CN116082924A - 一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116082924A CN116082924A CN202211387464.3A CN202211387464A CN116082924A CN 116082924 A CN116082924 A CN 116082924A CN 202211387464 A CN202211387464 A CN 202211387464A CN 116082924 A CN116082924 A CN 116082924A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder coating
- coating
- shaped
- insulating powder
- needle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 7
- ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N benzoin Chemical group C=1C=CC=CC=1C(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 244000028419 Styrax benzoin Species 0.000 claims description 9
- 235000000126 Styrax benzoin Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000008411 Sumatra benzointree Nutrition 0.000 claims description 9
- 229960002130 benzoin Drugs 0.000 claims description 9
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical class NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000019382 gum benzoic Nutrition 0.000 claims description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 8
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims description 6
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 4
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 238000013035 low temperature curing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 26
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical group CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 4
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 244000208060 Lawsonia inermis Species 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013320 baculovirus expression vector system Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000008104 plant cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
- C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
- C08L2205/16—Fibres; Fibrils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法。所述低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料包括如下重量百分比的原料：树脂30‑70％，棒状或针状无机填料10‑30％，棒状或针状有机填料5‑15％，固化剂1‑10％，促进剂0.1‑2％，流平剂0.5‑5％，消泡剂0.5‑5％，颜料1‑10％。本发明采用棒状或针状无机填料复合有机纤维填料复配作为树脂的增强体系，利用纤维填料的各向异性在熔融挤出过程中将形成有序取向，并选用低温固化体系和流平剂、消泡剂、颜料等助剂原料，获得成膜性能稳定的新型薄涂层高强电绝缘性粉末涂料。本发明的粉末涂料可以实现低温固化的薄涂层高绝缘性能，有效地减少粉末涂料的用量和能源消耗，具备较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法。
背景技术
不同于传统的液态涂料，粉末涂料是完全不含有任何有机溶剂的固态粉体材料，通常以静电喷涂或流化床浸涂等涂装工艺，再经过高温熔融、流平、固化成膜等过程形成涂层。因其低VOC排放在环境保护方面(Ecology)方面的显著优势，以及表现出的高效生产率(Efficiency)、优异的涂膜性能(Excellence)和高附加值的经济性(Economy)，被认为是新时代的4E型化工产品。自20世纪80年代以来，粉末涂料以每年超过10％的增速成为全球各种涂料产品中发展速度最快的品种。我国粉末涂料的研发起步较晚，大部分国内涂料企业仍以传统低功能性产品为主，相关核心技术仍受制于国外，尤其是在高附加值的功能性粉末涂料领域，配方研发和生产工艺能力相较于国外落后明显。以2020年涂料企业的销售额为参考，全球排名前20的均为欧美企业，相关技术主要掌握在Sherwin-Williams(宣伟)、PPG Industries(PPG工业)、AkzoNobel(阿克苏诺贝尔)等国际巨头企业。
随着电子行业、新能源汽车等领域的发展，对新型功能性绝缘粉末涂料的需求日益增加。与传统粉末涂料产品不同，用于电气绝缘的粉末涂料要求成膜性能优异、耐击穿电压高、薄涂层、低温固化等综合性能。而国内市售相关产品普遍存在涂膜较厚(300μm-500μm)、固化温度较高(200℃)、成膜覆盖不均匀、以及耐击穿电压不稳定等问题。本发明专利针对国产产品的上述不足，采用棒状或针状无机填料复合有机填料，复配增强粉末涂料的树脂体系，这种各向异性的填料在熔融挤出过程中将形成有序取向，不仅能够显著的增强漆膜的轴向力学性能和抗冲击性能，同时改善粉末涂料在熔融固化过程中的流平效应，提升漆膜覆盖率和致密程度。研发出一种可在135℃-150℃低温固化的薄涂层(100μm-200μm)粉末涂料，实验证明该产品经静电喷涂后成膜效果稳定，具有优异的耐击穿电压和耐冲击性能效果。
为此，有必要设计一种低固化温度、薄涂层、成膜均匀、耐击穿电压高的电气绝缘粉末涂料，能够克服现有技术不能兼顾的问题。
发明内容
针对现有产品存在的问题，本发明的目的是解决现有产品和技术中粉末涂料成膜覆盖不均匀、流平性较差、喷涂后电阻率较低绝缘性差、固化温度较高等问题。与传统粉末涂料工艺配方设计不同，本发明采用棒状或针状无机填料复合有机填料，复配增强树脂体系，并选用低温固化体系和流平剂、消泡剂、颜料等助剂原料，获得成膜性能稳定的新型薄涂层高强电绝缘性粉末涂料。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料，所述粉末涂料包括如下重量百分比的原料：
树脂30-70％，
棒状或针状无机填料10-30％，
棒状或针状有机填料5-15％，
固化剂1-10％，
促进剂0.1-2％，
流平剂0.5-5％，
消泡剂0.5-5％，
颜料1-10％。
上述各组分含量的选择范围主要基于粉末涂料各种性能需求的综合考量。其中，作为主体成分的树脂和填料，当树脂含量低于30％时，可能导致成膜性能的降低，如附着力、光泽度等，当树脂含量高于70％时，不利于粉末态的形成以及成膜后的硬度过低导致漆面易被划伤；棒状或针状无机填料含量低于10％时，成膜后的漆面硬度不够，棒状或针状无机填料高于30％时，填料易浮出树脂表面导致漆面平整度较差和漆膜抗冲击性能的降低；棒状或针状有机填料低于5％时，可能导致成膜后的漆面硬度不够或者漆面平整度较差，棒状或针状有机填料高于15％时，则会导致漆膜抗冲击性能的降低；固化剂含量低于1％时，会导致树脂固化不完全，固化剂含量高于10％时，会导致固化剂残留析出；促进剂含量低于0.1％时，会导致固化时间过长，影响固化效率，促进剂含量高于2％时，一方面会导致残留析出的问题，另一方面使成型时间过短，不利于树脂基质的展平及填料的均匀分散；流平剂含量低于0.5％时，树脂基质展平较慢，粉末涂料尚未流平就已经完成固化成型，流平剂含量高于5％时，存在小分子析出问题，影响漆面外观；消泡剂含量低于0.5％时，固化过程中的气泡消除不干净；消泡剂含量高于5％时，同样存在小分子析出问题，影响漆面外观。
所述树脂包括环氧树脂和/或聚酯树脂。
所述棒状或针状无机填料包括玄武岩纤维粉和/或玻璃纤维粉。不同于传统如碳酸钙、硅微粉无机填料的球形形貌，上述两种无机填料具有棒状或针状形貌特性，这种各向异性的填料在熔融挤出过程中将形成有序取向，有利于提升漆膜的轴向力学性能和抗冲击性能。同时，上述两种无机填料能显著改善漆膜的的耐磨性和耐刮擦性。
所述固化剂包括改性双氰胺类、聚酰胺类固化剂中的任意一种或多种。上述固化剂为多官能团胺类固化剂，其多反应位点的特性有利于加快在低温下与树脂基体的交联反应的进行，实现低温固化的目的。
所述促进剂为咪唑类促进剂，其作用在于在低温固化过程和树脂进行反应，促进固化反应的进行。
所述流平剂包括脂肪酸类流平剂，其作用在于粉末涂料熔融固化过程中，降低熔体粘度，提升漆膜流平性。
所述消泡剂为安息香，其作用在于消除粉末涂料成膜过程中气泡的形成。
所述棒状或针状有机填料是通过对来自于动物或天然植物的部分组织进行酸水解而获得的刚性有机纤维。这些天然有机纤维具有无毒、可再生、具有棒状或针状形貌的特点，且表面含有多羟基官能团，与树脂基质易形成氢键，改善无机填料与树脂基质的相容性，与前述无机填料复合，协同提升粉末涂料成膜后的力学性能和耐磨、耐刮擦性能。
进一步地，所述来自于动物的部分组织为甲壳素，所述酸水解而获得的刚性有机纤维为甲壳素纳米晶。通过以浓度为2mol/L-4mol/L的盐酸水溶液在90℃-110℃下对棉花进行水解2h-4h，除去纤维素纤维中的无定形区，获得高度结晶的刚性甲壳素纳米晶。甲壳素纳米晶不仅具有来源丰富、可再生性、无毒性、生物可降解性和生物相容性等优点，还展现出低密度、高模量、高结晶度以及独特棒状形貌等特性。通过上述水解工艺条件可制备出结构和分散性稳定的甲壳素纳米晶，通过熔融共混引入粉末涂料体系，有利于提升成膜后的力学性能和耐磨、耐刮擦性能。
进一步地，所述来自于天然植物的部分组织为棉花，所述酸水解而获得的刚性有机纤维为纤维素纳米晶。通过以浓度为2mol/L-4mol/L的盐酸水溶液在50℃-80℃下对棉花进行水解3h-6h，除去纤维素纤维中的无定形区，获得高度结晶的刚性纤维素纳米晶。纤维素纳米晶是从植物纤维素纤维中除去无定形区而得到的一种高结晶、刚性的生物纳米粒子。这种生物质纳米粒子具有可再生性、低毒、生物降解性、良好的生物相容性、显著的比模量(是钢的4-5倍)、高比表面积(100-500m2/g)等优点。通过上述水解工艺条件可制备出结构和分散性稳定的纤维素纳米晶，通过熔融共混引入粉末涂料体系，有利于提升成膜后的力学性能和耐磨、耐刮擦性能。
基于上述发明构思，本发明还提供了一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1、将原料树脂、无机填料、有机填料、固化剂、促进剂、流平剂、消泡剂、颜料按比例搅拌混合，获得初混物；
S2、将所述初混物经过粉体冷冻干燥设备处理，除去固体粉末表面吸附的湿气，以免影响后续固化成膜性能；
S3、将所述干燥后的粉末混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出，经过压片机压片获得1-5mm的片材；
S4、将所述片材通过固体粉碎机进行粉碎研磨获得粒径为10-30μm的超细粉末涂料；
所述粉末冷冻干燥的时间为1-5小时；
所述双螺杆挤出过程的温度为80-130℃；
所述粉碎过程的时间为1-3分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明采用棒状或针状有机填料复合无机填料，复配增强粉末涂料的树脂体系，这种各向异性的填料在熔融挤出过程中将形成有序取向，能够显著的增强漆膜的轴向力学性能和抗冲击性能。
2.本发明采用棒状或针状有机填料复合无机填料，显著改善无机填料与树脂之间的表面相容性，从而改善粉末涂料在熔融固化过程中的流平效应，提升了漆膜覆盖率和致密程度，有助于光泽度的提高。
3.本发明的制备方法简单，条件温和，生产成本低，具有较好的市场应用前景，所制备的粉末涂料质量稳定，具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
图1是棒状或针状有机填料透射电镜形貌照片，其中，(A)为纤维素纳米晶的透射电镜形貌照片，(B)为甲壳素纳米晶的透射电镜形貌照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本发明实施例和对比例中，所采用的环氧树脂为湖南岳阳巴陵石化的环氧树脂E51；聚酯树脂牌号为江苏产协有限公司的Y-9530；玻璃纤维粉来自于巨石集团，纤维直径9-11μm，长径比为4:1-8:1；玄武岩纤维粉来自于浙江石金玄武岩纤维有限公司，纤维直径9-13μm，长径比为4:1-8:1；通用碳酸钙填料来自于上海凯茵化工有限公司，目数为1000目；固化剂为德国阿兹肯Alzchem公司的双氰胺(Dyhard100SF)；促进剂为2-甲基咪唑，来自于武汉普洛夫生物科技有限公司；流平剂为宁波南海有限公司的GLP588；消泡剂为杭州宏伟化工有限公司的安息香；钛白粉为通用钛白粉，上述原材料亦可采用其他通用的试剂。
所述棒状或针状有机填料制备方法为：以浓度为2mol/L-4mol/L的盐酸水溶液在50℃-80℃下对棉花进行酸水解3h-6h，除去纤维素纤维中的无定形区，获得高度结晶的刚性纤维素纳米晶；以浓度为2-4mol/L的盐酸水溶液在90℃-110℃下对甲壳素进行酸水解2h-4h，除去甲壳素纤维中的无定形区，获得高度结晶的刚性甲壳素纳米晶。
实施例1
将原料环氧树脂、玻璃纤维粉、纤维素纳米晶、双氰胺、2-甲基咪唑、流平剂、消泡剂安息香、钛白粉按照上述重量百分比进行搅拌混合获得混合物；将所述混合物通过粉体冷冻干燥机干燥除湿；将所述干燥后的混合物通过双螺杆挤出机在温度为110℃条件下挤出，通过压片机压片获得片层材料；将所述片层材料进行粉碎获得粒径约15μm的粉末涂料。
实施例2
将原料聚酯树脂、玄武岩纤维粉、甲壳素纳米晶、双氰胺、2-甲基咪唑、流平剂、消泡剂安息香、钛白粉按照上述重量百分比进行搅拌混合获得混合物；将所述混合物通过粉体冷冻干燥机干燥除湿；将所述干燥后的混合物通过双螺杆挤出机在温度为100℃条件下挤出，通过压片机压片获得片层材料；将所述片层材料进行粉碎获得粒径约15μm的粉末涂料。
对比例1
将原料环氧树脂、玻璃纤维粉、双氰胺、2-甲基咪唑、流平剂、消泡剂安息香、钛白粉按照上述重量百分比进行搅拌混合获得混合物；将所述混合物通过粉体冷冻干燥机干燥除湿；将所述干燥后的混合物通过双螺杆挤出机在温度为110℃条件下挤出，通过压片机压片获得片层材料；将所述片层材料进行粉碎获得粒径约15μm的粉末涂料。
对比例2
将原料环氧树脂、通用碳酸钙填料、双氰胺、2-甲基咪唑、流平剂、消泡剂安息香、钛白粉按照上述重量百分比进行搅拌混合获得混合物；将所述混合物通过粉体冷冻干燥机干燥除湿；将所述干燥后的混合物通过双螺杆挤出机在温度为110℃条件下挤出，通过压片机压片获得片层材料；将所述片层材料进行粉碎获得粒径约15μm的粉末涂料。
对比例3
将原料环氧树脂、通用碳酸钙填料、双氰胺、流平剂、消泡剂安息香、钛白粉按照上述重量百分比进行搅拌混合获得混合物；将所述混合物通过双螺杆挤出机在110℃条件下挤出，通过压片机压片获得片层材料；将所述片层材料进行粉碎获得粒径约15μm的粉末涂料。
对比例4
将原料聚酯树脂、硅微粉、双氰胺、流平剂、消泡剂安息香、钛白粉按照上述重量百分比进行搅拌混合获得混合物；将所述混合物通过双螺杆挤出机在100℃条件下挤出，通过压片机压片获得片层材料；将所述片层材料进行粉碎获得粒径约15μm的粉末涂料。
将实施例1、2和对比例1-4获得的粉末涂料在铝片上通过静电喷涂，实施例1、2和对比例1、2的固化条件为135℃、20分钟；对比例3、4的固化条件为200℃、20分钟。检测表面硬度、光泽度、附着力、耐冲击性能、耐击穿电压、耐盐雾性能。相关结果如表1所示：
各性能测试方法如下；
(1)检测表面硬度测试
采用德国BYK公司的铅笔硬度计(型号：BYK5800)，按照GB/T6739-2006进行测试。
(2)光泽度测试
采用深圳威福光电科技有限公司的三角度光泽度计(型号：WG68)按照GB/T9754-2007进行测试。
(3)附着力测试
采用广州市盛华实业有限公司的划格器(型号：BEVS 2202/6C)按照GB/T9286-2021进行测试。
(4)耐冲击性能测试
采用佛山南北潮电子商务有限公司的漆膜耐冲击测定仪(型号：CJQ-II)参考GB/T1732-2020的方法进行测试，落球高度为50cm。
(5)耐击穿电压测试
采用青岛艾诺智能仪器有限公司的耐压绝缘测试仪(型号：AN9632M)按照GB/T28859-2012进行测试。
(6)耐盐雾性能
采用广东艾斯瑞仪器科技有限公司的耐盐雾试验机(型号：ASR-120BS)按照GB/T2423.17-2008进行测试。
测试结果见表1：
表1实施例与对比例粉末涂料涂层性能的测试结果表
从实施例1、2及对比例1、2和对比例3、4的固化条件相比，本发明实施例的粉末涂料具有低温固化的性能。分析表1的测试结果可以看出，实施例1和对比例1相比，表现出更高的光泽度、耐冲击性能、耐击穿电压和耐盐雾性能；实施例2与对比例4相比，表现出更高的表面硬度、光泽度、耐冲击性能、耐击穿电压和耐盐雾性能；对比例1和对比例2相比，表现出更高的表面硬度和耐盐雾性能，说明棒状或针状无机纤维的加入，可以提升漆膜的表面硬度和耐盐雾性能，而棒状或针状无机纤维复配有机纤维作为增强填料，进一步有效提升了粉末涂料漆膜的耐冲击性能和耐击穿电压，从而能够有效地减少粉末涂料的用量和能源消耗，具备明显的应用前景。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由/附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料包括如下重量百分比的原料：
树脂30-70％，
棒状或针状无机填料10-30％，
棒状或针状有机填料5-15％，
固化剂1-10％，
促进剂0.1-2％，
流平剂0.5-5％，
消泡剂0.5-5％，
颜料1-10％。
2.根据权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述棒状或针状无机填料包括玄武岩纤维粉和/或玻璃纤维粉。
3.根据权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述固化剂包括改性双氰胺类、聚酰胺类固化剂中的任意一种或多种。
4.根据权利要求3所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述促进剂为咪唑类促进剂。
5.根据权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述流平剂包括脂肪酸类流平剂。
6.根据权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述消泡剂安息香。
7.根据权利要求1所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述棒状或针状有机填料是通过对来自于动物或天然植物的部分组织进行酸水解而获得的刚性有机纤维。
8.根据权利要求7所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述来自于动物的部分组织为甲壳素，所述酸水解而获得的刚性有机纤维为甲壳素纳米晶。
9.根据权利要求7所述的绝缘粉末涂料，其特征在于，所述来自于天然植物的部分组织为棉花，所述酸水解而获得的刚性有机纤维为纤维素纳米晶。
10.一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
S1、将原料树脂、无机填料、有机填料、固化剂、流平剂、消泡剂、颜料按比例搅拌混合，获得初混物；
S2、将所述初混物经过粉体冷冻干燥设备处理；
S3、将所述干燥后的粉末混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出，经过压片机压片获得片材；
S4、将所述片材通过固体粉碎机进行粉碎研磨，获得粉末涂料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211387464.3A CN116082924B (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211387464.3A CN116082924B (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116082924A true CN116082924A (zh) | 2023-05-09 |
| CN116082924B CN116082924B (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=86209004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211387464.3A Active CN116082924B (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116082924B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070276072A1 (en) * | 2004-02-06 | 2007-11-29 | Thomas Schmidt | Method for the Production of Polyester Resins Containing Nanoscale Additives for Coating Powders |
| CZ2013758A3 (cs) * | 2013-09-30 | 2015-04-29 | Vysoké Učení Technické V Brně | Termoplastický materiál a způsob jeho přípravy |
| CN106566390A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-04-19 | 安徽强力建筑脚手架租赁有限公司 | 一种复合纳米纤维增强改性的聚酯‑丁腈橡胶复合粉末涂料及其制备方法 |
| JP2017088874A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 中央発條株式会社 | 粉体塗料組成物 |
| US9947884B1 (en) * | 2013-04-22 | 2018-04-17 | Pison Stream Solutions, Llc | Solar active powder for fusion powder coating |
| CN110105847A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 咸阳辉煌电子磁性材料研究所 | 一种环氧粉末涂料及其制备方法 |
| KR102112777B1 (ko) * | 2019-09-17 | 2020-05-19 | 항균소재 주식회사 | 항균성 분체도료 조성물 및 이의 제조방법 |
| CN111378298A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 苏州锦艺新材料科技有限公司 | 一种粉体材料、其制备方法及粉末涂料 |
| CN112358658A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-12 | 山东兴泉油脂有限公司 | 一种基于花生壳纤维的生物降解母料及其制备方法与应用 |
| CN112608662A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-06 | 同济大学 | 一种纤维素纳米晶/聚酯丙烯酸酯复合uv固化树脂的制备方法 |
| CN113248958A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-13 | 廊坊中电熊猫晶体科技有限公司 | 一种散热静电吸附粉及制备方法 |
| CN114456686A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-10 | 余姚市亚宇工贸有限公司 | 一种粉末涂料及其制备方法 |
| CN115260881A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-01 | 温州市立邦塑粉有限公司 | 一种低温固化聚酯型粉末涂料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-07 CN CN202211387464.3A patent/CN116082924B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070276072A1 (en) * | 2004-02-06 | 2007-11-29 | Thomas Schmidt | Method for the Production of Polyester Resins Containing Nanoscale Additives for Coating Powders |
| US9947884B1 (en) * | 2013-04-22 | 2018-04-17 | Pison Stream Solutions, Llc | Solar active powder for fusion powder coating |
| CZ2013758A3 (cs) * | 2013-09-30 | 2015-04-29 | Vysoké Učení Technické V Brně | Termoplastický materiál a způsob jeho přípravy |
| JP2017088874A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 中央発條株式会社 | 粉体塗料組成物 |
| CN106566390A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-04-19 | 安徽强力建筑脚手架租赁有限公司 | 一种复合纳米纤维增强改性的聚酯‑丁腈橡胶复合粉末涂料及其制备方法 |
| CN111378298A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 苏州锦艺新材料科技有限公司 | 一种粉体材料、其制备方法及粉末涂料 |
| CN110105847A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 咸阳辉煌电子磁性材料研究所 | 一种环氧粉末涂料及其制备方法 |
| KR102112777B1 (ko) * | 2019-09-17 | 2020-05-19 | 항균소재 주식회사 | 항균성 분체도료 조성물 및 이의 제조방법 |
| CN112358658A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-12 | 山东兴泉油脂有限公司 | 一种基于花生壳纤维的生物降解母料及其制备方法与应用 |
| CN112608662A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-06 | 同济大学 | 一种纤维素纳米晶/聚酯丙烯酸酯复合uv固化树脂的制备方法 |
| CN113248958A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-13 | 廊坊中电熊猫晶体科技有限公司 | 一种散热静电吸附粉及制备方法 |
| CN114456686A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-10 | 余姚市亚宇工贸有限公司 | 一种粉末涂料及其制备方法 |
| CN115260881A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-01 | 温州市立邦塑粉有限公司 | 一种低温固化聚酯型粉末涂料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HUANG, JJ: "《Nanocrystalline TiO2 Powder Materials Anticipates at Disinfect the Appliance in the Beaded Paint》", 《ADVANCES IN CHEMICAL, MATERIAL AND METALLURGICAL ENGINEERING》 * |
| 卢琳娜: "《纤维素纳米晶/环氧树脂复合材料的制备及性能研究》", 《功能材料》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116082924B (zh) | 2023-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3789456B1 (en) | Polyamide resin composition having high metal texture and preparation method of polyamide resin composition | |
| CN106497406A (zh) | 一种纳米超疏水涂层及其生产工艺 | |
| CN111534132B (zh) | 一种纯无机水性面漆、其制备方法及纯无机水性建筑涂料 | |
| CN101113078B (zh) | 新型玻璃防霉隔离粉 | |
| CN102964816A (zh) | 一种复合尼龙组合物 | |
| CN102827463A (zh) | 一种碳纤维废丝增强聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法 | |
| CN115058174A (zh) | 一种对金属底材具备高附着力的环氧粉末涂料 | |
| CN109722022B (zh) | 一种挤出、吹塑级玻纤增强尼龙材料及其制备方法 | |
| CN109836557B (zh) | 一种增韧疏水环氧树脂及其制备方法 | |
| CN116082924B (zh) | 一种低温固化的薄涂层绝缘粉末涂料及其制备方法 | |
| CN113861645B (zh) | 一种可快速降解的抗菌塑料薄膜及其制备方法 | |
| CN114933781A (zh) | 一种改善无卤环氧玻纤板耐磨性能的方法 | |
| CN114804178A (zh) | 一种聚酯族降解塑料专用纳米碳酸钙的制备方法 | |
| CN103897577B (zh) | 玻璃涂料及其制备方法 | |
| CN112920687A (zh) | 单组份鳞片型环氧富锌防锈底漆及其制备方法 | |
| CN110922861A (zh) | 一种防腐散热粉末涂料 | |
| CN115651485B (zh) | 一种水性涂料组合物 | |
| CN109439195B (zh) | 一种新能源汽车用耐磨涂料及其制备方法 | |
| CN115260881B (zh) | 一种低温固化聚酯型粉末涂料及其制备方法 | |
| CN108410138B (zh) | 一种混凝土 | |
| CN110003762A (zh) | 一种高韧性强度阴极电泳漆涂料的制备方法 | |
| CN111378298A (zh) | 一种粉体材料、其制备方法及粉末涂料 | |
| CN110643136B (zh) | 一种免喷涂abs材料及其制备方法 | |
| CN113122105A (zh) | 一种有机吸光涂料及其制备方法 | |
| CN109251582B (zh) | 一种高性能纳米复合重质碳酸钙及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Zhi Inventor after: Cao Wenjuan Inventor before: Wang Zhi Inventor before: Cao Yanjuan |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |