CN115521690A - 一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，涂膜具有卓越的刚性和耐湿热性、耐化学品性、耐溶剂性、耐阴极剥离性、流平性及柔韧性、抗冲击性等机械性能，满足标准《SEFA8M‑2016实验室级金属制品》中耐49项常见强溶剂要求。同时硬度达到6H，涂层的耐磨性高，涂层使用耐久性增长。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，尤其是涉及一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，国内一直在推动绿色环保可持续发展的战略，油漆、电镀等一些污染比较严重的涂装行业正逐步在被取代，而粉末涂料作为接近于零VOC排放的4E涂料，使用领域越来越宽，近年来各大领域的漆改粉的推动更是越来越快。实验室金属制品像实验室柜子、实验桌、实验室桌椅等办公家具也逐渐转成粉末涂料涂装。
传统的实验室家具涂层大多以油漆为主，油漆涂装时的VOC排放对环境污染大，废气、废水处理成本高，需要寻求一种环境友好型的涂料来替代油漆涂装，粉末涂料是一种很好的替代方案。这种新材料可广泛应用于工业、印刷等各个领域，而化学实验室级家具因为经常会遇到实验溶剂泄漏的问题，导致家具被腐蚀或损坏，耐久度大大降低，因此实验室家具表面的粉末涂料涂层对耐溶剂要求非常高，普通的粉末涂料涂层很难耐受得住实验室强溶剂的腐蚀，涂层的使用耐久性不高。
因此，亟需一种特殊设计的粉末涂料新材料才能满足实验室级金属制品耐溶剂要求。
发明内容
本发明为了解决现有粉末涂料难以满足实验室家具耐强溶剂腐蚀的需求，且耐久性和附着力较低的技术问题，提供一种的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料。
本发明的第二个目的是提供实验室家具用耐溶剂型粉末涂料的制备方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：
一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，按重量份数计，由以下组份组成：
所述改性剂为丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅，通过添加丙烯酸树脂包覆二氧化硅，其具有较高的扩散系数，改善了环氧树脂体系之间的界面结合力，改善应变系数，相比于未包覆的二氧化硅，丙烯酸树脂包覆二氧化硅由于表面具有聚合物成份，改善了二氧化硅在溶剂中的分散性，防止出现团聚现象，导致厚膜抗腐蚀性能不稳定；
通过采用酚醛环氧树脂以及双酚A型环氧树脂，以形成多种分子结构不同的环氧树脂体系，按一定比例搭配使用，可形成大分子互补网络结构和致密的涂层，通过选用微粉双氰胺，可增加底材附着力和并具有很高的交联密度，使得涂膜Tg高达80℃以上，使得涂膜具有很好的抗划伤性，同时还赋予涂膜很好的耐候性及耐酸碱和水浸性，涂膜具有卓越的刚性和耐湿热性、耐化学品性、耐溶剂性、耐阴极剥离性、流平性及柔韧性、抗冲击性等机械性能。
优选的，所述丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：将二氧化硅颗粒分散在甲苯中，隔绝氧气，加入氨基硅烷偶联剂，回流8h，加热到80℃，加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸丁酯，恒温反应8-10h，洗涤干燥，即得。
优选的，所述邻甲酚醛环氧树脂的环氧当量为210-230g/eq，通过采用多种环氧体系树脂配以重防腐型邻甲酚醛环氧树脂，取代了油漆所采用的液体环氧加多元胺固化体系，酚醛环氧树脂分子结构中不仅含有较多的苯环和羟基，而且有较长的柔性链，是专为重防腐粉末涂料设计，有极好的相溶性，反应活性高，有很强的粘附力，可快速固化，交联密度高。
优选的，所述酚醛环氧树脂的环氧当量为500-600g/eq。
优选的，所述玻璃纤维的长径比为11:1，通过添加玻璃纤维，会增强涂层体系的强度，提高涂层的耐热性，使涂层具有优异的耐化学腐蚀性能及电性能，外界强酸碱环境或强烈日照也难以渗透。
为了实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：
一种如上任一项所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份数称取邻甲酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、微粉双氰胺、流平剂、安息香、聚四氟乙烯改性蜡、玻璃纤维、改性剂、颜料置入混料缸中，在80-95r/min转速下预混合3-5min；
S2、将步骤S1中的预混合物送至进行熔融挤出、粉碎、分级，即得。
优选的，所述步骤S2中的熔融挤出1区温度为90-100℃；熔融挤出2区温度100-110℃。
优选的，所述步骤S2中粉碎后粉末粒径D50为30-36μm。
优选的，所述耐溶剂性粉末涂料的制备方法，制备所得的粉末涂料喷涂涂层满足标准SEFA 8M-2016。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
1、本申请提供的一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，采用邻甲酚醛环氧树脂，酚醛环氧树脂以及双酚A型环氧树脂，通过多种分子结构不同的环氧树脂体系，按一定比例搭配使用，可形成大分子互补网络结构，形成致密的涂层，配以重防腐型邻甲酚醛树脂，取代了油漆所采用的液体环氧加多元胺固化体系，酚醛环氧树脂分子结构中不仅含有较多的苯环和羟基，而且有较长的柔性链，是专为重防腐粉末涂料设计，有极好的相溶性，反应活性高，有很强的粘附力，可快速固化，交联密度高，涂膜具有卓越的刚性和耐湿热性、耐化学品性、耐溶剂性、耐阴极剥离性、流平性及柔韧性、抗冲击性等机械性能，满足标准《SEFA8M-2016实验室级金属制品》中耐49项常见强溶剂要求。同时硬度达到6H，涂层的耐磨性高，涂层使用耐久性增长。
2、本申请提供的一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料的制备方法，操作简单，先混合后熔融挤出粉碎分级，即可制备得实验室家具用耐溶剂性粉末涂料，适合工艺化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例1-5说明本发明的具体技术方案：
实施例1：
S1、将粒径1μm的二氧化硅颗粒分散在甲苯中，隔绝氧气，加入氨基硅烷偶联剂，回流8h，加热到80℃，加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸丁酯，恒温反应8h，洗涤干燥，得丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅；
S2、按表1重量份数称取环氧当量为210g/eq的邻甲酚醛环氧树脂、环氧当量为500g/eq的酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、微粉双氰胺、流平剂、安息香、聚四氟乙烯改性蜡、玻璃纤维、丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅、颜料置入混料缸中，在85r/min转速下预混合3min；
S3、将步骤S2中的预混合物送至1区温度95℃/2区温度100℃双螺杆挤出机中进行熔融挤出，再经过ACM空气分级磨粉碎分级，即得，粉碎后的粒径为30μm。
实施例2：
S1、将粒径1.5μm的二氧化硅颗粒分散在甲苯中，隔绝氧气，加入氨基硅烷偶联剂，回流8h，加热到80℃，加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸丁酯，恒温反应9h，洗涤干燥，得丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅；
S2、按表1重量份数称取环氧当量为230g/eq的邻甲酚醛环氧树脂、环氧当量为560g/eq的酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、微粉双氰胺、流平剂、安息香、聚四氟乙烯改性蜡、玻璃纤维、丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅、颜料置入混料缸中，在80r/min转速下预混合5min；
S3、将步骤S2中的预混合物送至1区温度90℃/2区温度110℃双螺杆挤出机中进行熔融挤出，再经过ACM空气分级磨粉碎分级，即得，粉碎后的粒径为35μm。
实施例3：
S1、将粒径0.5μm的二氧化硅颗粒分散在甲苯中，隔绝氧气，加入氨基硅烷偶联剂，回流8h，加热到80℃，加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸丁酯，恒温反应10h，洗涤干燥，得丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅；
S2、按表1重量份数称取环氧当量为220g/eq的邻甲酚醛环氧树脂、环氧当量为600g/eq的酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、微粉双氰胺、流平剂、安息香、聚四氟乙烯改性蜡、玻璃纤维、丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅、颜料置入混料缸中，在90r/min转速下预混合4min；
S3、将步骤S2中的预混合物送至1区温度100℃/2区温度110℃双螺杆挤出机中进行熔融挤出，再经过ACM空气分级磨粉碎分级，即得，粉碎后的粒径为36μm。
表1：实施例1-3制备所得耐溶剂型粉末涂料组份重量份数
实施例4：标准对比
根据标准《SEFA 8M-2016实验室级金属制品》条款8.1中耐溶剂测试，对实施例1-3制备所得的粉末涂料进行喷涂后的涂层进行耐溶剂测试，测试结果如表2所示。
表2：测试结果
评级标准：0级-无可见变化；1级-颜色或光泽法神轻微变化；2级-轻微表面腐蚀或严重沾污；3级-涂层出现起坑、凹陷、凸起或侵蚀等明显或剧烈的损害。
可接受级别：实验室级油漆级别应不大于四个3级，特定用途的适用性取决于特定实验室所使用的化学品，实施例1-3的实际等级3数量和可接受等级3数量如表3所示。
表3：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 实际等级3数量 | 2 | 1 | 2 |
| 可接受等级3数量 | 4 | 3 | 4 |
| 标准对比 | 符合 | 符合 | 符合 |
实施例5：涂层性能测试
对实施例1-3所制备的粉末涂料进行喷涂后的涂层进行涂层性能测试，测试项目及结果如表4所示。
表4：
由表4可以看出，本申请不但能满足标准《SEFA 8M-2016实验室级金属制品》中耐49项常见强溶剂的要求，且涂料性能均达到标准水平，采用邻甲酚醛环氧树脂，酚醛环氧树脂以及双酚A型环氧树脂，通过多种分子结构不同的环氧树脂体系，按一定比例搭配使用，可形成大分子互补网络结构，形成致密的涂层，配以重防腐型邻甲酚醛树脂，取代了油漆所采用的液体环氧加多元胺固化体系，酚醛环氧树脂分子结构中不仅含有较多的苯环和羟基，而且有较长的柔性链，是专为重防腐粉末涂料设计，有极好的相溶性，反应活性高，有很强的粘附力，可快速固化，交联密度高；通过采用丙烯酸单体与二氧化硅和氨基硅烷偶联剂交联，涂膜具有卓越的刚性和耐湿热性、耐化学品性、耐溶剂性、耐阴极剥离性、流平性及柔韧性、抗冲击性等机械性能，同时硬度达到6H，涂层的耐磨性高，涂层使用耐久性增长，且制备方法操作简单，先混合后熔融挤出粉碎分级，即可制备得实验室家具用耐溶剂性粉末涂料，适合工艺化生产。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，由以下组份组成：
所述改性剂为丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于：所述丙烯酸树脂包覆改性二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：将二氧化硅颗粒分散在甲苯中，隔绝氧气，加入氨基硅烷偶联剂，回流8h，加热到80℃，加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸丁酯，恒温反应8-10h，洗涤干燥，即得。
3.根据权利要求1所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于：所述二氧化硅颗粒的粒径D50为1±0.5μm。
4.根据权利要求1所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于：所述邻甲酚醛环氧树脂的环氧当量为210-230g/eq。
5.根据权利要求1所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于：所述酚醛环氧树脂的环氧当量为500-600g/eq。
6.根据权利要求1所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于：所述玻璃纤维的长径比为11:1。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按重量份数称取邻甲酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、微粉双氰胺、流平剂、安息香、聚四氟乙烯改性蜡、玻璃纤维、改性剂、颜料置入混料缸中，在80-95r/min转速下预混合3-5min；
S2、将步骤S1中的预混合物送至进行熔融挤出、粉碎、分级，即得。
8.根据权利要求7所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的熔融挤出1区温度为90-100℃；熔融挤出2区温度100-110℃。
9.根据权利要求7所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中粉碎后粉末粒径D50为30-36μm。
10.根据权利要求1所述的实验室家具用耐溶剂型粉末涂料，其特征在于：所述耐溶剂性粉末涂料的制备方法，制备所得的粉末涂料喷涂涂层满足标准SEFA 8M-2016。
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| CN202211324702.6A CN115521690A (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种实验室家具用耐溶剂型粉末涂料及其制备方法 |
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