CN114806377A - 一种自清洁粉末涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自清洁型粉末涂料及其制备方法和应用，由端羧基聚酯树脂、环氧树脂、端羟基聚酯树脂、固化剂、流平剂、增光剂、脱气剂、脱泡剂、蜡粉、填料和颜料组成。该粉末涂料具有优异的自清洁效果且自洁功能长效，能够解决现有的粉末涂料在部分行业应用场景中存在油污难以清理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及涂料及涂装技术领域，更具体地说涉及一种自清洁粉末涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业发展，工业废气、废水、废渣对环境造成严重污染，环境保护成为世界性的重要问题。粉末涂料是一种新型的、不含溶剂，100％固体粉末状涂料，成为公认的符合高生产效率、优良涂膜性能、生态环保型和经济型的4E型涂料产品，得到世界涂料和涂装行业的重视，并且成为各种涂料品种中发展速度最快的品种之一。具有可回收、环保、节能优势，在诸多领域已逐步取代油漆。
随着粉末涂料的发展，粉末涂料被要求拥有更高的功能性，尤其是一些特种涂料具备的功能性。近年来在家具家电和IT行业上，粉末涂料应用很受市场欢迎，但部分行业应用场景中存在油污难以清理的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，现有的粉末涂料在部分行业应用场景中存在油污难以清理的问题，提供了一种自清洁粉末涂料及其制备方法和应用，该粉末涂料具有优异的自清洁效果且自洁功能长效，能够解决现有的粉末涂料在部分行业应用场景中存在油污难以清理的问题。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种自清洁粉末涂料，由端羧基聚酯树脂、环氧树脂、端羟基聚酯树脂、固化剂、流平剂、增光剂、脱气剂、脱泡剂、蜡粉、填料和颜料组成，其中，各个组分在自清洁型粉末涂料中的质量份数为：
端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为2000-5000mPa.s。
环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃。
端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s。
固化剂采用异氰酸酯。
流平剂采用丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物，流平剂的作用是提供均匀的表面张力，使粉末涂料与被涂物之间具有良好的润湿性。
增光剂采用丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物，增光剂的作用是改善涂膜的外观。
脱气剂采用苯偶姻(又名二苯乙醇酮)，脱气剂的作用是使交联固化时产生的小分子化合物等挥发物质脱逸出来。
填料采用硅微粉，填料的作用是提高涂膜的硬度，同时具有消光效果。
蜡粉采用纯聚四氟乙烯蜡，蜡粉的作用是提高涂膜抗划伤能力并调节涂膜的表面张力。
颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄。
一种自清洁粉末涂料的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1，配料和混料：按照10-30份端羧基聚酯树脂、10-30份环氧树脂、10-30份端羟基聚酯树脂、15-45份固化剂、0-2份流平剂、0-2份增光剂、0-1份脱气剂、0-1份脱泡剂、0-3份蜡粉、0-10份填料、0-10份颜料称取原料，并对原料进行预混合，使上述原料充分混合均匀，即得到混合原料，其中，端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为2000-5000mPa.s，环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃，端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s，固化剂采用异氰酸酯，流平剂采用丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物，增光剂采用丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物，脱气剂采用苯偶姻(又名二苯乙醇酮)，填料采用硅微粉，蜡粉采用纯聚四氟乙烯蜡，颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄；
步骤2，挤出工序：将步骤1混合均匀的混合原料通过料斗，送入双螺杆挤出机内，依次开启双螺杆挤出机的压辊、螺杆和进料，调节参数：螺杆为40HZ，进料速度为30-50 HZ，进行熔融挤出，熔融挤出的加热区温度为90-120℃，即得到挤出料片；
步骤3，冷却、破碎、磨粉、筛分工序：将步骤2制备得到的挤出料片置于室温环境20-25℃下冷却后，加入粉碎机粉碎后，过160-200目筛筛分后，即得到自清洁型粉末涂料。
本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明的自清洁粉末涂料通过高羟值聚氨酯与异氰酸酯进行交联固化反应，同时添加纯聚四氟乙烯蜡，能够有效降低涂层表面张力，增加涂层交联密度的同时，提高涂层的自清洁性能；同时，本发明制备及使用过程中不含有机硅，故不会对其他体系粉末涂料产生污染，造成缩孔的现象，另外涂层的自清洁耐久性也得到明显提高。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种自清洁粉末涂料的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1，配料和混料：按照5份端羧基聚酯树脂、5份环氧树脂、30份端羟基聚酯树脂、45份异氰酸酯、1份丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物、1份丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、1份苯偶姻(又名二苯乙醇酮)、1份脱泡剂、3份聚四氟乙烯蜡、7 份硅微粉、1份颜料称取原料，并对原料进行预混合，使上述原料充分混合均匀，即得到混合原料，其中，端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为2000-5000 mPa.s，环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃，端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s，颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄；
步骤2，挤出工序：将步骤1混合均匀的混合原料通过料斗，送入双螺杆挤出机内，依次开启双螺杆挤出机的压辊、螺杆和进料，调节参数：螺杆为40HZ，进料速度为30HZ 进行熔融挤出，熔融挤出的加热区温度为90℃，即得到挤出料片；
步骤3，冷却、破碎、磨粉、筛分工序：将步骤2制备得到的挤出料片置于室温环境20-25℃下冷却后，加入粉碎机粉碎后，过160目筛筛分后，即得到实施例一的自清洁型粉末涂料。
实施例二
一种自清洁粉末涂料的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1，配料和混料：按照2份端羧基聚酯树脂、2份环氧树脂、30份端羟基聚酯树脂、45份异氰酸酯、1份丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物、1份丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、1份苯偶姻(又名二苯乙醇酮)、1份脱泡剂、3份聚四氟乙烯蜡、 13份硅微粉、1份颜料称取原料，并对原料进行预混合，使上述原料充分混合均匀，即得到混合原料，其中，端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为 2000-5000mPa.s，环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃，端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s，颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄；
步骤2，挤出工序：将步骤1混合均匀的混合原料通过料斗，送入双螺杆挤出机内，依次开启双螺杆挤出机的压辊、螺杆和进料，调节参数：螺杆为40HZ，进料速度为50HZ 进行熔融挤出，熔融挤出的加热区温度为100℃，即得到挤出料片；
步骤3，冷却、破碎、磨粉、筛分工序：将步骤2制备得到的挤出料片置于室温环境20-25℃下冷却后，加入粉碎机粉碎后，过180目筛筛分后，即得到实施例二自清洁型粉末涂料。
实施例三
一种自清洁粉末涂料的制备方法，按照下述步骤进行：
步骤1，配料和混料：按照5份端羧基聚酯树脂、5份环氧树脂、32份端羟基聚酯树脂、48份异氰酸酯、1份丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物、1份丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、1份苯偶姻(又名二苯乙醇酮)、1份脱泡剂、3份聚四氟乙烯蜡、2 份硅微粉、1份颜料称取原料，并对原料进行预混合，使上述原料充分混合均匀，即得到混合原料，其中，端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为2000-5000 mPa.s，环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃，端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s，颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄；
步骤2，挤出工序：将步骤1混合均匀的混合原料通过料斗，送入双螺杆挤出机内，依次开启双螺杆挤出机的压辊、螺杆和进料，调节参数：螺杆为40HZ，进料速度为40HZ 进行熔融挤出，熔融挤出的加热区温度为120℃，即得到挤出料片；
步骤3，冷却、破碎、磨粉、筛分工序：将步骤2制备得到的挤出料片置于室温环境20-25℃下冷却后，加入粉碎机粉碎后，过160目筛筛分后，即得到实施例三自清洁型粉末涂料。
对上述实施例制备得到的自清洁型粉末涂料进行清洁性能、抗涂鸦性能、抗涂鸦耐久性测试：
将制备得到的自清洁型粉末涂料静电喷涂到基材上，固化后，对喷涂后形成的涂层进行水接触角测试：水接触角测试选用水接触角测定仪；
对喷涂后形成的涂层进行抗涂鸦测试：用记号笔在喷涂后形成的涂层上画出印迹，静置3min后，用清水润湿1min，再用3MA百洁布擦拭，观察痕迹残留情况；
对喷涂后形成的涂层进行抗涂鸦耐久性测试：用5％洗洁精来回擦拭1000次喷涂后形成的涂层后，再次测试抗涂鸦性能，即用记号笔在喷涂后形成的涂层上画出印迹，静置3min后，用清水润湿1min，再用3MA百洁布擦拭，观察痕迹残留情况，测试结果如表一所示：
表一 清洁性能、抗涂鸦性能、抗涂鸦耐久性测试结果
| 水接触角 | 抗涂鸦性能 | 抗涂鸦耐久性 | |
| 实施例1 | 96 | 无印迹 | 无印迹 |
| 实施例2 | 100 | 无印迹 | 无印迹 |
| 实施例3 | 103 | 无印迹 | 无印迹 |
如表一所示，自清洁型粉末涂料具有很好的抗涂鸦效果，能够满足对存在油污并长期使用洗涤剂的产品对粉末涂料的要求。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自清洁粉末涂料，其特征在于：由端羧基聚酯树脂、环氧树脂、端羟基聚酯树脂、固化剂、流平剂、增光剂、脱气剂、脱泡剂、蜡粉、填料和颜料组成，其中，各个组分在自清洁型粉末涂料中的质量份数为：
2.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为2000-5000mPa.s。
3.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃。
4.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s。
5.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：固化剂采用异氰酸酯；流平剂采用丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：增光剂采用丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物；脱气剂采用苯偶姻。
7.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：填料采用硅微粉；蜡粉采用纯聚四氟乙烯蜡。
8.根据权利要求1所述的一种自清洁粉末涂料，其特征在于：颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄。
9.一种自清洁粉末涂料的制备方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，配料和混料：按照10-30份端羧基聚酯树脂、10-30份环氧树脂、10-30份端羟基聚酯树脂、15-45份固化剂、0-2份流平剂、0-2份增光剂、0-1份脱气剂、0-1份脱泡剂、0-3份蜡粉、0-10份填料、0-10份颜料称取原料，并对原料进行预混合，使上述原料充分混合均匀，即得到混合原料，其中，端羧基聚酯树的脂酸值为60-80mgKOH/g，粘度(200℃)为2000-5000mPa.s，环氧树脂的环氧当量为700-1000g/eg，软化点为88-100℃，端羟基聚酯树脂的羟值为200-300mgKOH/g，粘度(200℃)为4000-6000mPa.s，固化剂采用异氰酸酯，流平剂采用丙烯酸酯共聚物与二氧化硅的混合物，增光剂采用丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物，脱气剂采用苯偶姻(又名二苯乙醇酮)，填料采用硅微粉，蜡粉采用纯聚四氟乙烯蜡，颜料采用钛白粉、碳黑、氧化铁红或者氧化铁黄；
步骤2，挤出工序：将步骤1混合均匀的混合原料通过料斗，送入双螺杆挤出机内，依次开启双螺杆挤出机的压辊、螺杆和进料，调节参数：螺杆为40HZ，进料速度为30-50HZ，进行熔融挤出，熔融挤出的加热区温度为90-120℃，即得到挤出料片；
步骤3，冷却、破碎、磨粉、筛分工序：将步骤2制备得到的挤出料片置于室温环境20-25℃下冷却后，加入粉碎机粉碎后，过160-200目筛筛分后，即得到自清洁型粉末涂料。
10.如权利要求1-8任一所述的一种自清洁粉末涂料在静电喷涂中的应用，其特征在于：利用自清洁型粉末涂料静电喷涂后得到的涂层进行水接触角测试，所得涂层的水接触角的范围为96-103°，利用自清洁型粉末涂料静电喷涂后得到的涂层具有良好的抗涂鸦和抗涂鸦耐久性。
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