CN114933841A - 一种生物基粉末涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物涂料技术领域，具体为一种生物基粉末涂料，包括生物基合成树脂、生物基聚酰胺、羧基聚酯、丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物、绢云母、异氰尿酸三缩水甘油酯、高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物、乙撑双硬脂酰胺、异氰酸酯、多元受阻酚、亚磷酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、颜填料、缩水甘油醚、羟苯基三嗪和Oxide‑C。本发明的生物基粉末涂料产品，其物理性能、化学性能均满足HG/T 2006‑2006中的“优等品”级标准或高于此标准，且其UVA在不含氟的情况下数值在1000‑2000之间，每磅粉末涂料最高可引入16个16盎司的PET塑料瓶，且具有较高的保质期。
Description
技术领域
本发明涉及生物涂料技术领域，具体为一种生物基粉末涂料。
背景技术
生物基材料是指利用可再生生物质，包括除粮食以外的农作物、树木、其他植物及其残体和内含物为原料，通过生物、化学以及物理等方法制造的一类新材料。生物基材料的出现给涂料产品带来了新的发展方向。与传统的石油基材料相比，生物基材料主要来源于植物，减少了二氧化碳的排放以及对石油的依赖，特别是植物油已经广泛地用于制备新型的绿色环保涂料，符合人们对于环保和可持续发展的追求。
粉末涂料也是生物基材料的一种类型，生物基粉末涂料具有绿色环保等特点，但在可持续性上略有欠缺，可再生原料在粉末涂料中直接应用会导致粉末涂料的各项指标性能下降很大，处于无法应用局面，如果不在配方上进行整体设计、改良，无法替代常规产品的应用。且生物基粉末涂料在欧洲已经处于开发阶段，虽然小有成果但无法实际应用，主要原因是由于产品的各项性能指标无法满足粉末涂料的产品标准(无法应用)，且由于国内科研的技术的限制，在粉末涂料领域还处于空白阶段。故此，如何使生物基原料在粉末配方中的应用且性能达标是亟需解决的问题。
附图说明
图1为常规粉末涂料产品在户外的DSC曲线图；
图2为常规粉末涂料在引入植物基后的产品在户外的DSC曲线图；
图3为常规粉末涂料产品户外的固化转化率；
图4为常规粉末涂料在引入植物基后的产品的固化转化率；
图5为常规粉末涂料产品与引入生物基的粉末涂料产品在UVA-750h的紫外灯照射测试结果对比图；
图6为常规粉末涂料产品与引入生物基的粉末涂料产品在UVA-1000h的紫外灯照射测试结果对比图；
图7为常规粉末涂料产品与引入生物基的粉末涂料产品使用氙灯照射 1500h的测试结果对比图；
图8为常规粉末涂料产品与引入生物基的粉末涂料产品在中性盐雾中 700h的测试对比图；
图9为检验标准数据表格图。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物基粉末涂料，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物基粉末涂料，包括生物基合成树脂、生物基聚酰胺、羧基聚酯、丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物、绢云母、异氰尿酸三缩水甘油酯、高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物、乙撑双硬脂酰胺、异氰酸酯、多元受阻酚、亚磷酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、颜填料、缩水甘油醚、羟苯基三嗪和Oxide-C；
以份量计：
生物基合成树脂：280-600；
生物基聚酰胺：0-8；
羧基聚酯：0-280；
丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物：18-25；
绢云母：50-100；
异氰尿酸三缩水甘油酯：42.1-45.2；
高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物：2-4；
乙撑双硬脂酰胺：5-8；
异氰酸酯：5-10；
多元受阻酚：5-10；
亚磷酸酯：5-10；
乙烯基三甲氧基硅烷：10-20；
颜填料：0-256.9；
缩水甘油醚：30-50；
羟苯基三嗪：8-10
Oxide-C：1-2。
优选的，所述生物基合成树脂采用rPET或废弃rPET，其中rPET含量为总重量的25％，在生物基合成树脂中mgKOH/g：30～36，生物基合成树脂黏度范围mPa.s/200℃：3500～6500，玻璃化温度应Tg℃≥65℃。
优选的，所述羧基聚酯为常规耐候级别聚酯或者高耐候级别聚酯其中的一种，当羧基聚酯为常规耐候级别聚酯时，mgKOH/g:30～36，mPa.s/200℃： 4000～6000，Tg℃≥65℃，当羧基聚酯为高耐候级别聚酯时，mgKOH/g:30～36， mPa.s/200℃：5000～7000，Tg℃≥65℃。
优选的，所述缩水甘油醚采用两步法生产工艺：
优选的，所述异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯。
优选的，所述生物基聚酰胺为可再生蓖麻籽。
优选的，一种生物基粉末涂料的生产工艺，所述生产工艺流程如下步骤：
第一步，物料称量：按照配方准确称量物料；
第二步，预混合：混合物料需使用往复式混料缸，所引入的生物基物料需要高度混合以保证产品的质量稳定性，通过验证，目前往复式混料机的效果最佳，称取全部物料后投入混料缸内，混料过程需要预混及破碎，要求缸内温度≤30℃，否则会导致部分原料团聚或分散不完全现象发生；
第三步，挤出：一区加热温度：115-120℃，二区加热温度：110-115℃，挤出螺杆转速及混练效果需保证无胶化的同时，满足高剪切的挤出效果，片料厚度≤1.5mm，片料温度≤24℃；
第四步，粉碎：进料温度≤22℃，出料温度≤28℃，环境温度≤26℃，湿度50±5RH，产品粒径可根据实际需求设定，推荐32-36um；
第五步，混合：需将成品物料进行装罐混合，保证生物基原料混合的充分性；
第六步，包装：包装好后，储存条件：环境温度≤26℃，湿度50±5RH，避免阳光直射。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的生物基粉末涂料产品，其物理性能、化学性能均满足HG/T 2006-2006中的“优等品”级标准或高于此标准，且其UVA在不含氟的情况下数值在1000-2000之间，每磅粉末涂料最高可引入16个16盎司的PET塑料瓶，且具有较高的保质期。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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，本领域普通技术工作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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种生物基粉末涂料，包括生物基合成树脂、生物基聚酰胺、羧基聚酯、丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物、绢云母、异氰尿酸三缩水甘油酯、高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物、乙撑双硬脂酰胺、异氰酸酯、多元受阻酚、亚磷酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、颜填料、缩水甘油醚、羟苯基三嗪和Oxide-C；
以份量计：
生物基合成树脂：280-600；
生物基聚酰胺：0-8；
羧基聚酯：0-280；
丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物：18-25；
绢云母：50-100；
异氰尿酸三缩水甘油酯：42.1-45.2；
高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物：2-4；
乙撑双硬脂酰胺：5-8；
异氰酸酯：5-10；
多元受阻酚：5-10；
亚磷酸酯：5-10；
乙烯基三甲氧基硅烷：10-20；
颜填料：0-256.9；
缩水甘油醚：30-50；
羟苯基三嗪：8-10；
Oxide-C：1-2。
本实施例中，生物基合成树脂采用rPET或废弃rPET，其中rPET含量为总重量的25％，在生物基合成树脂中mgKOH/g：30～36，生物基合成树脂黏度范围mPa.s/200℃：3500～6500，玻璃化温度应Tg℃≥65℃。
本实施例中，羧基聚酯为常规耐候级别聚酯或者高耐候级别聚酯其中的一种，当羧基聚酯为常规耐候级别聚酯时，mgKOH/g:30～36，mPa.s/200℃： 4000～6000，Tg℃≥65℃，当羧基聚酯为高耐候级别聚酯时，mgKOH/g:30～36， mPa.s/200℃：5000～7000，Tg℃≥65℃。
本实施例中，缩水甘油醚采用两步法生产工艺：
本实施例中，异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯。
本实施例中，生物基聚酰胺为可再生蓖麻籽。
本实施例还提供一种生物基粉末涂料的生产工艺，生产工艺流程如下步骤：
第一步，物料称量：按照配方准确称量物料；
第二步，预混合：混合物料需使用往复式混料缸，所引入的生物基物料需要高度混合以保证产品的质量稳定性，通过验证，目前往复式混料机的效果最佳，称取全部物料后投入混料缸内，混料过程需要预混及破碎，要求缸内温度≤30℃，否则会导致部分原料团聚或分散不完全现象发生；
第三步，挤出：一区加热温度：115-120℃，二区加热温度：110-115℃，挤出螺杆转速及混练效果需保证无胶化的同时，满足高剪切的挤出效果，片料厚度≤1.5mm，片料温度≤24℃；
第四步，粉碎：进料温度≤22℃，出料温度≤28℃，环境温度≤26℃，湿度50±5RH，产品粒径可根据实际需求设定，推荐32-36um；
第五步，混合：需将成品物料进行装罐混合，保证生物基原料混合的充分性；
第六步，包装：包装好后，储存条件：环境温度≤26℃，湿度50±5RH，避免阳光直射。
通过氙灯及紫外灯测试后可明显对比出：生物基产品通过配方改进后， UVA可高达1000h，氙灯1500h，以可以完美替代常规户外粉末涂料的应用。
以上数据均为未经过偏氟乙烯改性的生物基产品数据测试。
图8为常规粉末涂料产品与引入生物基的粉末涂料产品在中性盐雾中700h的测试对比图，其中，1#、常规户外耐候产品；2#、生物基户外耐候产品1；3#生物基户外耐候产品2；
除锈后，可以看出，通过配方的搭配设计，可完美地将生物基产品和现用户外产品进行替换使用。
在进行测试时，均根据图9表格中的检验标准进行检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种生物基粉末涂料，其特征在于：包括生物基合成树脂、生物基聚酰胺、羧基聚酯、丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物、绢云母、异氰尿酸三缩水甘油酯、高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物、乙撑双硬脂酰胺、异氰酸酯、多元受阻酚、亚磷酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷、颜填料、缩水甘油醚、羟苯基三嗪和Oxide-C；
以份量计：
生物基合成树脂：280-600；
生物基聚酰胺：0-8；
羧基聚酯：0-280；
丙烯酸酯共聚物、二苯乙醇酮、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、硅微粉、气相二氧化硅的混合物：18-25；
绢云母：50-100；
异氰尿酸三缩水甘油酯：42.1-45.2；
高密度聚乙烯与低密度聚乙烯混合物：2-4；
乙撑双硬脂酰胺：5-8；
异氰酸酯：5-10；
多元受阻酚：5-10；
亚磷酸酯：5-10；
乙烯基三甲氧基硅烷：10-20；
颜填料：0-256.9；
缩水甘油醚：30-50；
羟苯基三嗪：8-10
Oxide-C：1-2。
2.根据权利要求1所述的生物基粉末涂料，其特征在于：所述生物基合成树脂采用rPET或废弃rPET，其中rPET含量为总重量的25％，在生物基合成树脂中mgKOH/g：30～36，生物基合成树脂黏度范围mPa.s/200℃：3500～6500，玻璃化温度应Tg℃≥65℃。
3.根据权利要求1所述的生物基粉末涂料，其特征在于：所述羧基聚酯为常规耐候级别聚酯或者高耐候级别聚酯其中的一种，当羧基聚酯为常规耐候级别聚酯时，mgKOH/g:30～36，mPa.s/200℃：4000～6000，Tg℃≥65℃，当羧基聚酯为高耐候级别聚酯时，mgKOH/g:30～36，mPa.s/200℃：5000～7000，Tg℃≥65℃。
4.根据权利要求1所述的生物基粉末涂料，其特征在于：所述缩水甘油醚采用两步法生产工艺：
5.一种用于权利要求1-4任一项所述的生物基粉末涂料的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺流程如下步骤：
第一步，物料称量：按照配方准确称量物料；
第二步，预混合：混合物料需使用往复式混料缸，所引入的生物基物料需要高度混合以保证产品的质量稳定性，称取全部物料后投入混料缸内，混料过程需要预混及破碎，要求缸内温度≤30℃；
第三步，挤出：一区加热温度：115-120℃，二区加热温度：110-115℃，挤出螺杆转速及混练效果需保证无胶化的同时，满足高剪切的挤出效果，片料厚度≤1.5mm，片料温度≤24℃；
第四步，粉碎：进料温度≤22℃，出料温度≤28℃，环境温度≤26℃，湿度50±5RH，产品粒径可根据实际需求设定，推荐32-36um；
第五步，混合：需将成品物料进行装罐混合，保证生物基原料混合的充分性；
第六步，包装：包装好后，储存条件：环境温度≤26℃，湿度50±5RH，避免阳光直射。
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