CN114106667A - 一种粉末涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种粉末涂料及其制备方法和应用，属于涂料技术领域，涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份；该粉末涂料耐磨性好，使配件能够承受砂粒的磨损，延长了车体使用寿命，可达1500h小时；且VOC含量低，环保。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种粉末涂料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，铁路货车配件大多还是采用油/水性底面合一漆，铁路货车厂修过程发现配件经过砂粒的冲蚀磨损，腐蚀、损坏比较严重，影响整车的使用寿命。油性双组分环氧底漆和油性双组分聚氨酯面漆配套，能够很好的满足铁路货车配件的防腐要求，但是存在VOC含量高，涂层不耐磨的缺陷。
发明内容
本申请的目的在于提供一种粉末涂料及其制备方法和应用，以解决目前涂料或漆存在涂层不耐磨的技术问题。
本发明实施例提供了一种粉末涂料，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份。
可选的，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂50～60份、固化剂15～30份、颜料1～1.5份、玻璃鳞片23～27份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份。
可选的，所述热固性环氧树脂为线性酚醛环氧树脂。
可选的，所述固化剂为改性双氰胺固化剂。
可选的，所述流平剂为聚乙烯醇-缩丁醛流平剂；所述脱气剂为安息香；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂；所述松散剂为气相二氧化硅；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述填料为沉淀硫酸钡。
可选的，所述颜料为炭黑和氧化铁红中的至少一种。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种粉末涂料的制备方法，所述方法包括：
得到涂料的原料，所述原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份；
将所述偶联剂和所述玻璃鳞片进行混合，后进行加热烘烤、破碎，得到预混物；
将所述热固性环氧树脂、固化剂、颜料、流平剂、脱气剂、抗氧化剂、松散剂、填料和所述预混物进行混合，得到混合料；
将所述混合料进行熔融，后进行压片冷却，得到片料；
将所述片料进行粉碎，得到粉末涂料。
可选的，所述加热烘烤的温度为100℃-110℃，所述加热烘烤的时间为2.5h-3.5h。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种粉末涂料的应用，所述应用包括将所述粉末涂料用以喷涂铁路货车配件的表面。
可选的，所述喷涂铁路货车配件的表面，具体包括：
将待喷涂铁路货车配件进行预处理，得到预处理配件；
将所述预处理配件进行喷涂，完成喷涂；
其中，所述喷涂采用静电喷涂，所述静电喷涂的静电流为10μA～15μA，所述静电喷涂的静电压为50KV～60KV，所述静电喷涂的气压0.2MPa～0.6MPa，所述静电喷涂的烘烤温度为150℃～180℃，所述静电喷涂的烘烤时间为15min-25min。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的粉末涂料，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份；热固性环氧树脂具有流平性好和附着力好的优点，固化剂与树脂进行交联反应，形成网状结构的涂层，使涂层的耐磨性、机械强度和硬度都非常好，玻璃鳞片能够形成致密的涂层，同样增强了涂层的耐磨性能，流平剂和脱气剂能克服涂料形成的表面缺陷，一定程度上有利于涂层耐磨性，在以上各成分和配比的协同作用下，使得该粉末涂料耐磨性好，使配件能够承受砂粒的磨损，延长了车体使用寿命，可达1500h小时，解决了目前涂料或漆存在涂层不耐磨的技术问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种粉末涂料，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份。
热固性环氧树脂的具有熔融温度低，与热塑性树脂相比粉碎容易，流平性好，附着力好的优点，热固性环氧树脂的质量份数控制在40～70份，树脂加量过小，涂层附着力差，光泽低，树脂量过大，烘烤时间长，也增加了成本；本实施例中，热固性环氧树脂可以为线性酚醛环氧树脂，线性酚醛环氧树脂含有苯环，且碳链短，环氧基含量在3个以上，固化产物交联密度大，使涂层的耐磨性、机械强度和硬度都非常好。
固化剂的主要作用是与树脂进行交联反应，形成网状结构的涂层。本实施例中，固化剂可以为改性双氰胺固化剂，具体而言，可以为牌号为HT2844或HT11的改性双氰胺固化剂，改性双氰胺是在双氰胺上引入与环氧树脂好的相容性好的基团，与树脂的固化性能提高了，且可降低烘烤温度。
玻璃鳞片在漆膜中呈平行重叠排列的宫式结构，形成致密的涂层，增强了涂层的耐磨性能，且热膨胀系数小，固化时收缩低。涂料中玻璃鳞片加量小，对漆膜耐磨性起不到作用，加量过大，漆膜比重大，影响施工性能。
流平剂的加入降低了涂层的表面张力，使涂层表面平整光滑，避免橘皮和缩孔等表面缺陷的产生，一定程度上利于涂层耐磨性，控制流平剂的量既能保证漆膜的流平性，又不会出现流坠；本实施例中，流平剂可以为聚乙烯醇-缩丁醛流平剂。
脱气剂的作用是消除粉末涂料熔融过程中的气泡，控制脱气剂的质量份数为0.5～2份，脱气剂用量小，气泡消除不完全，涂层出现孔隙脆化，脱气剂加量过多，会引起涂层缩孔等弊病。本实施例中，脱气剂可以为安息香。
抗氧化剂的作用是提高涂层耐候性，减低热固化过程中涂层黄变，提高涂层耐热性能。抗氧化剂的质量份数为0.2～10份，加量少，涂层会出现黄变和耐候性差；本实施例中，抗氧化剂可以为受阻酚类抗氧化剂。
粉末涂料经常由于粉体流动性和储存稳定性差产生吐粉或结块现象，可以添加松散剂增加粉末的流动性，提高粉末涂料的储存稳定性。控制松散剂的质量分数为0.2～5份的原该质量份数取值过大的不利影响是上粉率小，影响施工性能，降低涂层光泽。过小的不利影响是储存稳定性差产生吐粉或结块现象。本实施例中，松散剂可以为气相二氧化硅，具体而言，可以为德固赛公司的AEROSIL R972气相二氧化硅。
偶联剂的加入，增强了漆膜与钢材之间的附着力，提高涂层的耐腐蚀性。本实施例中，偶联剂可以为硅烷偶联剂，具体而言，可以为KH-550偶联剂。
填料的作用是降低涂料成本，提高涂料固含量。本实施例中，填料可以为沉淀硫酸钡。
作为一种可选的实施方式，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂50～60份、固化剂15～30份、颜料1～1.5份、玻璃鳞片23～27份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份。
作为一种可选是实施方式，颜料可以为炭黑和氧化铁红中的至少一种。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种铁路货车配件用粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1.预先把偶联剂和玻璃鳞片混合均匀，摊开加热到105℃烘烤3h，然后使用搅拌机粉碎成粉末50目筛网过筛；
S2.将所述热固性环氧树脂、固化剂、颜料、流平剂、脱气剂、抗氧化剂、松散剂、填料以及玻璃鳞片—偶联剂预混合物在500～800r/min的转速下搅拌15～30min进行充分的混合；
S3.将混合后的物料从进料口送入熔融机中熔融，经压片机压片得到片料，冷却至室温；
S4.将所述片料进行粉碎、分离，并用150目筛网过筛，得到的粉末就是铁路货车配件用粉末涂料。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种粉末涂料的应用，所述应用包括将所述粉末涂料用以喷涂铁路货车配件的表面。
具体而言，喷涂铁路货车配件的表面包括：
1)工件预处理：脱脂—水洗—磷化—水洗—烘干—冷却—喷涂粉末涂料；
2)静电喷涂：静电流10～15uA，静电压50～60KV，气压0.2～0.6MPa，烘烤条件为150～180℃，20min。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的粉末涂料及其制备方法和应用进行详细说明。
实施例1-3
一种粉末涂料，所述涂料的原料以质量份数计如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 热固性环氧树脂 | 45 | 55 | 60 |
| 固化剂 | 13.5 | 14.5 | 15 |
| 颜料 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 玻璃鳞片 | 30 | 25 | 20 |
| 流平剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 脱气剂 | 1.0 | 0.7 | 1.0 |
| 抗氧化剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 松散剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 偶联剂 | 2 | 2 | 1.2 |
| 填料 | 5.7 | 0 | 0 |
其中，热固性环氧树脂为线性酚醛环氧树脂；固化剂为牌号为HT2844改性双氰胺固化剂；颜料为泉州三威化工的SW-160炭黑；玻璃鳞片为上海一品颜料的玻璃鳞片；流平剂为聚乙烯醇-缩丁醛流平剂；脱气剂为安息香；抗氧化剂为CHEMNOX1098受阻酚类抗氧化剂；松散剂为德固赛公司的AEROSIL R972气相二氧化硅；偶联剂为KH550硅烷偶联剂；填料为澧县红林的3000目沉淀硫酸钡。各实施例的喷涂厚度均为80～120μm。
对比例1
市场购得某国产公司的水性底面合一漆，漆膜厚度80～120μm
实验例
将实施例1-3和对比例1提供的涂料或漆进行性能检测，结果如下表所示：
由上表可得，(1)粉末涂料的硬度、耐磨性优于对比例；(2)对比例的VOC含量明显高于粉末涂料。(3)两者的耐盐雾性都能到达1500h。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例体用的粉末涂料耐磨性好，使配件能够承受砂粒的磨损，延长了车体使用寿命；
(2)本发明实施例提供的粉末涂料防腐性能较好，可达1500h小时；
(3)本发明实施例提供的粉末涂料VOC含量低，环保；
(4)本发明实施例提供的应用采用静电喷涂，提高了涂料的利用率，且未喷上去的粉末涂料可以回收利用；一次成膜可达300μm，提高了劳动生产率。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种粉末涂料，其特征在于，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述涂料的原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂50～60份、固化剂15～30份、颜料1～1.5份、玻璃鳞片23～27份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份。
3.根据权利要求1或2所述的粉末涂料，其特征在于，所述热固性环氧树脂为线性酚醛环氧树脂。
4.根据权利要求1或2所述的粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为改性双氰胺固化剂。
5.根据权利要求1或2所述的粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为聚乙烯醇-缩丁醛流平剂；所述脱气剂为安息香；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂；所述松散剂为气相二氧化硅；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述填料为沉淀硫酸钡。
6.根据权利要求1或2所述的粉末涂料，其特征在于，所述颜料为炭黑和氧化铁红中的至少一种。
7.一种粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
得到涂料的原料，所述原料以质量份数计包括：热固性环氧树脂40～70份、固化剂5～40份、颜料0.5～2份、玻璃鳞片20～30份、流平剂0.2～2份、脱气剂0.5～2份、抗氧化剂0.2～10份、松散剂0.2～5份、偶联剂0.5～2份和填料0～20份；
将所述偶联剂和所述玻璃鳞片进行混合，后进行加热烘烤、破碎，得到预混物；
将所述热固性环氧树脂、固化剂、颜料、流平剂、脱气剂、抗氧化剂、松散剂、填料和所述预混物进行混合，得到混合料；
将所述混合料进行熔融，后进行压片冷却，得到片料；
将所述片料进行粉碎，得到粉末涂料。
8.根据权利要求7所述的粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述加热烘烤的温度为100℃-110℃，所述加热烘烤的时间为2.5h-3.5h。
9.一种粉末涂料的应用，其特征在于，所述应用包括将所述粉末涂料用以喷涂铁路货车配件的表面。
10.根据权利要求9所述的粉末涂料的应用，其特征在于，所述喷涂铁路货车配件的表面，具体包括：
将待喷涂铁路货车配件进行预处理，得到预处理配件；
将所述预处理配件进行喷涂，完成喷涂；
其中，所述喷涂采用静电喷涂，所述静电喷涂的静电流为10μA～15μA，所述静电喷涂的静电压为50KV～60KV，所述静电喷涂的气压0.2MPa～0.6MPa，所述静电喷涂的烘烤温度为150℃～180℃，所述静电喷涂的烘烤时间为15min-25min。
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Citations (2)
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| CN101643616A (zh) * | 2008-08-05 | 2010-02-10 | 上海海隆赛能新材料有限公司 | 一种抗30天以上阴极剥离钢制管道环氧粉末防腐涂料 |
| CN106752964A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-31 | 江苏肯创环境科技股份有限公司 | 一种石墨烯耐磨阻燃防腐粉末涂料及其制备方法 |
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2021
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