳二亚胺为N,N,-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺。

6.根据权利要求5所述一种高耐渗水粉末涂料，其特征在于，所述耐渗水改性材料的制备包括以下步骤：

1)将0.1％-0.4％硅烷偶联剂加入到乙醇水溶液，且所述乙醇水溶液中水：无水乙醇的质量比为1:9，后加入冰醋酸调节PH＝3-5，超声分散5-10min，得硅烷偶联剂溶液；

2)将5.0％-20.0％硫酸钡、5.0％-20.0％片状绢云母分散于无水乙醇中，超声分散30-60min，得到填料粒子；

3)将2)中的填料粒子分散液加入1)中的硅烷偶联剂溶液中，在80-110℃加热搅拌4-6h，对填料粒子表面进行改性；

4)将改性后的物料在70-90℃下干燥16-24h，再研磨即可得到耐渗水改性材料。

7.一种制备如权利要求1-6任一项所述的高耐渗水粉末涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按重量百分比，称取上述所述原材料；

2)将所述原材料按其对应的重量百分比投入混料缸中进行预混合，所述预混合的时间为3-5分钟，所述预混合的搅拌转速为500-1000r/min，所述预混合的温度为20-30℃，得到混合材料；

3)在80-120℃的环境下熔融混合并通过挤出机熔融挤出混合材料；

4)用压片机将挤出的混合材料压成片状后，风冷；

5)用粉碎机将上述片状材料破碎磨粉，并将破碎磨粉后的物料过150-180目标准筛筛分级成所述粉末涂料。