CN114806251A - 一种砂纹粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砂纹粉末涂料及其制备方法，该砂纹粉末涂料的原料包括填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂，制备方法包括原料混合、熔融挤出、破碎和研磨；其中填料的分散性能较佳，可减少砂纹剂的结团现象，使砂纹剂能在粉末涂料中分散均匀；同时膨润土也对砂纹剂起分散作用，与填料一起协同作用减少砂纹剂结团现象，使粉末涂料的光泽和颜色均匀；固化剂的加入使粉末涂料在高温下具有一定的粘度，防止粘度降低导致整个涂层处于流平状态，保证涂料表面的颗粒感。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末涂料，特别是一种砂纹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，100％成膜，能耗低的特点。粉末涂料有热塑性和热固性两大类。热塑性粉末涂料的涂膜外观(光泽和流平性)较差，与金属之间的附着力也差，所以在汽车涂装领域中应用极少，汽车涂装一般采用热固性粉末涂料，热固性粉末涂料是以热固性合成树脂为成膜物质，在烘干过程中树脂先熔融，再经化学交联后固化成平整坚硬的涂膜。该种涂料形成的漆膜外观和各种机械性能及耐腐蚀性均能满足汽车涂饰的要求。
高温粉末涂料是粉末涂料的一个细小分支，与一般性粉末涂料主要不同体现在其耐高温性能方面。但是通常当涂料需要具有砂纹的表面外观时，随着温度的升高，涂料表面的颗粒感会慢慢消失，高温过后，表面会呈现出平面的状态，这是由于树脂作为粉末涂料的有效载体，在高温后粘度降低，持续高温会使整个涂层处于流平状态，从而无法达到具有颗粒感表面的要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种使涂料表面具有明显颗粒感效果的砂纹粉末涂料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种砂纹粉末涂料，由包括以下重量份数组分的原料制成：填料24-40份、饱和聚酯树脂30～40份、砂纹剂1～2份、膨润土1～2份、钛白粉6～10份、固化剂2～16份、甲基苯基二氯硅烷20～30份、附着力促进剂1～3份、磷酸盐防锈剂1～3份。
进一步地，由包括以下重量份数组分的原料制成：填料24份、饱和聚酯树脂30份、砂纹剂2份、膨润土2份、钛白粉10份、固化剂3份、甲基苯基二氯硅烷20份、附着力促进剂3份、磷酸盐防锈剂3份。
所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
所述碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉之间的比例为1:1:1:1。
所述硫酸钙的相对密度小，具有增亮及改善加工性能的作用；所述硫酸钡为致密颗粒，粒径分布范围窄，化学稳定性高，分散性能较佳，可减少砂纹剂结团现象，使砂纹剂在粉末涂料中分散均匀；所述滑石粉可增加产品的稳定性，增加张力强度、剪切强度和绕曲强度，
所述饱和聚酯树脂是含端羟基官能团的聚酯树脂，通过与异氰酸酯、氨基树脂等树脂交联固化成膜，具有一定的热稳定性。
所述砂纹剂为酰胺改性聚四氟乙烯蜡粉(如由聚酰胺蜡、2，3，3，3-四氟丙烯、4-乙烯基吡啶、聚四氟乙烯制备而成)、砂纹剂810、砂纹剂815中的一种或多种。所述砂纹剂810是一种全氟高分子聚合物、所述砂纹剂815是一种含有蜡的高分子聚合物，三种砂纹剂均可起物理分隔，消光起砂的作用，含蜡的砂纹剂还可提高耐刮性。所述聚四氟乙烯蜡粉为最优选，其分子量低、分散性好，在粉末涂料中可增强扛刮性和耐磨性；分散性好可减少粘连现象，增加粉末涂料的流动性。
所述膨润土可对砂纹剂起分散作用，由于砂纹剂为含氟、含蜡聚合物，主要呈棉絮状或粉末状，吸潮受压易结团，导致在粉末涂料中不均匀，导致不同批次的粉末涂料的光泽和颜色不同，加入膨润土可减少砂纹剂结团现象，使粉末涂料的光泽和颜色均匀。
所述钛白粉是白色颜料中着色力最强的一种，具有优良的遮盖力和着色牢度，适用于不透明的白色制品。
所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、羟烷基酰胺中的一种或两种。
所述异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺的重量份数比例为1:(1～2)。所述异氰尿酸三缩水甘油酯较好的耐热性、耐候性、耐光性、耐腐蚀性、耐化学药品性和机械性能，使粉末涂料在高温下具有一定的粘度，防止粘度降低导致整个涂层处于流平状态，保证涂料表面的颗粒感。
三官能的异氰尿酸三缩水甘油酯中的缩水甘油基反应活性相对较低，高活性的羟烷基酰胺与其协同作用，能加快固化涂膜速度，四官能的羟烷基酰胺中羟烷基的活性很高，低活性的异氰尿酸三缩水甘油酯与其协同作用，能够有充分时间使涂液流平并使汽化的水分排出后再固化，两者协同作用，除了能使体系具有更好的耐温效果外，还能使体系具有适当的固化速度。
甲基苯基二氯硅烷使反应体系具有优异的热氧化稳定性、电绝缘性能、耐候性、防水、防盐雾、防霉菌和生物相容性等。
所述附着力促进剂为(甲基)丙烯酸酯、羧酸酯、磷酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
所述附着力促进剂能明显提高树脂与各种基材的结合力，高强的附着力、胶着力与键结力能明显改善涂膜的抗潮湿性能、抗盐雾性能与耐热性能。
所述磷酸盐防锈剂是一种高效的合成渗透剂，能强力渗入铁锈、腐蚀物、油污内从而轻松地清除掉螺丝、螺栓上的锈迹和腐蚀物，具有渗透除锈、松动润滑、抵制腐蚀、保护金属等性能，并可在部件表面上形成并贮存一层润滑膜，可抑制湿气等其他化学成分对产品造成的腐蚀。
制备上述的砂纹粉末涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂通过混合机分散均匀，制得混合料。
步骤二：制得混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，冷却后进行破碎和研磨，制得成品砂纹粉末涂料。
在所述步骤二中，双螺杆挤出机的熔融挤出工段的工艺参数为：I区温度105～115℃，II区温度120～135℃。
在所述步骤二中，破碎步骤包括在压片机中进行压片破碎；研磨步骤包括在ACM磨机中研磨，研磨出的砂纹粉末涂料的粒径控制在40±2um。
本发明的有益效果是：本发明提供一种砂纹粉末涂料及其制备方法，该砂纹粉末涂料的原料包括填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂，制备方法包括原料混合、熔融挤出、破碎和研磨；其中填料的分散性能较佳，可减少砂纹剂的结团现象，使砂纹剂能在粉末涂料中分散均匀；同时膨润土也对砂纹剂起分散作用，与填料一起协同作用减少砂纹剂结团现象，使粉末涂料的光泽和颜色均匀；固化剂的加入使粉末涂料在高温下具有一定的粘度，防止粘度降低导致整个涂层处于流平状态，保证涂料表面的颗粒感。
具体实施方式
本实施例中，关于温度和压力没有特别强调的部分，均为常温常压。
实施例1：
一种砂纹粉末涂料，由包括以下重量份数组分的原料制成：填料24份、饱和聚酯树脂30份、砂纹剂2份、膨润土2份、钛白粉10份、固化剂3份、甲基苯基二氯硅烷20份、附着力促进剂3份、磷酸盐防锈剂3份。
所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉和云母粉，所述碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉之间的比例为1:1:1:1。
所述砂纹剂为酰胺改性聚四氟乙烯蜡粉。
所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺，所述异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺的重量份数比例为1:2。
所述附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
制备上述的砂纹粉末涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂通过混合机分散均匀，制得混合料。
步骤二：制得混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，工艺参数为：I区温度110℃，II区温度125℃，冷却后在压片机中进行压片破碎，然后在ACM磨机中研磨，研磨出的砂纹粉末涂料的粒径控制在40±2um，制得成品砂纹粉末涂料。
实验说明：
将实施例1制得的粉末涂料应用在产品上后，耐温350℃*1h，连续测试10次后，表面仍具有砂硕颗粒效果。
将实施例1制得的粉末涂料应用在产品上后，耐温340℃*2h，连续测试5次后，表面仍具有砂硕颗粒效果。
本实施例提供一种砂纹粉末涂料及其制备方法，该砂纹粉末涂料的原料包括填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂，制备方法包括原料混合、熔融挤出、破碎和研磨；其中填料的分散性能较佳，可减少砂纹剂的结团现象，使砂纹剂能在粉末涂料中分散均匀；同时膨润土也对砂纹剂起分散作用，与填料一起协同作用减少砂纹剂结团现象，使粉末涂料的光泽和颜色均匀；固化剂的加入使粉末涂料在高温下具有一定的粘度，防止粘度降低导致整个涂层处于流平状态，保证涂料表面的颗粒感。
实施例2：
一种砂纹粉末涂料，由包括以下重量份数组分的原料制成：填料27份、饱和聚酯树脂35份、砂纹剂1.5份、膨润土1.5份、钛白粉8份、固化剂9份、甲基苯基二氯硅烷25份、附着力促进剂2份、磷酸盐防锈剂2份。
所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉和云母粉，所述碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉之间的比例为1:1:1:1。
所述砂纹剂为酰胺改性聚四氟乙烯蜡粉。
所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺，所述异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺的重量份数比例为1:2。
所述附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
制备上述的砂纹粉末涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂通过混合机分散均匀，制得混合料。
步骤二：制得混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，工艺参数为：I区温度105℃，II区温度120℃，冷却后在压片机中进行压片破碎，然后在ACM磨机中研磨，研磨出的砂纹粉末涂料的粒径控制在40±2um，制得成品砂纹粉末涂料。
实验说明：
将实施例2制得的粉末涂料应用在产品上后，耐温350℃*1h，连续测试10次后，表面仍具有砂硕颗粒效果，与实施例1制得的粉末涂料应用后的效果区别不大，因此实施例1为优选实施例。
将实施例2制得的粉末涂料应用在产品上后，耐温340℃*2h，连续测试5次后，表面仍具有砂硕颗粒效果，与实施例1制得的粉末涂料应用后的效果区别不大，因此实施例1为优选实施例。
实施例3：
一种砂纹粉末涂料，由包括以下重量份数组分的原料制成：填料40份、饱和聚酯树脂40份、砂纹剂2份、膨润土2份、钛白粉10份、固化剂16份、甲基苯基二氯硅烷30份、附着力促进剂3份、磷酸盐防锈剂3份。
所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉和云母粉，所述碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉之间的比例为1:1:1:1。
所述砂纹剂为酰胺改性聚四氟乙烯蜡粉。
所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺，所述异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺的重量份数比例为1:2。
所述附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
制备上述的砂纹粉末涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂通过混合机分散均匀，制得混合料。
步骤二：制得混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，工艺参数为：I区温度115℃，II区温度130℃，冷却后在压片机中进行压片破碎，然后在ACM磨机中研磨，研磨出的砂纹粉末涂料的粒径控制在40±2um，制得成品砂纹粉末涂料。
实验说明：
将实施例3制得的粉末涂料应用在产品上后，耐温350℃*1h，连续测试10次后，表面仍具有砂硕颗粒效果，与实施例1制得的粉末涂料应用后的效果区别不大，因此实施例1为优选实施例。
将实施例3制得的粉末涂料应用在产品上后，耐温340℃*2h，连续测试5次后，表面仍具有砂硕颗粒效果，与实施例1制得的粉末涂料应用后的效果区别不大，因此实施例1为优选实施例。
设置对比例：除了固化剂外，其余组分的含量与实施例1一致。
| 对比例 | 固化剂含量 | 耐温后表面颗粒效果 |
| 1 | 0.5 | 表面颗粒效果减弱 |
| 2 | 1 | 表面颗粒效果减弱 |
| 3 | 3 | 表面具有明显颗粒效果 |
| 4 | 9 | 表面具有明显颗粒效果 |
| 5 | 16 | 表面具有明显颗粒效果 |
| 6 | 20 | 表面具有明显颗粒效果 |
| 7 | 25 | 表面具有明显颗粒效果 |
从上述对比例中可看出，固化剂含量减少后，表面的颗粒效果会减弱，这是由于固化剂含量的减少，使涂料表面具有轻微的流平效果，从而降低表面的颗粒效果，而当固化剂含量增加后，表面的颗粒效果没有明显变化，说明固化剂含量的持续增加并不会同时持续增加涂料表面的颗粒效果。
设置对比例：除填料和膨润土外，其余组分的含量与实施例1一致。
从上述对比例中可看出，填料和膨润土的含量减少后，涂料表面的颗粒效果会有所减弱，且出现大小不一的颗粒效果，这是因为填料和膨润土的含量减少后，砂纹剂会出现一定的结团现象，不够均匀，从而出现大小不一的颗粒效果呈现在涂料表面；当填料和膨润土的含量增加后，涂料表面的颗粒效果没有明显变化，说明填料和膨润土的含量的持续增加并不会同时持续增加涂料表面的颗粒效果。参照对比例2-4，当填料的含量不变或膨润土的含量不变，改变另一种的含量时，涂料表面颗粒效果会稍微减弱，且具有轻微的大小不一的颗粒效果，因此填料和膨润土协同作用时，分散性能最好，涂料表面的颗粒效果最均匀。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。
Claims (10)
1.一种砂纹粉末涂料，其特征在于由包括以下重量份数组分的原料制成：填料24-40份、饱和聚酯树脂30～40份、砂纹剂1～2份、膨润土1～2份、钛白粉6～10份、固化剂2～16份、甲基苯基二氯硅烷20～30份、附着力促进剂1～3份、磷酸盐防锈剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的砂纹粉末涂料，其特征在于由包括以下重量份数组分的原料制成：填料24份、饱和聚酯树脂30份、砂纹剂2份、膨润土2份、钛白粉10份、固化剂3份、甲基苯基二氯硅烷20份、附着力促进剂3份、磷酸盐防锈剂3份。
3.根据权利要求1或2所述的砂纹粉末涂料，其特征在于所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的砂纹粉末涂料，其特征在于所述碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉之间的比例为1:1:1:1。
5.根据权利要求1或2所述的砂纹粉末涂料，其特征在于所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯、羟烷基酰胺中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的砂纹粉末涂料，其特征在于所述异氰尿酸三缩水甘油酯和羟烷基酰胺的重量份数比例为1:(1～2)。
7.根据权利要求1或2所述的砂纹粉末涂料，其特征在于所述附着力促进剂为(甲基)丙烯酸酯、羧酸酯、磷酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
8.制备如权利要求1至7任一项权利要求所述的砂纹粉末涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将所述填料、饱和聚酯树脂、砂纹剂、膨润土、钛白粉、固化剂、甲基苯基二氯硅烷、附着力促进剂和磷酸盐防锈剂通过混合机分散均匀，制得混合料；
步骤二：制得混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出，冷却后进行破碎和研磨，制得成品砂纹粉末涂料。
9.根据权利要求8所述的，其特征在于所述砂纹粉末涂料的制备方法，其特征在于在所述步骤二中，双螺杆挤出机的熔融挤出工段的工艺参数为：I区温度105～115℃，II区温度120～135℃。
10.根据权利要求8所述的，其特征在于所述砂纹粉末涂料的制备方法，其特征在于在所述步骤二中，破碎步骤包括在压片机中进行压片破碎；研磨步骤包括在ACM磨机中研磨，研磨出的砂纹粉末涂料的粒径控制在40±2um。
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