CN112391110A - 一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺 - Google Patents

一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400‑600份、氟碳树脂150‑400份、改性纳米二氧化硅10‑40份、石墨烯2‑10份、钛白粉120‑150份、硫酸钡60‑70份，流平助剂8‑10份、润湿促进剂8‑10份，苯偶姻3‑5份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份，生产工艺具体步骤如下：S1：将所述聚氨酯粉末涂料的各组分按比例预混合后，得到混合物料；S2：将所述步骤S1得到的混合物料经过熔融挤出、压片破碎、粉碎过180目筛，形成一个耐候性极佳的自清洁粉末涂料，具有良好的耐候性能，抗污染能力，原料价廉易得，无需特殊制造，其制备工艺简单。

Description

一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域，具体为一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺。
背景技术
随着空气污染和粉尘污染的日益严重，城市中的马路防护栏、广告展示牌的表面涂层等正在遭受越来越严重的侵蚀。这些需要不断的清洗才能保证涂层表面的清洁和整个城市的整洁效果。此过程需要耗费大量的人力和物力。此外，目前家用的抽油烟机下面大多采用粉末喷涂，还有金属餐桌表面，采用的也是粉末涂料喷涂。由于使用的是普通的户内粉末涂料，油污需要频繁的清洗过程，不仅造成水资源的浪费，还会耗费不少的人力。所以易清洁粉末涂料的使用变成了必然的选择，其主要功能是高速公路护栏、大桥护栏、广告展示牌、抽油烟机和金属餐桌涂装上此材料后，灰尘或油污等污染物不易粘附，同时粘附后可通过自来水或者雨水容易冲洗掉。疏水性涂层主要有两种：一种是将涂层表面微观结构做粗糙，类似于荷叶表面结构，即仿“荷叶效应”涂层；另一种则是调节涂层表面能，使之与水的表面差距拉大，即低表面能超疏水涂层。
易清洁涂层按机理主要有三大类：疏水型、亲水型和光催化型。根据水在材料表面润湿性能的不同，把对水接触角θ＞90°的材料为疏水材料，θ＞150°的材料为超疏水材料，把对水接触角θ＜90°的材料为亲水材料，把对水接触角θ＜10°的材料为超亲水材料。“荷叶效应”效应是水在荷叶表面呈现水珠的形状，德国植物学家Barthlott W研究发现，荷叶表面对水的接触角高达160°，具有超疏水的效果。荷叶表面是由粗糙表面的乳突及表面蜡晶结构微观构成，表面粗糙。粒径较大的灰尘登粒子不能嵌入其中，外荷叶表面凹陷的部分也被空气占据，加上微米结构的乳突和表面蜡晶结构的协同作用，水分与荷叶表面与接触角极小，从而不能将其润湿只能在表面形成水珠，Barthlott W把此发现应用到涂层中，成功制备了疏水性易清洁涂层，后来也有很多专家也对此做了许多研究，也取得了较好的效果。
随着人们在生活需要中对涂层的要求在日益提高的，目前的粉末涂层通过反复擦拭后，表面容易被破坏，表面被破坏后，污渍、灰尘进入表面的微隙中，将难以清洗，有机硅树脂对其他材料污染性很强，迫切需要一种表面硬度高、表面在反复擦拭过程中难以被破坏的易清洁的粉末涂料，并研发一种制备过程容易控制、无污染的易清洁的粉末涂料制备工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，以解决上述提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400-600份、氟碳树脂150-400份、改性纳米二氧化硅10-40份、石墨烯2-10份、钛白粉120-150份、硫酸钡60-70份，流平助剂8-10份、润湿促进剂8-10份，苯偶姻3-5份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
优选的，所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400份、氟碳树脂400份、改性纳米二氧化硅25份、石墨烯6份、钛白粉150份、硫酸钡65份，流平助剂9份、润湿促进剂9份，苯偶姻4份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
优选的，所述端羟基聚酯树脂由质量比为20:25的高羟值端羟基聚酯树脂和低羟值端羟基聚酯树脂组成。
优选的，所述高羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为280-320；所述低羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为35-45。采用高中羟值搭配，可以提高涂层的表面硬度；此外，高中羟树脂和固化剂反应速度差别大，在固化反应的过程中，会形成微观的不平整，对光形成漫反射，达到消光的效果，使涂层看起来光泽柔和。高中羟值搭配能够保证水接触角和单独使用高羟值端羟基聚酯树脂效果基本一致，而且成本较低。
优选的，所述流平助剂采用氨基改性低聚物。
优选的，所述改性纳米二氧化硅通过如下制备方法制备得到：
隔绝氧气，将纳米疏水二氧化硅分散在弱酸性乙醇溶液中，得到分散液；
隔绝氧气，在分散液中加入全氟辛基-三乙氧基硅烷，进行回流反应、冷却后加入氨基硅烷偶联剂进行偶联反应，得到氨基硅烷偶联剂改性的纳米疏水二氧化硅微粒。
优选的，还包括所述易清洗的粉末涂料的生产工艺，具体步骤如下：
S1：将所述聚氨酯粉末涂料的各组分按比例预混合后，得到混合物料；
S2：将所述步骤S1得到的混合物料经过熔融挤出、压片破碎、粉碎过180目筛，即得到所述的聚氨酯粉末涂料。
优选的，所述熔融挤出的温度为螺杆前区90℃、螺杆后区105℃
优选的，所述压片的厚度为0.5-1.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用高中羟值搭配的端羟基聚酯树脂，可以提高涂层的表面硬度，；此外，高中羟树脂和固化剂反应速度差别大，在固化反应的过程中，会形成微观的不平整，对光形成漫反射，达到消光的效果，使涂层看起来光泽柔和。固化后的涂层表面细腻，耐磨，丰满度高，具有较高的装饰性能；高中羟值搭配能够保证水接触角和单独使用高羟值端羟基聚酯树脂效果基本一致，而且成本较低。
2、本发明采用氨基改性低聚物作为流平助剂，可以改善涂膜表面的平整度，改善涂层的消泡功能，可以有效降低涂层表面张力，降低熔融过程中的体系黏度，对涂层的表面张力具有重要的形形，疏水疏油良好的涂层。
3、本发明采用改性纳米二氧化硅能够有效的提高涂层的谁接触角，同时加入氟碳树脂后，能够有效提高涂层的流平性能和水接触角，显著提高涂层耐候性能。
4、本发明采用石墨烯，石墨烯本身就有很强的吸附力，能够在物质表面形成网状结构，因此可以增强涂料和基材之间的吸附作用，进一步的提高涂料的耐冲击性能。
5、本发明采用改性纳米二氧化硅、氨基改性低聚物、高羟值端羟基聚酯树脂、氟碳树脂和石墨烯形成一个耐候性极佳的自清洁粉末涂料，具有良好的耐候性能，抗污染能力，可用于防腐蚀、耐候性能、抗污染要求高的交通设备，户外通讯设施，户外空调等设备。
6、本发明所使用的原料价廉易得，无需特殊制造，其制备工艺简单，操作方便，成本低廉，制作周期短，制备过程环保无污染，制备得到的粉末涂料产品在喷涂成膜后，表面流平性良好，流程短，具有较强的市场推广和应用特性。
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。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400份、氟碳树脂150份、改性纳米二氧化硅10份、石墨烯2份、钛白粉120份、硫酸钡60份，氨基改性低聚物8份、润湿促进剂8份，苯偶姻3份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
其中，所述端羟基聚酯树脂由质量比为20:25的高羟值端羟基聚酯树脂和低羟值端羟基聚酯树脂组成。所述高羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为280-320；所述低羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为35-45。
所述改性纳米二氧化硅通过如下制备方法制备得到：
隔绝氧气，将纳米疏水二氧化硅分散在弱酸性乙醇溶液中，得到分散液；
隔绝氧气，在分散液中加入全氟辛基-三乙氧基硅烷，进行回流反应、冷却后加入氨基硅烷偶联剂进行偶联反应，得到氨基硅烷偶联剂改性的纳米疏水二氧化硅微粒。
还包括所述易清洗的粉末涂料的生产工艺，具体步骤如下：
S1：将所述聚氨酯粉末涂料的各组分按比例预混合后，得到混合物料；
S2：将所述步骤S1得到的混合物料经过熔融挤出、压片破碎、粉碎过180目筛，即得到所述的聚氨酯粉末涂料。
其中，所述熔融挤出的温度为螺杆前区90℃、螺杆后区105℃。所述压片的厚度为0.5-1.5mm。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400份、氟碳树脂400份、改性纳米二氧化硅25份、石墨烯6份、钛白粉150份、硫酸钡65份，流平助剂9份、润湿促进剂9份，苯偶姻4份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
其中，所述端羟基聚酯树脂由质量比为20:25的高羟值端羟基聚酯树脂和低羟值端羟基聚酯树脂组成。所述高羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为280-320；所述低羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为35-45。
所述改性纳米二氧化硅通过如下制备方法制备得到：
隔绝氧气，将纳米疏水二氧化硅分散在弱酸性乙醇溶液中，得到分散液；
隔绝氧气，在分散液中加入全氟辛基-三乙氧基硅烷，进行回流反应、冷却后加入氨基硅烷偶联剂进行偶联反应，得到氨基硅烷偶联剂改性的纳米疏水二氧化硅微粒。
还包括所述易清洗的粉末涂料的生产工艺，具体步骤如下：
S1：将所述聚氨酯粉末涂料的各组分按比例预混合后，得到混合物料；
S2：将所述步骤S1得到的混合物料经过熔融挤出、压片破碎、粉碎过180目筛，即得到所述的聚氨酯粉末涂料。
其中，所述熔融挤出的温度为螺杆前区90℃、螺杆后区105℃。所述压片的厚度为0.5-1.5mm。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯600份、氟碳树脂400份、改性纳米二氧化硅40份、石墨烯10份、钛白粉150份、硫酸钡70份，氨基改性低聚物10份、润湿促进剂10份，苯偶姻5份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
其中，所述端羟基聚酯树脂由质量比为20:25的高羟值端羟基聚酯树脂和低羟值端羟基聚酯树脂组成。所述高羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为280-320；所述低羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为35-45。
所述改性纳米二氧化硅通过如下制备方法制备得到：
隔绝氧气，将纳米疏水二氧化硅分散在弱酸性乙醇溶液中，得到分散液；
隔绝氧气，在分散液中加入全氟辛基-三乙氧基硅烷，进行回流反应、冷却后加入氨基硅烷偶联剂进行偶联反应，得到氨基硅烷偶联剂改性的纳米疏水二氧化硅微粒。
还包括所述易清洗的粉末涂料的生产工艺，具体步骤如下：
S1：将所述聚氨酯粉末涂料的各组分按比例预混合后，得到混合物料；
S2：将所述步骤S1得到的混合物料经过熔融挤出、压片破碎、粉碎过180目筛，即得到所述的聚氨酯粉末涂料。
其中，所述熔融挤出的温度为螺杆前区90℃、螺杆后区105℃。所述压片的厚度为0.5-1.5mm。
1、本发明采用高中羟值搭配的端羟基聚酯树脂，可以提高涂层的表面硬度，；此外，高中羟树脂和固化剂反应速度差别大，在固化反应的过程中，会形成微观的不平整，对光形成漫反射，达到消光的效果，使涂层看起来光泽柔和。固化后的涂层表面细腻，耐磨，丰满度高，具有较高的装饰性能；高中羟值搭配能够保证水接触角和单独使用高羟值端羟基聚酯树脂效果基本一致，而且成本较低。
2、本发明采用氨基改性低聚物作为流平助剂，可以改善涂膜表面的平整度，改善涂层的消泡功能，可以有效降低涂层表面张力，降低熔融过程中的体系黏度，对涂层的表面张力具有重要的形形，疏水疏油良好的涂层。
3、本发明采用改性纳米二氧化硅能够有效的提高涂层的谁接触角，同时加入氟碳树脂后，能够有效提高涂层的流平性能和水接触角，显著提高涂层耐候性能。
4、本发明采用石墨烯，石墨烯本身就有很强的吸附力，能够在物质表面形成网状结构，因此可以增强涂料和基材之间的吸附作用，进一步的提高涂料的耐冲击性能。
5、本发明采用改性纳米二氧化硅、氨基改性低聚物、高羟值端羟基聚酯树脂、氟碳树脂和石墨烯形成一个耐候性极佳的自清洁粉末涂料，具有良好的耐候性能，抗污染能力，可用于防腐蚀、耐候性能、抗污染要求高的交通设备，户外通讯设施，户外空调等设备。
6、本发明所使用的原料都价廉易得，无需特殊制造，其制备工艺简单，操作方便，成本低廉，制作周期短，制备过程环保无污染，制备得到的粉末涂料产品在喷涂成膜后，表面流平性良好，流程短，具有较强的市场推广和应用特性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400-600份、氟碳树脂150-400份、改性纳米二氧化硅10-40份、石墨烯2-10份、钛白粉120-150份、硫酸钡60-70份，流平助剂8-10份、润湿促进剂8-10份，苯偶姻3-5份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
2.根据权利要求1所述的一种易清洗的粉末涂料，其特征在于：所述易清洗的粉末涂料由以下重量份的原料组成：端羟基聚氨树酯400份、氟碳树脂400份、改性纳米二氧化硅25份、石墨烯6份、钛白粉150份、硫酸钡65份，流平助剂9份、润湿促进剂9份，苯偶姻4份，色素炭黑1份，酞青蓝0.5份和氧化铁黄2份。
3.根据权利要求1所述的一种易清洗的粉末涂料，其特征在于：所述端羟基聚酯树脂由质量比为20:25的高羟值端羟基聚酯树脂和低羟值端羟基聚酯树脂组成。
4.根据权利要求1所述的一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述高羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为280-320；所述低羟值端羟基聚酯树脂中，其含羟值为35-45。
5.根据权利要求1所述的一种易清洗的粉末涂料，其特征在于：所述流平助剂采用氨基改性低聚物。
6.根据权利要求1所述的一种易清洗的粉末涂料，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅通过如下制备方法制备得到：
隔绝氧气，将纳米疏水二氧化硅分散在弱酸性乙醇溶液中，得到分散液；
隔绝氧气，在分散液中加入全氟辛基-三乙氧基硅烷，进行回流反应、冷却后加入氨基硅烷偶联剂进行偶联反应，得到氨基硅烷偶联剂改性的纳米疏水二氧化硅微粒。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：还包括所述易清洗的粉末涂料的生产工艺，具体步骤如下：
S1：将所述聚氨酯粉末涂料的各组分按比例预混合后，得到混合物料；
S2：将所述步骤S1得到的混合物料经过熔融挤出、压片破碎、粉碎过180目筛，即得到所述的聚氨酯粉末涂料。
8.根据权利要求7所述的一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述熔融挤出的温度为螺杆前区90℃、螺杆后区105℃。
9.根据权利要求7所述的一种易清洗的粉末涂料及其生产工艺，其特征在于：所述压片的厚度为0.5-1.5mm。
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