CN115895401A - 一种超低温固化环氧粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超低温固化环氧粉末涂料，由至少包含低软化点环氧树脂的固体A组分和液体B组分固化剂组成。其制备方法包括将固体A组分中的物料充分混合，通过双螺杆挤出机熔融挤出，获得挤出料；将该挤出料与液体B组分分别加入双组份聚脲喷枪，加热至70‑95℃后混合再喷出至强冷区域的物流收集板上，收集到的物料冷却至室温后敲碎，用磨粉机磨成粉，然后筛分得到。本发明突破性地使用了液体固化剂，因此最终成品大幅降低了固化温度，甚至可以在常温下继续缓慢固化；使用双组份聚脲喷枪使得固液组分充分混合，保证了固液组分的混合均匀性，选用低软化点环氧树脂可进一步降低固化温度。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，尤其涉及一种超低温固化环氧粉末涂料及其制备方法。
背景技术
目前市场现有的环氧粉末涂料为常温固化，固化温度在180℃以上。主要通过加入低温粉末固化剂和催化剂实现低温固化效果，但有其局限性：
1)只加入低温粉末固化剂和催化剂会明显降低成品粉末的Tg(玻璃化转变温度)，在挤出时极容易在挤出机中胶化，从而导致制备失败。
2)只加入低温粉末固化剂和催化剂目前能做到的极限最低固化温度在110-120℃，且固化时间较长，通常需要30分钟以上。
现有技术中尚没有采用环氧树脂固体与液体固化剂制备环氧粉末涂料的先例。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种超低温固化环氧粉末涂料及其制备方法，可将环氧粉末涂料固化温度控制在110℃及以下，且大幅缩短固化时间，从而解决现有技术存在的上述问题。
本发明是采用如下技术方案实现的：
本发明的第一方面是提供一种超低温固化环氧粉末涂料，由固体A组分和液体B组分组成，其中所述固体A组分至少包含低软化点环氧树脂，其中所述液体B组分为液体固化剂，所述液体固化剂为聚酰胺或聚醚胺。
所述低软化点环氧树脂优选的环氧当量为200-550g/mol，软化点为40-75℃。
所述液体固化剂优选的活泼氢当量为60-140g/eq。
低软化点环氧树脂和液体固化剂的优选用量配比可以采用常规的实验手段获得。
进一步优选的，所述固体A组分还包含流平剂、脱气剂、硫酸钡。这些组分均为本领域常用的助剂，本领域技术人员可以根据需要进行选择和调节，其用量也是可以根据需要调整的。例如流平剂可以采用PL200或PV67，脱气剂可以采用542DG。
作为进一步优选的技术方案，所述超低温固化环氧粉末涂料，由如下重量份的组分组成：A组分为低软化点环氧树脂45-70份、流平剂1-2份、脱气剂1-2份、硫酸钡15-40份，B组分为液体固化剂5-20份。
本发明的第二方面是提供一种超低温固化环氧粉末涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、将固体A组分中的物料充分混合，获得固体A组分；
S2、将所述固体A组分通过双螺杆挤出机熔融挤出，获得挤出料；
S3、将所述挤出料与液体B组分分别加入双组份聚脲喷枪，加热至70-95℃后混合再喷出至强冷区域的物流收集板上；
S4、将步骤S3所收集到的物料，冷却至室温后敲碎，用磨粉机磨成粉，然后筛分得到。
优选的，步骤S1中采用高速搅拌的方式混合物料，搅拌速度优选为1000-1500r/min，搅拌时间优选为10-20分钟。
优选的，步骤S2中，挤出机的螺杆转速为800r/min-1000r/min，挤出温度为60～90℃。
优选的，步骤S3中，强冷区域温度为-10～0℃。
优选的，步骤S4中，用120-140目筛网筛分得到所述超低温固化环氧粉末涂料。
本发明突破性地采用液体固化剂，并用双组份聚脲喷枪辅助制备出超低温固化的环氧粉末涂料。由于使用了液体固化剂，因此最终成品大幅降低了固化温度，甚至可以在常温下继续缓慢固化；使用双组份聚脲喷枪使得固液组分充分混合，保证了固液组分的混合均匀性；此外选用低软化点环氧树脂可进一步降低固化温度。本发明克服了现有的环氧粉末涂料固化温度高(通常为180℃及以上)，能耗相对较高，同时也需消耗更多时间加热和冷却工件的不足，也克服了通过加入低温粉末固化剂和催化剂实现超低温固化效果的工艺挤出过程易胶化、固化温度仍较高且固化时间较长的缺点，具有良好的市场推广价值。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，但不用来限制本发明的范围，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
实施例中超低温固化环氧粉末涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、按照配方含量，将A组分物料倒入在容器中进行充分混合，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为15分钟；
S2、将S1得到的混合物通过双螺杆挤出机，在85℃的温度下进行熔融挤出，挤出机的螺杆转速为900r/min；
S3、将S2得到的挤出料与B组份液体固化剂分别加入双组份聚脲喷枪，加热至90℃后混合再喷出至强冷区域的物流收集板上，强冷区域温度为-10℃，采集、收集；
S4、将S3所采集到的物料，冷却至室温后敲碎，用磨粉机磨成粉，然后用130目筛网筛分得到。
本发明中的仪器或原料未注明生产厂商的，均为常规商业化仪器或原料。其中，低软化点环氧树脂采用E20或E44型环氧树脂、流平剂采用埃斯特伦公司的PL200、脱气剂采用特洛伊化学品公司的542DG、硫酸钡采用扬州裕鑫粉体材料有限公司的TL-451牌号、液体固化剂采用聚酰胺(活泼氢当量100-140g/eq)或聚醚胺(活泼氢当量60-80g/eq)。
本发明实施例中涉及的检测指标如未提及，均采用本领域常规检测方法进行检测。
实施例1
超低温固化环氧粉末涂料，由如下重量份的组分组成：
A组份
B组份
液体固化剂12份
其中低软化点环氧树脂采用E20型环氧树脂，液体固化剂采用聚酰胺(活泼氢当量120g/eq)。
实施例2
超低温固化环氧粉末涂料，由如下重量份的组分组成：
A组份
B组份
液体固化剂15份
其中低软化点环氧树脂采用E44型环氧树脂，液体固化剂采用聚酰胺(活泼氢当量140g/eq)。
实施例3
超低温固化环氧粉末涂料，由如下重量份的组分组成：
A组份
B组份
液体固化剂13份
其中低软化点环氧树脂采用E20型环氧树脂，液体固化剂采用聚醚胺(活泼氢当量70g/eq)。
对比例
常规环氧粉末涂料，由如下重量份的组分组成：
A组份
环氧树脂60份
流平剂2份
脱气剂1份
硫酸钡30份
B组份
固化剂2.5份
其中环氧树脂采用E12型环氧树脂，固化剂采用双氰胺，其他组分的选用同实施例3。
各实施例和对比例检测性指标如表1所示：
表1样品性能指标
其中，冲击性采用GB/T 1732-2020的方法检测，附着力采用GB/T 9286-2021的方法检测，中性盐雾采用GB/T 1771-2007的方法检测，耐湿热性采用GB/T 1740-2007的方法检测。
从表中检测结果可以看出，本发明与现有市场上的环氧粉末涂料主要区别在于固化温度和制备工艺都不同，相较于传统环氧粉末涂料180℃及以上的固化温度，显著降低。本发明制备的超低温环氧粉末涂料由于使用了液体固化剂，因此在常温下也能继续缓慢固化。本发明可实现超低温固化，能耗明显降低，涂装耗时更少，同时防腐性能和机械性能仅比现有环氧粉末产品稍差一些，但仍能满足大部分实际使用场景的需求。
本领域的技术人员应理解，上述实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (10)
1.一种超低温固化环氧粉末涂料，其特征在于，由固体A组分和液体B组分组成，其中所述固体A组分至少包含低软化点环氧树脂，所述液体B组分为液体固化剂，所述液体固化剂为聚酰胺或聚醚胺。
2.如权利要求1所述的超低温固化环氧粉末涂料，其特征在于，所述低软化点环氧树脂的环氧当量为200-550g/mol，软化点为40-75℃。
3.如权利要求1所述的超低温固化环氧粉末涂料，其特征在于，所述液体固化剂的活泼氢当量为60-140g/eq。
4.如权利要求1所述的超低温固化环氧粉末涂料，其特征在于，所述固体A组分还包含流平剂、脱气剂、硫酸钡。
5.如权利要求4所述的超低温固化环氧粉末涂料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：A组分为低软化点环氧树脂45-70份、流平剂1-2份、脱气剂1-2份、硫酸钡15-40份，B组分为液体固化剂5-20份。
6.一种超低温固化环氧粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将权利要求1-5任一项所述固体A组分中的物料充分混合，获得固体A组分；
S2、将所述固体A组分通过双螺杆挤出机熔融挤出，获得挤出料；
S3、将所述挤出料与权利要求1-5任一项所述液体B组分分别加入双组份聚脲喷枪，加热至70-95℃后混合再喷出至强冷区域的物流收集板上；
S4、将步骤S3所收集到的物料，冷却至室温后敲碎，用磨粉机磨成粉，然后筛分得到。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S1中采用高速搅拌的方式混合物料，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间为10-20分钟。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S2中，挤出机的螺杆转速为800r/min-1000r/min，挤出温度为60～90℃。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S3中，强冷区域温度为-10～0℃。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S4中，用120-140目筛网筛分得到所述超低温固化环氧粉末涂料。
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