CN110669428A - 一种超高光泽黑色塑料粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于粉末涂料领域，公开了一种超高光泽黑色塑料粉末涂料及其制备方法。本发明的超高光泽黑色塑料粉末涂料包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、水性醇酸树脂多元醇分散体、二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、石墨烯、分散剂、填料、炭黑、流平剂。该超高光泽黑色塑料粉末涂料以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和水性醇酸树脂多元醇分散体为主要成分，添加活性碳酸钙与气相二氧化硅粉末组成的复合填料以及石墨烯，通过独特的配方组合、合适的组分配比，对于塑料、金属底材有良好的附着力，在喷涂后，表面光泽度高，产品美观实用，且制备工艺简单，具有广泛的应用前景。

Description

一种超高光泽黑色塑料粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉末涂料领域，具体是涉及一种超高光泽黑色塑料粉末涂料及其制备方法。

背景技术

溶剂型涂料易燃易爆，在生产、储存、运输和使用的过程中存在诸多不安全因素，而且溶剂型涂料在使用中需要大量有机溶剂来稀释，造成资源浪费的同时，更会严重的污染环境。而六十年代发展起来的粉末涂料是一种新型的不含溶剂的100％固体涂料，因其具有材料利用率高、无溶剂、无污染、可回收、环保等优点，发展较快，广泛应用于各行业。特别是1960年开始生产环氧粉末和1964年开始采用静电喷涂工艺以来，各国对粉末材料品种和涂敷装备等开展了大量的试验研究工作，应用范围不断扩大，从管道防腐至汽车表面装饰性涂层，从小的钢管接头到大的变压器，都获得良好的效果。

其中，光泽度是评价粉末涂料性能的一项重要指标。粉末涂料的光泽度与其主要成分本身的光泽度有关，传统的塑料涂饰多采用热塑性丙烯酸涂料或双组分聚氨酯涂料，这类涂料存在着耐磨性不足，光泽度低等问题，不能满足对光泽度要求较高的特定的市场需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种超高光泽黑色塑料粉末涂料，该粉末涂料具有独特的配方组合，通过合适的组分配比获得了高光泽，高附着力的效果，在使用时将所述涂料喷涂于塑料或金属工件上固化即可。

为达到本发明的目的，本发明的超高光泽黑色塑料粉末涂料包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、水性醇酸树脂多元醇分散体、二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、石墨烯、分散剂、填料、碳黑、流平剂。

优选地，按重量份数计，所述超高光泽黑色塑料粉末涂料包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20-30份、水性醇酸树脂多元醇分散体20-30份、二异氰酸酯8-16份、偶氮二氰基戊酸2-5份、石墨烯3-6份、分散剂3-5份、填料8-15份、碳黑2-5份、流平剂1-3份。

本发明中石墨烯的加入有利于涂料的散热性，申请人经研究发现在本发明以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和水性醇酸树脂多元醇分散体为主要成分的黑色塑料粉末涂料中加入石墨烯还有利于提高粉末涂料的附着力、光泽度等性能。

进一步地，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末组成。

气相二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，具有比表面积大，表面吸附力强，分散性能好等性能，可以大大改善热固性粉末涂料的储存稳定性和粉末涂料的松散性，申请人经研究发现当填料为活性碳酸钙和气相二氧化硅粉末时本发明的填料能很好的提高粉末涂料的表面光泽度，从而提高产品性能，其中，活性碳酸钙和气相二氧化硅粉末按质量比1：2-3组成时效果最佳。

进一步地，所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，使用该分散剂可以进一步的提高涂料的稳定性、附着力、均匀性，进而提高粉末涂料的光泽度。

优选地，所述异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.5-1。

进一步地，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷和聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

本发明的粉末涂料备工艺简单，其中一种制备方法包含以下步骤：将二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、填料、流平剂、石墨烯和分散剂充分混合制成预混料；将所得预混料与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、水性醇酸树脂多元醇分散体和碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得所述超高光泽黑色塑料粉末涂料。

优选地，所述预混料中先将石墨烯与分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、填料、流平剂混合均匀得预混料。

其中，制备方法中所述填料、流平剂和分散剂等如前所述。

根据使用需求，本发明所述超高光泽黑色塑料粉末涂料中还可以加入少量助剂，如抗静电剂、紫外光吸收剂、阻燃剂等。

本发明所述超高光泽黑色塑料粉末涂料以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和水性醇酸树脂多元醇分散体为主要成分，添加活性碳酸钙与气相二氧化硅粉末组成的复合填料以及石墨烯，通过独特的配方组合、合适的组分配比，对于塑料、金属底材有良好的附着力，在喷涂后，表面光泽度高，产品美观实用，且制备工艺简单，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。

而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得所述超高光泽黑色塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例2

按重量份数计，先将3份石墨烯与3份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与8份二异氰酸酯、2份偶氮二氰基戊酸、8份填料、1份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与20份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、20份水性醇酸树脂多元醇分散体和2份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得所述超高光泽黑色塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.5；所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。

实施例3

按重量份数计，先将6份石墨烯与5份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与16份二异氰酸酯、5份偶氮二氰基戊酸、15份填料、3份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与30份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、30份水性醇酸树脂多元醇分散体和5份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得所述超高光泽黑色塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：3组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：1；所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

实施例4

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例5

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与50份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例6

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与50份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例7

按重量份数计，将12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得所述超高光泽黑色塑料粉末涂料。

其中，所述填料是活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例8

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是活性碳酸钙；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例9

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是气相二氧化硅粉末；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例10

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、滑石粉按质量比1：2.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例11

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：3.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例12

按重量份数计，先将5份石墨烯与4份分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述分散剂为氮氮二甲基甲酰胺；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例13

按重量份数计，将12份二异氰酸酯、4份偶氮二氰基戊酸、12份填料、2份流平剂、5份石墨烯、4份分散剂混合均匀制成预混料；将所得预混料与25份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、25份水性醇酸树脂多元醇分散体和4份碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得塑料粉末涂料。

其中，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末按质量比1：2.5组成；所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物，且异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.8；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

效果实施例

对以上实施例所得粉末涂料进行附着力和光泽度测试，测试标准和结果如表1所示。

表1各实施例所得粉末涂料的附着力和光泽度测试标准及结果

由表1可知，在本发明以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和水性醇酸树脂多元醇分散体为主要成分的黑色塑料粉末涂料配方体系中，当填料为活性碳酸钙和气相二氧化硅粉末时本发明的填料能很好的提高粉末涂料的表面光泽度，其中，活性碳酸钙和气相二氧化硅粉末按质量比1：2-3组成时效果最佳，加入石墨烯还有利于提高粉末涂料的附着力、光泽度等性能，且制备所述涂料时先将石墨烯与分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、填料、流平剂混合均匀，效果较好。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述超高光泽黑色塑料粉末涂料包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、水性醇酸树脂多元醇分散体、二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、石墨烯、分散剂、填料、碳黑、流平剂。

2.根据权利要求1所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，所述超高光泽黑色塑料粉末涂料包含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯20-30份、水性醇酸树脂多元醇分散体20-30份、二异氰酸酯8-16份、偶氮二氰基戊酸2-5份、石墨烯3-6份、分散剂3-5份、填料8-15份、碳黑2-5份、流平剂1-3份。

3.根据权利要求1所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述填料是由活性碳酸钙、气相二氧化硅粉末组成。

4.根据权利要求3所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述活性碳酸钙和气相二氧化硅粉末的质量比为1：2-3。

5.根据权利要求1所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述分散剂为异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的混合物。

6.根据权利要求6所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述异丙醇和氮氮二甲基甲酰胺的质量比为1：0.5-1。

7.根据权利要求1所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷和聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的超高光泽黑色塑料粉末涂料，其特征在于，所述超高光泽黑色塑料粉末涂料中还包含抗静电剂、紫外光吸收剂和阻燃剂中的一种或多种。

9.权利要求1-8任一项所述超高光泽黑色塑料粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：将二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、填料、流平剂、石墨烯和分散剂充分混合制成预混料；将所得预混料与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、水性醇酸树脂多元醇分散体和碳黑通过挤出机共同挤出、冷却、粉碎、筛分，即得所述超高光泽黑色塑料粉末涂料。

10.根据权利要求9所述超高光泽黑色塑料粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述预混料中先将石墨烯与分散剂混合后加热至35-45℃搅拌混匀，得石墨烯浆料，再将石墨烯浆料与二异氰酸酯、偶氮二氰基戊酸、填料、流平剂混合均匀得预混料。