CN111423802A - 一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料及其制备方法，该涂料由以下重量份的原料加工制备而成：改性聚氨酯树脂60‑70份、固化剂5‑11份、颜填料25‑40份、防腐剂0.1‑0.3份、抗氧化剂0.2‑0.3份、增韧剂0.2‑0.5份、分散剂1‑3份、光稳定剂0.1‑0.3份；本发明通过设置料筒与输气管道，其中前者通过设置底筒板，能够及时的将粉碎完成的的物料进行转移，一方面能够避免物料粉碎过度，另一方面能够节约能源，减少刀片的磨损，后者喷出的高压气流一方面能够将沉积在主筒体内的粉料吹起，方便破碎刀片对粉料进行进一步粉碎，避免在粉碎郭晨中有大量粉料聚集在主筒体的底部无法被破碎刀片接触到并进行进一步破碎，另一方面大大提升了破碎效率。

Description

一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，具体的，涉及一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料，和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气，它具有无溶剂污染的优点，从而具有高效、节约资源以及环保的特点，而聚氨酯粉末涂料正发展成为粉末涂料的主流，在粉末涂料中所占的比例越来越大，由于聚氨酯粉末涂料具有优良的耐候性、优良的物理力学性能和防腐蚀性，涂膜光亮丰满、耐磨、耐划伤、耐溶剂，流平性好、附着力强。被广泛应用于冰箱、洗衣机、空调等家电及高级家具、汽车、摩托车等产业。
粉末涂料虽然具有以上多种优点，但是仍具有附着力差、性脆、耐温耐候能力不理想等缺点，为了提供一种具有良好性质的粉末涂料，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料及其制备方法。
本发明需要解决的技术问题为：
1、现有技术中粉末涂料虽然具有多种优点，但是仍具有附着力差、性脆、耐温耐候能力不理想等缺点。
2、制备粉末涂料时，需要对片状的原料进行粉碎，但是在现有技术中，粉碎是通过将大量物料加入粉碎机中进行粉碎直至粉碎至要求粒径，但是在粉碎过程中，会有一部分物料先达到要求粒径，而达到要求粒径的物料需要继续保留在粉碎机中进行粉碎，这样就导致一方面粉碎得到的物料粒径不均匀，另一方面会提升能源浪费。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料，由以下重量份的原料加工制备而成：
改性聚氨酯树脂60-70份、固化剂5-11份、颜填料25-40份、防腐剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.2-0.3份、增韧剂0.2-0.5份、分散剂1-3份、光稳定剂0.1-0.3份；
所述改性聚氨酯树脂的制备方法为：
将环氧大豆油1-1.2重量份、羟基柠檬酸1-2重量份与苯基三甲氧基硅烷0.6-1重量份均匀混合后，在45-50℃温度下搅拌反应3-6h，然后向其中加入1.2-1.8重量份环己基异氰酸酯和1.2-1.8重量份的1,12-十二烷二醇和二甲基甲酰胺，在45-50℃温度下继续搅拌反应2-3h，反应结束后真空脱泡，得到聚氨酯预聚体，再将聚氨酯预聚体加热至熔融状态，然后向其中加入扩链剂，搅拌反应4-6h后，在60-70℃温度下加压硫化，得到成品的改性聚氨酯树脂。
作为本发明的进一步方案，所述防腐剂为防腐剂JLB50，所述抗氧化剂为抗氧化剂626，所述分散剂为CP-8131，所述光稳定剂为光稳定剂HS-3203，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述固化剂为多异氰酸酯。
作为本发明的进一步方案，所述颜填料为金属镍粉、钛白粉、碳酸钙、膨润土与石英粉中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述扩链剂为2-甲基戊二胺，扩链剂的添加量为0.05-0.1重量份。
所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：
按照重量比将上述原料加入混合机中进行预混；
将混合后的原料加入挤出机中熔融挤出，基础温度为120-150℃，挤出后的物料通过压片破碎机破碎、冷却得到片状物料；
将上一步骤得到的片状物料加入破碎机中制备得到粒径为200-300目的环保粉末涂料。
所述破碎机包括安装架，固定安装在安装架上的料筒，固定安装在安装架上的驱动电机，与料筒接通的输气管道，设置在料筒内且与料筒转动连接的转轴，设置在料筒下方的底料传输带；
所述料筒包括主筒体，与主筒体铰接的出料板、进料板，以及设置在主筒体下方的底筒板，主筒体、出料板、进料板以及底筒板能够组合形成圆筒结构，主筒体上固定设置有进料筒，进料板的活动范围处于进料筒内；
所述出料板的一侧边与主筒体铰接，出料板与连接杆固定连接，连接杆的一端与开合气缸的气缸轴转动连接，开合气缸的底部与安装座铰接，安装座固定设置在安装架上，所述进料板的一侧边与主筒体铰接，进料板与与连接杆固定连接，连接杆的一端与开合气缸的气缸轴转动连接，开合气缸的底部与安装座铰接，安装座固定设置在安装架上，所述进料筒上设置有滑道，与进料板固定连接的连接杆沿着滑道滑动；
所述底筒板为筛网结构，底筒板的底部固定设置有集料箱，集料箱的底部设置有出料口；
所述转轴的两端通过轴承与支座转动连接，转轴的一端通过皮带与驱动电机的轴伸端传动连接，转轴处于料筒内的部分外壁上固定设置有破碎刀片；
所述输气管道包括输气主管，与输气主管接通的分气管，以及若干与分气管接通的输气支管，所述输气支管沿主筒体的轴向成一排设置，所述输气主管的一端与空气压缩机连接。
所述输气支管的出气方向与竖直方向成大于30°小于55°的锐角。
所述输气支管的出气口处设置有异形挡圈，使输气支管的出气口处形成文丘里管结构。
所述底料传输带括传输带安装架，传输带安装架的两端转动设置有安装轴，两个安装轴上转动安装有传送带，传送带上等距设置有若干挡条，挡条与传送带的运动方向相垂直，其中一个安装轴的一端固定连接有传送带电机的轴伸端，传送带电机固定安装在安装架上。
所述破碎机的工作方法为：
通过开合气缸驱动进料板打开，并向料筒内加入待破碎的原料，然后开合气缸驱动进料板关闭，通过驱动电机驱动转轴转动，对料筒内的原料进行粉碎；
在原料粉碎过程中，通过空气压缩机向料筒内输入压缩空气，被粉碎到要求粒径的粉料沿着底筒板排出进入集料箱中，然后通过出料口排出收集；
当有预设量的物料完成粉碎，并由出料口排出后，驱动电机停止工作，同时开合气缸驱动出料板打开，将未完成粉碎的物料排出至底料传输带上进行转移。
本发明的有益效果：
1、本发明在改性聚氨酯的制备过程中，首先将环氧大豆油的环氧基团开环，将环氧大豆油接枝至羟基柠檬酸上，提高聚氨酯的耐候性与耐热性，环氧大豆油分子具有长直链结构，能够大大提升聚氨酯涂料的韧性，然后将苯基三甲氧基硅烷接枝到羟基柠檬酸上，苯基三甲氧基硅烷上含有疏水的s i-o键，从而能够提高改性聚氨酯的疏水性能，另外，引入的有机硅链段能够大大提升改性聚氨酯的韧性，提升成膜质量。
2、本发明通过设置料筒与输气管道，其中前者通过设置底筒板，能够及时的将粉碎完成的的物料进行转移，一方面能够避免物料粉碎过度，另一方面能够节约能源，减少刀片的磨损，后者喷出的高压气流一方面能够将沉积在主筒体内的粉料吹起，方便破碎刀片对粉料进行进一步粉碎，避免在粉碎郭晨中有大量粉料聚集在主筒体的底部无法被破碎刀片接触到并进行进一步破碎，另一方面，喷出的高压气流能够促进主筒体内的粉料的运动，从而避免粉料聚集堵塞底筒板，导致破碎完成的粉料无法及时自底筒板排出，从而大大提升了破碎效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1为破碎机的结构示意图；
图2为底料传输带的结构示意图；
图3为破碎机的侧视图；
图4为破碎机另一角度的结构示意图；
图5为料筒的局部结构示意图；
图6为输气支管的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料，其特征在于，由以下重量份的原料加工制备而成：
改性聚氨酯树脂60-70份、固化剂5-11份、颜填料25-40份、防腐剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.2-0.3份、增韧剂0.2-0.5份、分散剂1-3份、光稳定剂0.1-0.3份。
所述防腐剂为防腐剂JLB50，
所述抗氧化剂为抗氧化剂626；
所述分散剂为CP-8131；
所述光稳定剂为光稳定剂HS-3203；
所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；
所述固化剂为多异氰酸酯；
所述颜填料为金属镍粉、钛白粉、碳酸钙、膨润土与石英粉中的一种。
所述改性聚氨酯树脂的制备方法为：
将环氧大豆油1-1.2重量份、羟基柠檬酸1-2重量份与苯基三甲氧基硅烷0.6-1重量份均匀混合后，在45-50℃温度下搅拌反应3-6h，然后向其中加入1.2-1.8重量份环己基异氰酸酯和1.2-1.8重量份的1,12-十二烷二醇和二甲基甲酰胺，在45-50℃温度下继续搅拌反应2-3h，反应结束后真空脱泡，得到聚氨酯预聚体，再将聚氨酯预聚体加热至熔融状态，然后向其中加入扩链剂，搅拌反应4-6h后，在60-70℃温度下加压硫化，得到成品的改性聚氨酯树脂。
所述扩链剂为2-甲基戊二胺，扩链剂的添加量为0.05-0.1重量份；
在该步骤中，首先将环氧大豆油的环氧基团开环，将环氧大豆油接枝至羟基柠檬酸上，提高聚氨酯的耐候性与耐热性，环氧大豆油分子具有长直链结构，能够大大提升聚氨酯涂料的韧性，然后将苯基三甲氧基硅烷接枝到羟基柠檬酸上，苯基三甲氧基硅烷上含有疏水的s i-o键，从而能够提高改性聚氨酯的疏水性能，另外，引入的有机硅链段能够大大提升改性聚氨酯的韧性。
上述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法为：
按照重量比将上述原料加入混合机中进行预混；
将混合后的原料加入挤出机中熔融挤出，基础温度为120-150℃，挤出后的物料通过压片破碎机破碎、冷却得到片状物料；
将上一步骤得到的片状物料加入破碎机中制备得到粒径为200-300目的环保粉末涂料。
如图1至图6所示，所述破碎机包括安装架5，固定安装在安装架5上的料筒2，固定安装在安装架5上的驱动电机6，与料筒2接通的输气管道3，设置在料筒2内且与料筒2转动连接的转轴4，设置在料筒2下方的底料传输带1；
所述料筒2包括主筒体21，与主筒体21铰接的出料板22、进料板23，以及设置在主筒体21下方的底筒板24，主筒体21、出料板22、进料板23以及底筒板24能够组合形成圆筒结构，主筒体21上固定设置有进料筒27，进料板23的活动范围处于进料筒27内；
所述出料板22的一侧边与主筒体铰接，出料板22与连接杆44固定连接，连接杆44的一端与开合气缸42的气缸轴转动连接，开合气缸42的底部与安装座43铰接，安装座43固定设置在安装架5上，所述进料板23的一侧边与主筒体21铰接，进料板23与与连接杆44固定连接，连接杆44的一端与开合气缸42的气缸轴转动连接，开合气缸42的底部与安装座43铰接，安装座43固定设置在安装架5上，所述进料筒27上设置有滑道28，与进料板23固定连接的连接杆44沿着滑道28滑动，通过开合气缸42能够驱动进料板23与出料板22以一定角度转动；
所述底筒板24为筛网结构，底筒板24的目数根据所生产产品的目标细度而定，底筒板24的底部固定设置有集料箱25，集料箱25的底部设置有出料口26；
所述转轴4的两端通过轴承与支座41转动连接，转轴4的一端通过皮带与驱动电机6的轴伸端传动连接，转轴4处于料筒2内的部分外壁上固定设置有破碎刀片，通过驱动电机6驱动转轴4转动，进而对料筒2内的原料进行粉碎；
所述输气管道3包括输气主管31，与输气主管31接通的分气管34，以及若干与分气管34接通的输气支管32，所述输气支管32沿主筒体21的轴向成一排设置，所述输气主管31的一端与空气压缩机连接；
作为本发明的进一步方案，所述输气支管32的出气方向与竖直方向成大于30°小于55°的锐角，喷出的高压气流一方面能够将沉积在主筒体21内的粉料吹起，方便破碎刀片对粉料进行进一步粉碎，避免在粉碎郭晨中有大量粉料聚集在主筒体21的底部无法被破碎刀片接触到并进行进一步破碎，另一方面，喷出的高压气流能够促进主筒体21内的粉料的运动，从而避免粉料聚集堵塞底筒板24，导致破碎完成的粉料无法及时自底筒板24排出。
作为本发明的进一步方案，所述输气支管32的出气口处设置有异形挡圈33，使输气支管32的出气口处形成文丘里管结构，一方面异形挡圈33的局部位置直径缩小，能够减少由于离心力进入输气支管32的粉料的数量，另一方面通过文丘里管结构能够提升输出的气体的流速。
所述底料传输带1包括传输带安装架11，传输带安装架11的两端转动设置有安装轴13，两个安装轴13上转动安装有传送带14，传送带14上等距设置有若干挡条15，挡条15与传送带14的运动方向相垂直，其中一个安装轴13的一端固定连接有传送带电机12的轴伸端，传送带电机12固定安装在安装架11上。
本发明所述破碎机的工作方法为：
通过开合气缸42驱动进料板23打开，并向料筒2内加入待破碎的原料，然后开合气缸42驱动进料板23关闭，通过驱动电机6驱动转轴4转动，对料筒2内的原料进行粉碎；
在原料粉碎过程中，通过空气压缩机向料筒2内输入压缩空气，被粉碎到要求粒径的粉料会沿着底筒板24排出进入集料箱25中，然后通过出料口26排出收集，而未被粉碎完全的物料则继续在料筒2中进行粉碎；
当有预设量的物料完成粉碎，并由出料口26排出后，驱动电机6停止工作，同时开合气缸42驱动出料板22打开，将未完成粉碎的物料排出至底料传输带1上进行转移，排出的物料可以在下一次碎料再次利用进行粉碎。
本发明通过设置料筒2与输气管道3，其中前者通过设置底筒板24，能够及时的将粉碎完成的的物料进行转移，一方面能够避免物料粉碎过度，另一方面能够节约能源，减少刀片的磨损，后者喷出的高压气流一方面能够将沉积在主筒体21内的粉料吹起，方便破碎刀片对粉料进行进一步粉碎，避免在粉碎郭晨中有大量粉料聚集在主筒体21的底部无法被破碎刀片接触到并进行进一步破碎，另一方面，喷出的高压气流能够促进主筒体21内的粉料的运动，从而避免粉料聚集堵塞底筒板24，导致破碎完成的粉料无法及时自底筒板24排出，从而大大提升了破碎效率。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料，其特征在于，由以下重量份的原料加工制备而成：
改性聚氨酯树脂60-70份、固化剂5-11份、颜填料25-40份、防腐剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.2-0.3份、增韧剂0.2-0.5份、分散剂1-3份、光稳定剂0.1-0.3份；
所述改性聚氨酯树脂的制备方法为：
将环氧大豆油1-1.2重量份、羟基柠檬酸1-2重量份与苯基三甲氧基硅烷0.6-1重量份均匀混合后，在45-50℃温度下搅拌反应3-6h，然后向其中加入1.2-1.8重量份环己基异氰酸酯和1.2-1.8重量份的1,12-十二烷二醇和二甲基甲酰胺，在45-50℃温度下继续搅拌反应2-3h，反应结束后真空脱泡，得到聚氨酯预聚体，再将聚氨酯预聚体加热至熔融状态，然后向其中加入扩链剂，搅拌反应4-6h后，在60-70℃温度下加压硫化，得到成品的改性聚氨酯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料，其特征在于，所述防腐剂为防腐剂JLB50，所述抗氧化剂为抗氧化剂626，所述分散剂为CP-8131，所述光稳定剂为光稳定剂HS-3203，所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述固化剂为多异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料，其特征在于，所述颜填料为金属镍粉、钛白粉、碳酸钙、膨润土与石英粉中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于改性聚氨酯的环保粉末涂料，其特征在于，所述扩链剂为2-甲基戊二胺，扩链剂的添加量为0.05-0.1重量份。
5.根据权利要求1所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照重量比将上述原料加入混合机中进行预混；
将混合后的原料加入挤出机中熔融挤出，基础温度为120-150℃，挤出后的物料通过压片破碎机破碎、冷却得到片状物料；
将上一步骤得到的片状物料加入破碎机中制备得到粒径为200-300目的环保粉末涂料。
6.根据权利要求5所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述破碎机包括安装架(5)，固定安装在安装架(5)上的料筒(2)，固定安装在安装架(5)上的驱动电机(6)，与料筒(2)接通的输气管道(3)，设置在料筒(2)内且与料筒(2)转动连接的转轴(4)，设置在料筒(2)下方的底料传输带(1)；
所述料筒(2)包括主筒体(21)，与主筒体(21)铰接的出料板(22)、进料板(23)，以及设置在主筒体(21)下方的底筒板(24)，主筒体(21)、出料板(22)、进料板(23)以及底筒板(24)能够组合形成圆筒结构，主筒体(21)上固定设置有进料筒(27)，进料板(23)的活动范围处于进料筒(27)内；
所述出料板(22)的一侧边与主筒体铰接，出料板(22)与连接杆(44)固定连接，连接杆(44)的一端与开合气缸(42)的气缸轴转动连接，开合气缸(42)的底部与安装座(43)铰接，安装座(43)固定设置在安装架(5)上，所述进料板(23)的一侧边与主筒体(21)铰接，进料板(23)与与连接杆(44)固定连接，连接杆(44)的一端与开合气缸(42)的气缸轴转动连接，开合气缸(42)的底部与安装座(43)铰接，安装座(43)固定设置在安装架(5)上，所述进料筒(27)上设置有滑道(28)，与进料板(23)固定连接的连接杆(44)沿着滑道(28)滑动；
所述底筒板(24)为筛网结构，底筒板(24)的底部固定设置有集料箱(25)，集料箱(25)的底部设置有出料口(26)；
所述转轴(4)的两端通过轴承与支座(41)转动连接，转轴(4)的一端通过皮带与驱动电机(6)的轴伸端传动连接，转轴(4)处于料筒(2)内的部分外壁上固定设置有破碎刀片；
所述输气管道(3)包括输气主管(31)，与输气主管(31)接通的分气管(34)，以及若干与分气管(34)接通的输气支管(32)，所述输气支管(32)沿主筒体(21)的轴向成一排设置，所述输气主管(31)的一端与空气压缩机连接。
7.根据权利要求6所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述输气支管(32)的出气方向与竖直方向成大于30°小于55°的锐角。
8.根据权利要求6所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述输气支管(32)的出气口处设置有异形挡圈(33)，使输气支管(32)的出气口处形成文丘里管结构。
9.根据权利要求6所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述底料传输带(1)包括传输带安装架(11)，传输带安装架(11)的两端转动设置有安装轴(13)，两个安装轴(13)上转动安装有传送带(14)，传送带(14)上等距设置有若干挡条(15)，挡条(15)与传送带(14)的运动方向相垂直，其中一个安装轴(13)的一端固定连接有传送带电机(12)的轴伸端，传送带电机(12)固定安装在安装架(11)上。
10.根据权利要求6所述基于改性聚氨酯的环保粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述破碎机的工作方法为：
通过开合气缸(42)驱动进料板(23)打开，并向料筒(2)内加入待破碎的原料，然后开合气缸(42)驱动进料板(23)关闭，通过驱动电机(6)驱动转轴(4)转动，对料筒(2)内的原料进行粉碎；
在原料粉碎过程中，通过空气压缩机向料筒(2)内输入压缩空气，被粉碎到要求粒径的粉料沿着底筒板(24)排出进入集料箱(25)中，然后通过出料口(26)排出收集；
当有预设量的物料完成粉碎，并由出料口(26)排出后，驱动电机(6)停止工作，同时开合气缸(42)驱动出料板(22)打开，将未完成粉碎的物料排出至底料传输带(1)上进行转移。
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