CN112194963A - 一种热固性粉末涂料及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于粉末涂料技术领域，公开了一种热固性粉末涂料及其加工工艺，其中所述的热固性粉末涂料包括：热固性树脂55‑70％；改性固化剂10‑15％；颜填料4‑10％；改性纳米材料5‑20％；助剂1‑5％；其中：所述热固性树脂至少采用聚酯树脂或环氧树脂中的一种；所述改性固化剂包括低温固化剂内芯和惰性外壳；所述改性纳米材料为接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2；综上，在本发明中添加了改性纳米材料，且其改性纳米材料具体采用含氟共聚物的改性纳米TiO2，具有制备成本低的优点；具体，且在本发明的粉末涂料固化成型过程中，改性纳米材料的含氟链段会优先迁移到涂层表面，由此有效提高涂层热稳定性、耐化学腐蚀性、耐老化性及憎水憎油性等性能。

Description

一种热固性粉末涂料及其加工工艺
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种热固性粉末涂料及其加工工艺。
背景技术
目前，粉末涂料可分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料，其中热固性粉末涂料是粉末涂料的主流品，按其成膜聚合物的不同又可分成聚酯型、环氧型聚氨酯型、丙烯酸型及其混合型等。
但是，现有的热固性粉末涂料在使用时还存在一定缺陷，例如：粉末涂料的粒径偏大(30-40μm)，由此在涂喷时为保证涂层表面的平整性，一般会进行喷涂形成较厚的涂层，基于此不仅造成粉末涂料的浪费，而且还会因涂层太厚引起脱落，漆膜硬度降低等问题。
另外，现有热固性粉末涂料还存在固化温度高、固化速度低的缺陷。
发明内容
鉴于此，为解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种热固性粉末涂料及其加工工艺；具体，本发明主要通过添加改性固化剂和改性纳米材料的方式增强粉末涂料性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种热固性粉末涂料，包括如下质量百分比的原料：热固性树脂55-70％；改性固化剂10-15％；颜填料4-10％；改性纳米材料5-20％；助剂1-5％；
其中：
所述热固性树脂至少采用聚酯树脂或环氧树脂中的一种；
所述改性固化剂包括低温固化剂内芯和惰性外壳；
所述改性纳米材料为接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2。
优选的，所述助剂包括如下质量百分比的原料：流平剂0.2-1％；脱气剂0.2-1％；增光剂0.1-1％；安息香0.5-1.5％。
优选的，所述改性固化剂中的低温固化剂内芯至少采用苯二酚、间苯二酚和甲酚中的一种。
优选的，所述改性固化剂中的惰性外壳采用聚乙烯蜡或聚丙烯蜡形成。
一种热固性粉末涂料的加工工艺，用于加工上述公开的热固性粉末涂料，具体包括如下步骤：
S1.按照上述公开的配方将全部原料加入混料罐内，搅拌得到混合料；
S2.将混合完成的混合料送入熔融挤出机内进行熔融挤出，然后经冷却处理后得到压片料；
S3.对步骤S2中得到的压片料先粗粉碎再研磨得到细粉；
S4.对步骤S3中得到的细粉进行分级筛选和检测，获得成品。
优选的，在执行步骤S1之前还包括制备改性固化剂，且所述改性固化剂的制备步骤包括：
将制备惰性外壳的原料加热至熔融状态；
利用熔融的惰性外壳原料淋涂低温固化剂颗粒，冷却成型，在低温固化剂表面形成惰性外壳，获得改性固化剂成品。
优选的，在执行步骤S1之前还包括制备改性纳米材料，且所述改性纳米材料的制备步骤包括：以水为溶剂，采用乳液聚合法聚合接枝含氟共聚物与纳米TiO2，获得改性纳米材料成品。
优选的，在步骤S2中，熔融挤出机的混炼段温度为110-115℃，主螺杆转速为40-50r/min，喂料转速为30-40r/min。
优选的，在步骤S4中，对细粉进行三级筛选，分别获得粒径为15-20μm、20-25μm，30-35μm的粉末涂料成品。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
在本发明中，添加了改性纳米材料，且其改性纳米材料具体采用含氟共聚物的改性纳米TiO2，具有制备成本低的优点；具体，且在本发明的粉末涂料固化成型过程中，改性纳米材料的含氟链段会优先迁移到涂层表面，由此有效提高涂层热稳定性、耐化学腐蚀性、耐老化性及憎水憎油性等性能；而纳米TiO2本身还具有良好催化性和紫外屏蔽性，由此能有效使粉末涂料颗粒之间的结合更加致密，以此有效改善了涂层厚度较小时其平整性较差的问题，并提高了涂层的光泽度、流平性、抗紫外线等性能。
另外，在本发明中，采用改性固化剂，且该改性固化剂由低温固化剂内芯和可降低外壳构成，由此使得粉末涂料在未被喷涂时能基于可降低外壳的保存而形成稳定保存，而在喷涂后通过降解使低温固化剂形成低温固化，从而有效降低本发明的粉末涂料的固化温度、并提高固化速度。
具体实施方式
下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中，一种热固性粉末涂料的制备原料如下：
热固性树脂(聚酯树脂)64.5％
改性固化剂(苯二酚、聚乙烯蜡)10％
颜填料4％
改性纳米材料(接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2)19％
流平剂0.5％
脱气剂0.5％
增光剂0.5％
安息香1％
制备方法如下：
(1)制备改性固化剂：
将聚乙烯蜡加热至熔融状态；
利用熔融的聚乙烯蜡淋涂苯二酚颗粒，冷却成型，获得聚乙烯蜡包裹苯二酚颗粒的改性固化剂成品。
(2)制备改性纳米材料：
以水为溶剂，采用乳液聚合法聚合接枝含氟共聚物与纳米TiO2，获得改性纳米材料成品。
另外，除乳液聚合法外还可采用共混、溶胶-凝胶法和原位接枝法，并且上述所提到的方法均为现有技术。
具体
S1.按照本实施例上述公开的配方将全部原料加入混料罐内，搅拌得到混合料；
S2.将混合完成的混合料送入熔融挤出机内进行熔融挤出，且熔融挤出机的混炼段温度为110℃，主螺杆转速为40r/min，喂料转速为30r/min，然后经冷却处理后得到压片料；
S3.对步骤S2中得到的压片料先粗粉碎再研磨得到细粉；
S4.对步骤S3中得到的细粉进行分级筛选和检测，获得成品；其中进行分级筛选时包括三级筛选，并分别获得粒径为15-20μm、20-25μm，30-35μm的粉末涂料成品。
实施例2
本实施例中，一种热固性粉末涂料的制备原料如下：
热固性树脂(聚酯树脂)60％
改性固化剂(苯二酚、聚乙烯蜡)12％
颜填料10％
改性纳米材料(接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2)15％
流平剂0.75％
脱气剂0.75％
增光剂0.5％
安息香1％
制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，一种热固性粉末涂料的制备原料如下：
热固性树脂(环氧树脂)55％
改性固化剂(间苯二酚、聚丙烯蜡)15％
颜填料7.5％
改性纳米材料(接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2)18％
流平剂1％
脱气剂1％
增光剂1％
安息香1.5％
制备方法如下：
(1)制备改性固化剂：
将聚丙烯蜡加热至熔融状态；
利用熔融的聚丙烯蜡淋涂间苯二酚颗粒，冷却成型，获得聚丙烯蜡包裹间苯二酚颗粒的改性固化剂成品。
(2)制备改性纳米材料：
以水为溶剂，采用乳液聚合法聚合接枝含氟共聚物与纳米TiO2，获得改性纳米材料成品。
具体
S1.按照本实施例上述公开的配方将全部原料加入混料罐内，搅拌得到混合料；
S2.将混合完成的混合料送入熔融挤出机内进行熔融挤出，且熔融挤出机的混炼段温度为113℃，主螺杆转速为45r/min，喂料转速为35r/min，然后经冷却处理后得到压片料；
S3.对步骤S2中得到的压片料先粗粉碎再研磨得到细粉；
S4.对步骤S3中得到的细粉进行分级筛选和检测，获得成品；其中进行分级筛选时包括三级筛选，并分别获得粒径为15-20μm、20-25μm，30-35μm的粉末涂料成品。
实施例4
本实施例中，一种热固性粉末涂料的制备原料如下：
热固性树脂(环氧树脂与环氧树脂的混合物)68％
改性固化剂(间苯二酚、间苯二酚与甲酚的混合物、聚丙烯蜡)13％
颜填料10％
改性纳米材料(接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2)7％
流平剂0.25％
脱气剂0.25％
增光剂0.75％
安息香0.75％
制备方法如下：
(1)制备改性固化剂：
将聚丙烯蜡加热至熔融状态；
利用熔融的聚丙烯蜡淋涂间苯二酚、间苯二酚与甲酚的混合物颗粒，冷却成型，获得聚丙烯蜡包裹间苯二酚、间苯二酚或甲酚颗粒的改性固化剂成品。
(2)制备改性纳米材料：
以水为溶剂，采用乳液聚合法聚合接枝含氟共聚物与纳米TiO2，获得改性纳米材料成品。
具体
S1.按照本实施例上述公开的配方将全部原料加入混料罐内，搅拌得到混合料；
S2.将混合完成的混合料送入熔融挤出机内进行熔融挤出，且熔融挤出机的混炼段温度为115℃，主螺杆转速为50r/min，喂料转速为40r/min，然后经冷却处理后得到压片料；
S3.对步骤S2中得到的压片料先粗粉碎再研磨得到细粉；
S4.对步骤S3中得到的细粉进行分级筛选和检测，获得成品；其中进行分级筛选时包括三级筛选，并分别获得粒径为15-20μm、20-25μm，30-35μm的粉末涂料成品。
综上，基于上述4个实施例分别获取四个批次的热固性粉末涂料，并对该四个批次的热固性粉末涂料进行检测，获得检测数据如下表：
Figure BDA0002645203280000081
Figure BDA0002645203280000091
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种热固性粉末涂料，其特征在于，所述的热固性粉末涂料包括如下质量百分比的原料：
热固性树脂55-70％；
改性固化剂10-15％；
颜填料4-10％；
改性纳米材料5-20％；
助剂1-5％；
其中：
所述热固性树脂至少采用聚酯树脂或环氧树脂中的一种；
所述改性固化剂包括低温固化剂内芯和惰性外壳；
所述改性纳米材料为接枝有含氟共聚物的改性纳米TiO2。
2.根据权利要求1所述的一种热固性粉末涂料，其特征在于，所述助剂包括如下质量百分比的原料：流平剂0.2-1％；脱气剂0.2-1％；增光剂0.1-1％；安息香0.5-1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种热固性粉末涂料，其特征在于，所述改性固化剂中的低温固化剂内芯至少采用苯二酚、间苯二酚和甲酚中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种热固性粉末涂料，其特征在于，所述改性固化剂中的惰性外壳采用聚乙烯蜡或聚丙烯蜡形成。
5.加工权利要求1-4中任意一项所述的一种热固性粉末涂料的加工工艺，其特征在于，所述的加工工艺包括如下步骤：
S1.将权利要求1-4中任意一项所述的质量百分比的全部原料加入混料罐内，搅拌得到混合料；
S2.将混合完成的混合料送入熔融挤出机内进行熔融挤出，然后经冷却处理后得到压片料；
S3.对步骤S2中得到的压片料先粗粉碎再研磨得到细粉；
S4.对步骤S3中得到的细粉进行分级筛选和检测，获得成品。
6.根据权利要求4所述的一种热固性粉末涂料的加工工艺，其特征在于，在执行步骤S1之前还包括制备改性固化剂，且所述改性固化剂的制备步骤包括：
将制备惰性外壳的原料加热至熔融状态；
利用熔融的惰性外壳原料淋涂低温固化剂颗粒，冷却成型，在低温固化剂表面形成惰性外壳，获得改性固化剂成品。
7.根据权利要求4所述的一种热固性粉末涂料的加工工艺，其特征在于，在执行步骤S1之前还包括制备改性纳米材料，且所述改性纳米材料的制备步骤包括：
以水为溶剂，采用乳液聚合法聚合接枝含氟共聚物与纳米TiO2，获得改性纳米材料成品。
8.根据权利要求4所述的一种热固性粉末涂料的加工工艺，其特征在于，在步骤S2中，熔融挤出机的混炼段温度为110-115℃，主螺杆转速为40-50r/min，喂料转速为30-40r/min。
9.根据权利要求4所述的一种热固性粉末涂料的加工工艺，其特征在于，在步骤S4中，对细粉进行三级筛选，分别获得粒径为15-20μm、20-25μm，30-35μm的粉末涂料成品。
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