專利名稱：納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種粉末涂料的制備方法，特別是用納米改性環(huán)氧樹脂生產粉末涂料的工藝方法。
隨著納米技術的發(fā)展，納米材料在涂料中的應用越來越多，納米材料以其獨特的物理、化學性能及常規(guī)材料的不具備的小尺寸效應、量子尺寸效應和表面界面效應，大幅度提高了涂料產品的耐水洗性、附著力、光潔度、抗老化性、涂層表面韌性與硬度也大為提高，還具有耐磨性和優(yōu)異的耐化學腐蝕性能。但納材料的比表面積大，表面活性高，粒子間易結成團，而環(huán)氧樹脂本身粘度大，要使納米粒子在環(huán)氧樹脂基體中均勻分散就成為難點，采用機械共混法或熔融共混法難以提高納米微粒在環(huán)氧樹脂基體中分布均勻。因而影響粉末涂料流變性和光潔度，也無法充分發(fā)輝納米材料的優(yōu)異特性。
本發(fā)明采用了以下工藝過程實現(xiàn)上述目的。
納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法，包括以工藝過程a、將占總重量10～15％的納米改性環(huán)氧樹脂加熱120～130℃熔化，按10∶1～2的比例加入流平劑攪拌混合，冷卻后粉碎至粒度小于5mm，將其余的納米改性環(huán)氧樹脂粉碎至粒度小于5mm，然后兩者充分混合。
b、將上述充分混合的納米改性環(huán)氧樹脂與固化劑、填料、顏料和助劑按設計配方稱量混合，在混合機中攪拌混合1～5分鐘。
c、將混合均勻的物料加到螺桿擠出機中熔融擠出，機腔溫度為100～120℃，擠出機頭溫度為120℃～135℃，物料平均帶留時間不超過60秒；d、將擠出的物料經冷卻壓片機壓片，送入5000～7000轉/分的磨粉機中研磨，然后用旋風分離器分離出過細粉末，經旋風分離的粉末振動過篩，得到所需的粉末涂料產品。
所說的氧環(huán)樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，所說的納米微粒為氧化鈦，氧化鋅，碳酸鈣納米材料粉末，或納米蒙脫土。
所說的納米改性環(huán)氧樹脂中的納米微粒是在環(huán)氧樹脂聚合前加入的，通過原位及包裹聚合法均勻分散樹脂基質中。納米改性環(huán)氧樹脂中納米微粒的量占樹脂總質量的1％～30％。
納米改造環(huán)氧樹脂，由于納米粒子的存在賦予環(huán)氧樹脂很高的物理機械性能，使其韌性、強度、剛度及耐熱性都有很大提高，其韌性的提高是由于納米粒子均勻地分散在基體中，當基體受沖擊時，粒子與基體之間產生銀紋，同時粒子之間的基體也產生塑性變形，吸收沖擊能，從而達到增韌的效果。隨著粒子粒度變細，粒子的比表面積增大，粒子與基體之間接觸面積增大，當材料受沖擊時，會產生更多的銀紋和塑性變形，從而吸收更多的沖擊性，增韌效果提高。納米與有機復合體剛度與強度提高，是由于納米粒子半徑小，其比表面積很大，表面原子相當多，表面的物理和化學缺陷多，易與高分子鏈發(fā)生物理或化學結合，增加了剛性，提高了強度及耐熱性。
本發(fā)明與背景技術相比具有的有益效果是通過采用原位聚合及包裹聚合法得到的納米改性環(huán)氧樹脂，使具有極強聚集作用的無機納米粒子能充分散于粉末涂料中，它能采用常規(guī)的粉末涂料生產設備，生產出具有納米無機/有機復合材料優(yōu)越性能的粉末涂料，有利于工業(yè)化實際生產應用。
b、將上述充分混合的納米TiO2改性環(huán)氧樹脂與固化劑、填料、顏料和助劑按設計配方稱量混合，在混合機中攪拌混合1～5分鐘。
c、將混合均勻后的物料加到螺桿擠出機中熔融擠出，機腔溫度為120℃左右，擠出機頭溫度為130℃左右，物料平均滯留時間不超過60秒；d、將擠出的物料經冷卻壓片機壓片1～3mm厚條形片，冷卻后送入5000～7000轉/分的ACM磨碎機中研磨，然后用旋風分離器分離出過細粉末，經旋風分離收集的粉末振動過篩，得到所需的粉末涂料產品。
產品的粒度20um以下小于10％。20～70um大于85％。
納米TiO2改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的涂膜性能測試數據如下固化條件，180～190℃/15～20min，涂膜外觀，色澤均勻、平整；硬度2H；光澤度60°為90，抗沖擊強度60kg·cm，耐鹽霧試驗1000小時通過。
實施例2 納米氧化鋅ZnO改性環(huán)氧樹脂制作粉末涂料的工藝過程如下a、將占總重量10～15％的納米ZnO改性環(huán)氧樹脂加熱120～130℃熔化，按10∶1～2的比例加入流平劑攪拌混合，冷卻后粉碎至粒度小于5mm，將其余的納米改性環(huán)氧樹脂粉碎至粒度小于5mm，然后兩者充分混合。
b、將上述充分混合的納米ZnO改性環(huán)氧樹脂與固化劑、填料、顏料和助劑按設計配方稱量混合，在混合機中攪拌混合1～5分鐘。
c、將混合均勻后的物料加到螺桿擠出機中熔融擠出，機腔溫度為110℃左右，擠出機頭溫度為130℃左右，物料平均滯留時間不超過60秒。
d、將擠出的物料經冷卻壓片機壓成1～3mm厚片條，冷卻后送5000～7000轉/分ACM磨粉機中研磨，然后用旋風機分離器分離出過細粉末，經旋風分離器吸集的的粉末振動過篩，得到所需的粉末涂料產品。
產品的粒度20um以下小于10％20～70um大于85％。納米ZnO改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的涂膜性能測試數據如下固化條件，180～190℃/15～20min，涂膜外觀，色澤均勻、平整；硬度2H；抗沖擊強度60kg·cm，耐鹽霧試驗1000小時通過。
實施例3納米CaCo3改性環(huán)氧樹脂制作粉末涂料的工藝過程如下a、將占總重量10～15％的納米CaCo3改性環(huán)氧樹脂加熱120～130℃熔化，按10∶1～2的比例加入流平劑攪拌混合，冷卻后粉碎至粒度小于5mm，將其余的納米改性環(huán)氧樹脂粉碎至粒度小于5mm，然后兩者充分混合。
b、將上述充分混合的納米CaCo3改性環(huán)氧樹脂與固化劑、填料、顏料和助劑按設計配方稱量混合，在混合機中攪拌混合1～5分鐘。
c、將混合均勻后的物料加到螺桿擠出機中熔融擠出，機腔溫度為110℃左右，擠出機頭溫度為130℃左右，物料平均滯留時間不超過60秒。
d、將擠出的物料經冷卻壓片機壓成1～3mm厚片條，冷卻后送5000～7000轉/分ACM磨粉機中研磨，然后用旋風機分離器分離出過細粉末，經旋風分離器吸集的粉末振動過篩，得到所需的粉末涂料產品。
產品的粒度20um以下小于10％。20～70um大于85％。
納米CaCo3改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的涂膜性能測試數據如下固化條件，180～190℃/15～20min，涂膜外觀，色澤均勻、平整；硬度2H；抗沖擊強度60kg·cm，耐鹽霧試驗1000小時通過。
權利要求
1.納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法，包括以下工藝過程a、將占總重量10～15％的納米改性環(huán)氧樹脂加熱120～130℃熔化，按10∶1～2的比例加入流平劑攪拌混合，冷卻后粉碎至粒度小于5mm，將其余的納米改性環(huán)氧樹脂粉碎至粒度小于5mm，然后兩者充分混合。b、將上述充分混合的納米改性環(huán)氧樹脂與固化劑、填料、顏料和助劑按設計配方稱量混合，在混合機中攪拌混合1～5分鐘。c、將混合均勻的物料加到螺桿擠出機中熔融擠出，機腔溫度為100～120℃，擠出機頭溫度為120℃～135℃，物料平均帶留時間不超過60秒；d、將擠出的物料經冷卻壓片機壓片，送入5000～7000轉/分的磨粉機中研磨，然后用旋風分離器分離出過細粉末，經旋風分離的粉末振動過篩，得到所需的粉末涂料產品。
2.根據權利要求1所述的納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法，其特征在于納米改性環(huán)氧樹脂中的納米微粒在聚合前加入，通過原位及包裹法聚合均勻分散于樹脂基質中。
3.根據權利要求1所述的納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法，其特征在于納米改性環(huán)氧樹脂中的納米微粒的量占樹脂總質量的1％～30％。
4.根據權利要求1所述的納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法，其特征在于納米材料是納米氧化鈦，納米氧化鋅，納米碳酸鈉或納米蒙脫土。
全文摘要
納米改性環(huán)氧樹脂粉末涂料的生產方法，采用原位及包裹法制備得到的部分納米改性環(huán)氧樹脂與流平劑預混粉碎，按設計的組成配方稱量預混合，在110～130℃混煉熔融擠出，經壓片機壓成片條，送入磨粉機粉碎研磨，經旋風分離器收集的粉末蕩動過篩，得到所需粉末涂料。使具有極強自聚作用的無機納米粒子充分彌散在粉末涂料中，生產的納米改性環(huán)氧粉末涂料具有涂膜外觀色彩均勻平整，光澤度好，抗沖擊強度高，耐鹽霧特性長等優(yōu)點。本工藝方法基本上可采用現(xiàn)有的涂料生產設備生產納米環(huán)氧粉末涂料，有利于納米粉末涂料工業(yè)化生產出高質量的環(huán)保型粉末涂料。
文檔編號C09D5/03GK1454951SQ0311696
公開日2003年11月12日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權日2003年5月16日
發(fā)明者王立, 陳召珠, 陳彩亞, 俞豪杰 申請人:寧波市鄞州東海粉末涂料有限公司