CN110982376A - 一种防滑粉末涂料及其在线涂装方法 - Google Patents

一种防滑粉末涂料及其在线涂装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防滑粉末涂料及其在线涂装方法，其原料包括酚醛改性环氧树脂、用于酚醛改性环氧树脂固化的酚类固化剂以及防滑剂；其中，酚醛改性环氧树脂与酚类固化剂在固化条件下可进行交联固化反应，且防滑剂用于在固化反应时产生涂膜防滑纹，可同时提高涂膜与基材之间的附着力以及涂膜表面的防滑性能；本发明通过对于原料配方进行特性创造性筛选设计，在确保具有良好涂膜附着力表现的前提下，同时可以有效提高涂膜的防滑性能，非常适合用于具有优异防滑性能要求的涂装防护领域需求。

Description

一种防滑粉末涂料及其在线涂装方法
技术领域
本发明属于热固性粉末涂料领域，具体涉及了一种防滑粉末涂料，本发明 还涉及了该粉末涂料的在线涂装方法。
背景技术
摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值， 通过该系数表现可以直接说明其表面防滑性能。而在常规的粉末涂料应用中， 一般不会特别要求其具有突出的防滑性能。然而随着环保意识的不断提升， 人们希望粉末涂料能够替代常规油漆在更多场合进行应用，其中包括了具有 优异防滑性能表现的应用场合。
申请人对现有粉末涂料进行了筛选测试，发现要么是粉末涂料的摩擦系 数太低，无法满足防滑要求；单纯满足摩擦系数防滑要求的粉末涂料，其涂 层的物理性能差，且与底材的附着力表现无法满足应用要求，然而申请人在 实际应用中发现，具有防滑性能要求的涂装应用领域通常都会要求涂膜与基 材具备优异的附着力，因此现有技术的粉末涂料均无法直接作为底材的直接 涂装材料。申请人知道，这些需要具有防滑需求的粉末涂料涂装领域通常要 求固化涂膜同时具有高摩擦系数来确保防滑以及良好机械性能来确保其与基 材的附着力的表现。然而粉末涂料行业在提高摩擦系数实现防滑效果的相关 研究经验几乎处于空白状态，申请人经过检索，未发现针对以上技术问题进 行研究的有效技术信息资料。
因此，申请人希望寻求技术方案来解决如上所述的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防滑粉末涂料及其在线涂装方法， 通过对于原料配方进行特性创造性筛选设计，在确保具有良好涂膜附着力表 现的前提下，同时可以有效提高涂膜的防滑性能，非常适合用于具有优异防 滑性能要求的涂装防护领域需求。
在得出本发明技术方案之前，本申请人查阅了大量具有防滑效果的液体 涂料，发现液体防滑涂料大多采用添加耐磨防滑粒料来提高防滑性能，然而 由于热固性粉末涂料需要通过熔融挤出工艺制备得到然后通过固化喷涂工艺 成膜，需要要求热固性粉末涂料与基材具有良好的附着力，同时在表面上又 具有良好的防滑效果，这两种要求本身针对热固性粉末涂料的树脂体系要求 来说是相互抵制的，申请人进行了大量材料筛选配方研究后最终得出本发明 的技术方案。
本发明采用的技术方案如下：
一种防滑粉末涂料，其原料包括酚醛改性环氧树脂、用于所述酚醛改性 环氧树脂固化的酚类固化剂以及防滑剂；其中，所述酚醛改性环氧树脂与所 述酚类固化剂在固化条件下可进行交联固化反应，且所述防滑剂用于在所述 交联固化反应时产生涂膜防滑纹，可同时提高涂膜与基材之间的附着力以及 涂膜表面的防滑性能。
本发明对于防滑剂的要求其应在酚醛改性环氧树脂与酚类固化剂进行固 化时产生涂膜防滑纹。
优选地，所述防滑剂采用醋酸纤维素。
优选地，所述酚醛改性环氧树脂的环氧当量范围不高于700g/eq，且所述 酚类固化剂的羟基当量不高于500g/eq。
优选地，所述酚醛改性环氧树脂的环氧当量范围为400-700g/eq，且所述 酚类固化剂的羟基当量范围为100-350g/eq。
优选地，所述酚醛改性环氧树脂占所述防滑粉末涂料重量份不低于 40％，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量份不低于5％，所述防滑剂占 所述防滑粉末涂料重量份不低于0.1％。
优选地，所述酚醛改性环氧树脂占所述防滑粉末涂料重量份范围为 45-75％，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量份范围为10-25％，所述 防滑剂占所述防滑粉末涂料重量份范围为0.5-8％。
优选地，所述防滑粉末涂料原料还包括占其重量份数范围为1-10％的玻 璃纤维，用于提高涂膜的耐磨性能。
优选地，所述基材为金属基材。
优选地，所述固化条件采用的热固化温度为180-220℃，所述热固化时 间为5-25分钟。
优选地，一种如上所述粉末涂料的在线涂装方法，采用涂装线进行涂 装，所述涂装线的线速度范围在1.8-2.0米/分钟。
本发明惊喜地发现当采用酚醛改性环氧树脂、酚类固化剂以及采用醋酸 纤维素作为防滑剂的配方组合体系下，三者在热固化时进行相互协同作用， 可以同时确保其与基材具有良好涂膜附着力表现以及涂膜的防滑性能表现， 非常适合用于具有优异防滑性能要求的涂装防护领域需求，本发明不需要采 用树脂复配固化体系，不需要对制备工艺进行变化，仅仅通过在配方体系上 的特定组合创新设计，最终得到防滑粉末涂料，填补了粉末涂料行业在提高 防滑涂装领域的相关研究应用空白。
具体实施方式
本实施例公开了一种防滑粉末涂料，其原料包括酚醛改性环氧树脂、用 于酚醛改性环氧树脂固化的酚类固化剂以及防滑剂；其中，酚醛改性环氧树 脂与酚类固化剂在固化条件下可进行交联固化反应，且防滑剂用于在固化反 应时产生涂膜防滑纹，可同时提高涂膜与基材之间的附着力以及涂膜表面的 防滑性能；作为优选方案，本申请人建议在实施时应用的基材为金属基材， 当然也可以采用非金属基材，如木质基材；固化条件采用的热固化温度为180-220℃，热固化时间为5-25分钟；防滑剂采用醋酸纤维素；
本申请在开发过程中，结合本申请所要解决的技术问题，通过不断设计 不同配比的原料组合进行试验后得出更优选参数范围的原料技术方案，具体 体现在：
在优选的当量参数方面，在本实施方式中，酚醛改性环氧树脂的环氧当 量范围不高于700g/eq，且酚类固化剂的羟基当量不高于500g/eq；进一步优 选地，在具体实施时，酚醛改性环氧树脂的环氧当量范围为400-700g/eq，且 酚类固化剂的羟基当量范围为100-350g/eq；
在优选的重量份数选择方面，在本实施方式中，酚醛改性环氧树脂占防 滑粉末涂料重量份不低于40％，酚类固化剂占防滑粉末涂料重量份不低于 5％，防滑剂占防滑粉末涂料重量份不低于0.1％；酚醛改性环氧树脂占防滑 粉末涂料重量份范围为45-75％，酚类固化剂占防滑粉末涂料重量份范围为 10-25％，防滑剂占防滑粉末涂料重量份范围为0.5-8％，本申请人通过对其端 点前后进行测试后，最终建议了该优选重量份数参数范围；
优选地，本实施例在实施时，防滑粉末涂料原料还包括占其重量份数范 围为1-10％的玻璃纤维，本申请人通过对比试验后发现，玻璃纤维进一步提 高涂膜的耐磨性能。
当然地，在本发明其他实施方式中，结合本领域技术人员对粉末涂料的 公知常识，可以根据实际应用需要，在粉末涂料原料中添加其他助剂，如脱 气剂、消泡剂、催化剂、抗紫外线助剂等，本申请在具体实施时对其没有特 别限定之处，这些也不属于本发明的特定技术特征，因此，不再一一展开例 举说明。
为了验证本发明的实施效果，本申请人通过设计下述几组实施例以及对 比例来做进一步佐证说明：
实施例1：一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
酚醛改性环氧树脂 55份，酚醛改性环氧树脂的软化点为 88-98℃，来自国都化工有限公司的EPOXY RESIN KD-211H，其环氧当量范 围为450-550g/eq，在150℃温度下其粘度不高于40000；
酚类固化剂 15份，来自陕西金辰化学有限公司的 V-209，其羟基当量范围为180-250g/eq；
醋酸纤维素 1份，来自EASTMAN:CAB-551-0.2；
颜填料 29份，采用现有技术的常规颜填料即可。
优选地，在本实施方式中，本实施例如上所述粉末涂料的制备方法，包 括如下操作过程：
将酚醛改性环氧树脂、酚类固化剂、醋酸纤维素以及颜填料通过预混、 熔融挤出、磨粉工艺得到粉末涂料，其中，熔融挤出包括加热I区(加热温度 设置在100℃)、加热II区(加热温度设置在105℃)以及加热III区(加热 温度设置在40℃)；
优选地，本实施例还提出了如上所述粉末涂料的在线涂装方法，采用涂 装线进行涂装，涂装线的线速度范围建议设置在1.8-2.0米/分钟，烘烤固化温 度设置为200℃，固化时间设置为15分钟；本实施例涂装固化在基材上呈防 滑橘纹状。
实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 2提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000051
交联固化反应速度；
脱气剂 1份；
颜填料 42.5份。
实施例3：本实施例3的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 3提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000061
固化反应速度；
脱气剂 1.5份；
颜填料 9.5份。
实施例4：一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000062
优选地，本实施方式还提出了一种如上所述粉末涂料的制备方法，包括 如下操作步骤：
将酚醛改性环氧树脂、酚类固化剂、醋酸纤维素再通过预混、熔融挤 出、磨粉工艺得到粉末涂料，其中，熔融挤出包括加热I区(加热温度设置在 80℃)、加热II区(加热温度设置在95℃)以及加热III区(加热温度设置 在40℃)；
优选地，本实施例还提出了本实施例如上所述粉末涂料的在线涂装方 法，采用涂装线进行涂装，涂装线的线速度范围建议设置在1.8-2.0米/分钟， 烘烤固化温度设置为130℃，固化时间设置为20分钟。
实施例5：本实施例5的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 5提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000071
实施例6：本实施例6的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 6提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000072
实施例7：本实施例7的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 7提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000073
实施例8：本实施例8的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 8提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
酚醛改性环氧树脂 75份；
酚类固化剂 23份；
醋酸纤维素 2份。
实施例9：本实施例9的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例 9提出了一种防滑粉末涂料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0002292797110000081
为了验证本发明各实施例的技术效果，本申请还设计了多组对比例：
对比例1：本对比例1的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本对比 例1中，采用纯环氧树脂(具体型号为NPES-903H)替换实施例1中的酚醛 改性环氧树脂
对比例2：本对比例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本对比 例2中，采用常规的胺类固化剂(具体型号为ARADUR 2844)替换实施例1 中的酚类固化剂。
对比例3：本对比例3的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本对比 例3中，未添加醋酸纤维素。
对比例4：本对比例4的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本对比 例3中，采用EASTMAN的CAB-551-0.2作为防滑剂。
对比例5：本对比例5的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本对比 例5中，涂装线的线速度设置为常规的1.5米/分钟。
对比例6：本对比例6的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本对比 例6中，采用聚酯树脂以及聚酯树脂固化剂分别替代实施例1中的酚醛改性 环氧树脂以及酚类固化剂。
本申请对以上所有实施例和对比例进行了各种技术效果检测对比，具体 是将对应实施例或对比例中的粉末涂料喷涂到电梯的防滑工件表面，并依据 在线涂装方法完成涂装，检测对比结果请参见下表1：
表1：本发明各实施例与对比例的实施效果对比
Figure BDA0002292797110000091
Figure BDA0002292797110000101
需要说明的是，划格的执行检测标准为ISO 2409-2013；杯突的执行检测 标准为ISO 1520-2006；弯曲的执行检测标准为ISO 1519-2011；耐冲击的执 行检测标准为ISO6272-1-2011、2-2011，摩擦力采用的测试方法，是将完成 涂装后的防滑工件固定在定位夹具上，在防滑工件上方规定施加压力直至防 滑工件发生位移，施加的压力值越大，代表防滑工件所应用的粉末涂料摩擦 系数越高，进而表示其防滑效果越优异，通过表可看出，本实施例1-实施例 9在涂膜机械性能以及防滑性能的表现明显好于对比例1-6的检测结果，且实 施例1-实施例9在机械涂膜性能以及防滑性能表现方面相差不大，都能满足 应用要求，均属于本申请在实施时可选择的范围，当然，建议采用本申请的 优选参数范围。
还需要说明的是，本发明涉及的环氧当量以及羟基当量的检测标准依据 是GB/T4612-2008。
本实施例惊喜地发现当采用酚醛改性环氧树脂、酚类固化剂以及采用醋 酸纤维素作为防滑剂的配方组合体系下，三者在热固化时进行相互协同作用， 可以同时确保其与基材具有良好涂膜附着力表现以及涂膜的防滑性能表现， 非常适合用于具有优异防滑性能要求的涂装防护领域需求，本实施例不需要 采用树脂复配固化体系，不需要对制备工艺进行变化，仅仅通过在配方体系 上的特定组合创新设计，最终得到防滑粉末涂料，填补了粉末涂料行业在提 高防滑涂装领域的相关研究应用空白。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细 节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形 式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因 此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种防滑粉末涂料，其特征在于，其原料包括酚醛改性环氧树脂、用于所述酚醛改性环氧树脂固化的酚类固化剂以及防滑剂；其中，所述酚醛改性环氧树脂与所述酚类固化剂在固化条件下可进行交联固化反应，且所述防滑剂用于在所述交联固化反应时产生涂膜防滑纹。
2.如权利要求1所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述防滑剂采用醋酸纤维素。
3.如权利要求1或2所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述酚醛改性环氧树脂的环氧当量范围不高于700g/eq，且所述酚类固化剂的羟基当量不高于500g/eq。
4.如权利要求1或2所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述酚醛改性环氧树脂的环氧当量范围为400-700g/eq，且所述酚类固化剂的羟基当量范围为100-350g/eq。
5.如权利要求1或2所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述酚醛改性环氧树脂占所述防滑粉末涂料重量份不低于40％，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量份不低于5％，所述防滑剂占所述防滑粉末涂料重量份不低于0.1％。
6.如权利要求1或2所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述酚醛改性环氧树脂占所述防滑粉末涂料重量份范围为45-75％，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量份范围为10-25％，所述防滑剂占所述防滑粉末涂料重量份范围为0.5-8％。
7.如权利要求1或2所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述防滑粉末涂料原料还包括占其重量份数范围为1-10％的玻璃纤维，用于提高涂膜的耐磨性能。
8.如权利要求1所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述基材为金属基材。
9.如权利要求1所述的防滑粉末涂料，其特征在于，所述固化条件采用的热固化温度为180-220℃，所述热固化时间为5-25分钟。
10.一种根据权利要求1-9之一所述防滑粉末涂料的在线涂装方法，其特征在于，采用涂装线进行涂装，所述涂装线的线速度范围在1.8-2.0米/分钟。
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