CN112592641A - 一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法、涂层 - Google Patents

一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法、涂层 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法、涂层，包括以下原料组分：双酚A型环氧树脂15～75.5％、固化剂14.2～14.5％、软木2～60％、聚丙烯酸丁酯3.08‑3.20％、2‑甲基咪唑0.4‑0.41％、颜料0～1％、消泡剂0～1％、无机填料0～20％；软木为天然软木粉、膨化半炭化软化软木、脱色软木、彩色软木中的一种或多种混合。本发明制备出一种轻质、防腐、隔温、抗老化性能的软木复合粉末涂层材料，该涂层材料应用于金属物件上，让金属物件保留了其高强度，又增加了软木家具的美观、保温、舒适性，实现了金属和软木优势互补，融为一体。

Description

一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法、涂层
技术领域
本发明涉及粉末涂层材料技术领域，尤其涉及一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法、涂层。
背景技术
粉末涂层材料是一种不含任何有机溶剂，并以粉体形态进行涂装的固体粉末涂层材料。与传统的溶剂型涂层材料相比，具有无溶剂污染，无挥发，100％成膜，涂装效率高，能耗低的特点。因此粉末涂层材料广泛地应用于油气管道，汽车，机械设备，金属家具、扶手、栏杆，健身器材，电子产品等领域。
传统粉末涂层材料制备中，常以碳酸钙或硫酸钡作为填料，轻质碳酸钙和沉淀硫酸钡的加入，能在粉末涂层材料中起到骨架作用，可以增加涂膜厚度，提高涂层的耐磨性和耐久性。但是，碳酸钙化学稳定性差不耐酸碱容易被腐蚀；硫酸钡虽然化学性稳定但是重金属含量大不环保，并且含有机械杂质和粗粒子细密度影响粉末涂层材料的质地；传统粉末涂层材料也不具备隔热、保温、防滑、抗腐蚀、抗老化以及弹性、减震、静音功能，防护保护功能差；特别是应用在金属家具的表面、扶手、栏杆以及健身器材等与人体接触的产品上，缺乏弹性和减震、舒适功能、冬季冰冷体感舒适性差。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法、涂层。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种软木复合隔温粉末涂层材料，按照质量百分比包括以下原料组分：双酚A型环氧树脂15～75.5％、固化剂14.2～14.5％、软木6.82～60％、聚丙烯酸丁酯3.08-3.20％、2-甲基咪唑0.4-0.5％、颜料0～3％、消泡剂0～1％、无机填料0～20％；所述固化剂为酚类固化剂；所述软木为天然软木粉或膨化半炭化软化软木、脱色软木、彩色软木中的一种或多种混合。
优选的，所述软木粒度为160—300目。
优选的，所述消泡剂为安息香或者改性聚酰胺；
优选的，所述无机填料为轻质碳酸钙或者沉淀硫酸钡。
进一步的，按照质量百分比包括以下原料组分：所述双酚A型所述环氧树脂72～75.3％、所述软木粉7.0～7.6％、所述酚醛树脂14.22～14.5、所述2-甲基咪唑0.4～0.41％、所述聚丙烯酸丁酯3.08～3.20％。
一种软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配方准确称取各组分原料，并充分混合得到混合物料；
(2)将混合物料进行熔融挤出；
(3)挤出后的物料冷却、压片后，进行粉碎、研磨，最后通过筛子过筛，得到软木复合隔温的粉末涂层材料。
优选的，所述步骤(3)中，通过筛子过筛后的粉末粒度大于或等于160目。
一种软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，还包括以下步骤：
(1)按照配方准确称取双酚A型环氧树脂、酚醛树脂、2-甲基咪唑、聚丙烯酸丁酯，以及颜料与消泡剂或者无机填料；并充分混合得到混合均匀的预混物料；
(2)将预混物料进行熔融挤出；
(3)挤出后的物料冷却、压片后，进行粉碎、研磨，最后通过筛子过筛，得到环氧树脂粉末涂层材料。
(4)将环氧树脂粉末涂层材料和软木粉再进行混合，得到软木复合隔温粉末涂层材料。
优选的，所述步骤(4)中，软木粉的粒度为300目。
一种软木复合隔温粉末涂层材料，所述软木复合隔温粉末涂层材料喷涂于金属或塑料基材上，进行固化形成软木复合隔温涂层；所述软木复合隔温涂层的上表面设置有凹凸纹理的防滑层或者装饰层。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明提供一种软木复合隔温粉末涂层材料，软木作为一种天然的可再生资源，具有绿色环保、弹性减震、保温、舒适、隔音、防滑、耐磨、抗腐蚀、防水、绝缘、抗静电、抗老化等特点，本发明将软木粉作为主要填料加入粉末涂层材料中，替代全部或部分无机填料，制备出一种软木复合隔温粉末涂层材料。该涂层材料可以增强粉末涂层材料的隔热保温、防滑、耐磨擦性、抗腐蚀、防水以及抗老化性能；
本发明还提供一种软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，通过熔融挤出、冷却、粉碎、滚筒研磨机研磨、过筛工序加工制备得到软木复合隔温涂层材料；另外，可将软木粉和其他原料分开混合，先将其他原料混合粉碎得到预混合粉末，再将配方中大于或等于160目或者300目的软木按比例要求加入到预混合粉末中，用可密封的滚筒搅拌机混合搅拌均匀，即得到软木复合隔温粉末涂层材料。
本发明还提供一种软木复合隔温粉末涂层材料的涂层，通过静电喷涂的方式涂于预处理好的金属物件上，最后进行加热固化，软木复合隔温粉末涂层材料在160～180℃温度下固化，固化后的涂层具有良好的抗阴极剥离性能，使得粉末涂层材料涂层不易剥落；软木复合隔温涂层材料应用于金属物件上，不仅让金属物件保留了其高强度，增加了防腐性和耐磨性，又增加了软木家具的美观、保温、隔音、舒适性，实现了金属和软木优势互补，融为一体，变成了质感舒适的软木家具、门窗，延长了金属物件的使用寿命以及舒适性。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做详细描述，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，都属于本发明的保护范围。本发明所列举实施例，各原料的含量都包括端值且可以相互组合。
本发明提供一种软木复合隔温粉末涂层材料，按照质量百分比包括以下原料组分：双酚A型环氧树脂15～75.5％、固化剂14.2～14.5％、软木6.82～60％、聚丙烯酸丁酯3.08-3.20％、2-甲基咪唑0.4-0.5％、颜料0～3％、消泡剂0～1％、无机填料0～20％。
进一步的，基于上述原料组分，本实施例的原料组分以及质量百分比还可以是：所述双酚A型环氧树脂72～75.3％、所述软木粉7.0～7.6％、所述酚醛树脂14.22～14.5、所述2-甲基咪唑0.4～0.41％、所述聚丙烯酸丁酯3.08～3.20％。
其中，所述双酚A型环氧树脂，是一种低毒、白色或淡黄色固体，由环氧氯丙烷和双酚A制得。其环氧当量为710-875g/eq，软化点在88-96℃之间。双酚A型环氧树脂结构中含有的环氧基团，与固化剂在加热的情况下能够快速的反应，生成三维网状的立体结构。结构中的醚键具有抗化学药品性、抗腐蚀性等。
所述固化剂为酚类固化剂,结构中含有的活泼氢与双酚A型环氧树脂中的环氧基团反应,打开环氧官能团，生成的羟基继续和固化剂中的活泼氢反应,使得反应持续下去，形成具有立体结构的聚合物，最后得到固化完全的涂层。示例性的，酚类固化剂为酚醛树脂。
所述2-甲基咪唑，可以有效促进双酚A型环氧树脂与酚醛树脂的固化反应，从而减少固化时间和降低固化温度。
所述聚丙烯酸丁酯为流平剂，能够促使涂层材料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
所述软木为粒度为160目—300目的天然软木、膨化半炭化软化软木、脱色软木或者彩色软木中的一种或多种混合。软木粉碎后经大于或等于160目的筛子过筛之后所得不同大小目数软木粉，其具有质量轻、弹性好、隔热保温、耐摩擦、隔音、绝缘、抗静电的特点，另外软木为可再生天然材质，无毒、无味、手感柔软、不易着火(防火B2级)等优点。在化学性质方面，由几种羟基脂肪酸与酚酸形成的酯类混合物是软木的特性组分，统称软木脂。该类物质耐腐朽、耐化学侵蚀，对水、油脂、汽油、有机酸、盐类、酯类等都不起化学作用。本发明将软木作为一种新型的生物功能填料，可以增强粉末涂层材料的隔热保温、防滑、耐磨擦性、抗腐蚀、抗老化性能；使得软木复合隔热粉末涂层材料涂抹或者喷涂形成的涂层具有独特的隔热保温、抗静电、阻燃自熄，不易着火的性能；耐摩擦，使防护物品使用周期延长以及防滑的效果；软木特有的弹性功能增强了家具使用舒适性能。
所述颜料为酞青蓝、二氧化钛中的一种或者两种混合，或其它颜色颜料。本发明中使用的二氧化钛为锐钛型，外观为白色粉末,具有抗紫外线、抗菌、抗老化性能。
所述消泡剂为改性聚酰胺或安息香。安息香又称苯偶姻、二苯乙醇酮，是一种无色或白色晶体，其作用是消除熔融粉末涂层材料中的气泡，消除涂层表面可能出现的针孔等弊病。消泡剂和其它原料充分混合均匀后,一起加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。改性聚酰胺，其外观呈白色粉末状，主要成分为改性的聚酰胶蜡。其在粉末涂层材料中的主要作用是降低涂膜表面张力、降低粉末涂层材料的熔融粘度，防止涂层表面出现针孔等缺陷。
所述无机填料为轻质碳酸钙或者沉淀硫酸钡。
实施例1
一种软木复合隔温粉末涂层材料，本实施例的含有生物软木的粉末涂层材料，其质量百分比为：
原料 百分比(％)
双酚A型环氧树脂 72.9
固化剂(酚醛树脂) 14.5
2-甲基咪唑 0.40
聚丙烯酸丁酯 3.20
颜料二氧化钛 0.50
安息香 0.9
软木粉 7.6
本实施例的软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法为：
(1)根据配方标准称取双酚A型环氧树脂、酚醛树脂、2-甲基咪唑、聚丙烯酸丁酯、二氧化钛以及安息香各组份原料，并充分混合得到混合均匀的预混物料。
(2)将充分混合好的预混物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出机的一区温度设定在80-100℃之间,二区温度设定在110-120℃之间。
(3)挤出后的物料冷却、压片后，使用高速粉碎机进行粉碎，再通过球磨机进行研磨，然后通过160目的筛子过筛，得到环氧树脂粉末涂层材料，待用。
(4)将环氧树脂粉末涂层材料和300目设计配方量的软木先后加入可密封的搅拌机中搅拌，混合均匀，即得到硬度较高以及性能更加优越的软木复合隔温粉末涂层材料。
实施例2
一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法，本实施例的含有生物软木的粉末涂层材料，其质量百分比为：
Figure BDA0002837274060000081
本实施例的软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法为：
(1)根据配方标准称取双酚A型环氧树脂、酚醛树脂、2-甲基咪唑、聚丙烯酸丁酯以及无机填料各组分原料，并充分混合得到混合均匀的预混物料。
(2)将充分混合好的预混物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出机的一区温度设定在80-100℃之间,二区温度设定在110-120℃之间。
(3)挤出后的物料冷却、压片后，使用高速粉碎机进行粉碎，再通过球磨机进行研磨，然后通过160目的筛子过筛，得到环氧树脂粉末涂层材料，待用。
(4)将环氧树脂粉末涂层材料和300目设计配方量的软木先后加入可密封的搅拌机中搅拌或在球磨机中混合，混合均匀，即得到软木复合隔温粉末涂层材料。
实施例3
一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法，本实施例的含有生物软木的粉末涂层材料，其质量百分比为：
Figure BDA0002837274060000091
本实施例软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法为：
(1)根据配方标准称取双酚A型环氧树脂、固化剂、固化促进剂、流平剂、软木各组分原料，并充分混合得到混合均匀的物料。
(2)将充分混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出机的一区温度设定在80-100℃之间,二区温度设定在110-120℃之间。
(3)挤出后的物料冷却、压片后，使用高速粉碎机进行粉碎，然后通过大于或等于160目的筛子过筛，得到软木复合隔温粉末涂层材料。
实施例4
一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法，本实施例的含有生物软木的粉末涂层材料，其质量百分比为：
Figure BDA0002837274060000101
Figure BDA0002837274060000111
本实施例的软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法为：
(1)根据配方标准称取双酚A型环氧树脂、固化剂、固化促进剂、流平剂、消泡剂、颜料、软木各组分原料，并充分混合得到混合均匀的物料。
(2)将充分混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出机的一区温度设定在80-100℃之间,二区温度设定在110-120℃之间。
(3)挤出后的物料冷却、压片后，使用高速粉碎机进行粉碎，然后通过大于或等于160目的筛子过筛，得到软木复合隔温粉末涂层材料。
实施例5
一种软木复合隔温粉末涂层材料及其制备方法，本实施例的含有生物软木的粉末涂层材料，其质量百分比为：
Figure BDA0002837274060000112
本实施例的软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法为：
(1)根据配方标准称取双酚A型环氧树脂、固化剂、固化促进剂、流平剂、软木各组分原料，并充分混合得到混合均匀的物料。
(2)将充分混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出机的一区温度设定在80-100℃之间,二区温度设定在110-120℃之间。
(3)挤出后的物料冷却、压片后，使用高速粉碎机进行粉碎，然后通过大于或等于160目的筛子过筛，得到软木复合隔温粉末涂层材料。
本发明还提供一种软木复合隔温粉末涂层材料的涂层，基于上述实施例制备的软木复合隔温粉末涂层材料，采用高压静电喷涂的方式，喷涂于经表面处理的金属基材上；喷涂好的样品放在电热恒温干燥箱内循环进行固化，固化温度为160～180℃，时间为15～20min，最后得到预设的涂层厚度形成软木复合隔温涂层；所述涂层厚度为200～500μm。所述软木复合隔温涂层的上表面采用模压、雕刻或模压、激光、3D打印等方法，制作出有凹凸纹理的防滑层或者装饰层。将软木复合隔温涂层材料应用于金属物件上，不仅让金属物件保留了其高强度，增加了防腐性和耐磨性，又增加了软木家具的美观、保温、舒适性，实现了金属和木优势互补，融为一体，延长了金属物件的使用寿命以及舒适性。
需要说明的是，本发明中所使用的金属基材为钢、铝或其它合金，在其使用前经过表面处理，处理的方式为：先使用打磨机进行打磨，除去表面的氧化部分，然后使用锌系磷酸盐磷化液进行磷化处理。同时，本发明中的所使用的金属基材，也可以是塑料基材。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于，按照质量百分比包括以下原料组分：双酚A型环氧树脂15～75.5％、固化剂14.2～14.5％、软木6.82～60％、聚丙烯酸丁酯3.08-3.20％、2-甲基咪唑0.4-0.5％、颜料0～3％、消泡剂0～1％、无机填料0～20％；所述固化剂为酚类固化剂；所述软木为天然软木粉或膨化半炭化软化软木、脱色软木、彩色软木中的一种或多种混合。
2.根据权利要求1所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于，所述软木粒度为160—300目。
3.根据权利要求1所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于，所述消泡剂为安息香或者改性聚酰胺。
4.根据权利要求1所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于，所述无机填料为轻质碳酸钙或者沉淀硫酸钡。
5.根据权利要求1所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于，按照质量百分比包括以下原料组分：所述双酚A型环氧树脂72～75.3％、所述软木粉7.0～7.6％、所述酚醛树脂14.22～14.5、所述2-甲基咪唑0.4～0.41％、所述聚丙烯酸丁酯3.08～3.20％。
6.一种软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，根据权利要求1—4所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于包括以下步骤：
(1)按照配方准确称取各组分原料，并充分混合得到混合物料；
(2)将混合物料进行熔融挤出；
(3)挤出后的物料冷却、压片后，进行粉碎、研磨，最后通过筛子过筛，得到软木复合隔温的粉末涂层材料。
7.根据权利要求6所述的软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，通过筛子过筛后的粉末粒度大于或等于160目。
8.一种软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，根据权利要求5所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于包括以下步骤：
(1)按照配方准确称取双酚A型环氧树脂、酚醛树脂、2-甲基咪唑、聚丙烯酸丁酯，以及颜料与消泡剂或者无机填料；并充分混合得到混合均匀的预混物料；
(2)将预混物料进行熔融挤出；
(3)挤出后的物料冷却、压片后，进行粉碎、研磨，最后通过筛子过筛，得到环氧树脂粉末涂层材料。
(4)将环氧树脂粉末涂层材料和软木粉再进行混合，得到软木复合隔温粉末涂层材料。
9.根据权利要求8所述的软木复合隔温粉末涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，软木粉的粒度为300目。
10.一种软木复合隔温粉末涂层材料，根据权利要求1-5任意一项所述的软木复合隔温粉末涂层材料，其特征在于，所述软木复合隔温粉末涂层材料喷涂于金属或塑料基材上，进行固化形成软木复合隔温涂层；所述软木复合隔温涂层的上表面设置有凹凸纹理的防滑层或者装饰层。
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