CN110982376B - 一种防滑粉末涂料及其在线涂装方法 - Google Patents

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丁酸纤维素。

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100-350 g/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百分比不低于5%，所述防滑剂占所述防滑粉末涂料重量百分比不低于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百分比为45-75%，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量百分比为10-25%，所述防滑剂占所述防滑粉末涂料重量百分比为0.5-8%。

优选地，所述防滑粉末涂料原料还包括占其重量百分比为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丁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；防滑剂采用醋酸丁酸纤维素；

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百分比不低于40%，酚类固化剂占防滑粉末涂料重量百分比不低于5%，防滑剂占防滑粉末涂料重量百分比不低于0.1%；酚醛改性环氧树脂占防滑粉末涂料重量百分比为45-75%，酚类固化剂占防滑粉末涂料重量百分比为10-25%，防滑剂占防滑粉末涂料重量百分比为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百分比为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450-550 g/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180-250 g/eq；

醋酸丁酸纤维素 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、醋酸丁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：

酚醛改性环氧树脂 45份；

酚类固化剂 10份；

醋酸丁酸纤维素 0.5份；

催化剂 1份，具体采用2甲基咪唑，用于提高交联固化反应速度；

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：

酚醛改性环氧树脂 65份，来自陶氏化学的D.E.R.^TM 642U-20；

酚类固化剂 20份，来自大庆庆鲁的amanda 969C 01；

醋酸丁酸纤维素 3份；

催化剂 1份，具体采用2甲基咪唑，用于提高交联固化反应速度；

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：

酚醛改性环氧树脂 50份，来自长春化学的BE574P；

酚类固化剂 15份，来自黄山新佳的HB510；

醋酸丁酸纤维素 8份；

颜填料 27份。

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、醋酸丁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：

酚醛改性环氧树脂 50份；

酚类固化剂 18份；

醋酸丁酸纤维素 2份；

玻璃纤维 5份；

颜填料 25份。

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：

酚醛改性环氧树脂 60份；

酚类固化剂 15份，来自国都化学的KD-405；

醋酸丁酸纤维素 4份；

玻璃纤维 3份；

催化剂 1份；

脱气剂 1份；

颜填料 16份。

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：

酚醛改性环氧树脂 70份；

酚类固化剂 20份；

醋酸丁酸纤维素 2份；

玻璃纤维 8份。

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；

醋酸丁酸纤维素 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：

酚醛改性环氧树脂 40份；

酚类固化剂 5份；

醋酸丁酸纤维素 0.5份；

颜填料 54.5份。

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，未添加醋酸丁酸纤维素。

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4中，涂装线的线速度设置为常规的1.5米/分钟。

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，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

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1-5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丁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 (9)

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；所述防滑剂采用醋酸丁酸纤维素，型号为来自EASTMAN的CAB-551-0.2。

2.如权利要求1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。

3.如权利要求1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100-350 g/eq。

4.如权利要求1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百分比不低于40%，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量百分比不低于5%，所述防滑剂占所述防滑粉末涂料重量百分比不低于0.1%。

5.如权利要求1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百分比为45-75%，所述酚类固化剂占所述防滑粉末涂料重量百分比为10-25%，所述防滑剂占所述防滑粉末涂料重量百分比为0.5-8%。

6.如权利要求1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百分比为1-10%的玻璃纤维，用于提高涂膜的耐磨性能。

7.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。

8.一种如权利要求1所述的防滑粉末涂料的用途，其特征在于，所述防滑粉末涂料应用于金属基材。

9.一种根据权利要求1-7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。