一種高耐磨粉末涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高耐磨粉末涂料，由下列重量份的組分原料制得：氟碳樹(shù)脂20?30、環(huán)氧樹(shù)脂40?50、順丁烯二酸酐3?4、氟碳表面活性劑1?2、醇酯十二2?3、剛玉10?15、高耐磨炭黑10?15、氟化石墨5?8、碳化硅微粉2?3、三氧化二鉻2?3、納米二氧化硅粉末3?5、碳酸鈣8?10、有機(jī)硅油0.1?0.3、硅烷偶聯(lián)劑1?2、聚環(huán)三磷腈 ? 砜微球2?3、雙（3，5?三級(jí)丁基?4?羥基苯基）硫醚1?2、改性助劑1?3。本發(fā)明的涂料固化溫度低，固化時(shí)間短，涂膜流平性好，附著力強(qiáng)、涂膜外觀好，耐酸堿，耐磨性好。
【專利說(shuō)明】
一種高耐磨粉末涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種高耐磨粉末涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，使得環(huán)境污染問(wèn)題變得日益突 出，它給人類本身以及人類賴以生存的環(huán)境造成了極大的威脅。傳統(tǒng)涂料無(wú)論是在制造過(guò) 程中或是在使用施工過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害的廢氣和廢水，它們會(huì)對(duì)環(huán)境、大氣 以及水資源造成污染，尤其是溶劑型涂料，施工過(guò)程中會(huì)釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)到大 氣中，它的量達(dá)到了50%以上造成嚴(yán)重的第二次污染。這一問(wèn)題引起許多工業(yè)國(guó)家的重視。
[0003] 粉末涂料作為一類綠色環(huán)保型涂料近年來(lái)在眾多領(lǐng)域特別是金屬涂裝方面得到 了廣泛的應(yīng)用。粉末涂料常以環(huán)氧、聚酯、丙烯酸、聚氨酯等有機(jī)樹(shù)脂作為基體，由于受基體 樹(shù)脂自身結(jié)構(gòu)的影響和限制，這些常用粉末涂料在一些性能上存在著不足之處，導(dǎo)致了應(yīng) 用上的局限性。
[0004] 與通常的有機(jī)樹(shù)脂相比，有機(jī)硅樹(shù)脂有著更為優(yōu)良的耐熱、耐候、耐水性及電絕緣 性能。粉末涂料中使用有機(jī)硅樹(shù)脂，可以改進(jìn)其耐熱性及耐候性，但單純使用有機(jī)硅樹(shù)脂存 在價(jià)格昂貴，對(duì)基材附著力差等問(wèn)題。因此，常利用有機(jī)硅樹(shù)脂改性其他有機(jī)樹(shù)脂，可以將 有機(jī)硅樹(shù)脂和其他有機(jī)樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)相互的不足，改善漆膜耐候、耐熱等性 能，得到性能優(yōu)異的粉末涂料，這也是發(fā)展功能性粉末涂料的一條有效途徑。但是由于有機(jī) 硅樹(shù)脂與有機(jī)樹(shù)脂的溶度參數(shù)相差大，相容性較差，在直接混合的情況下，有機(jī)硅有溢出現(xiàn) 象，在表面富集，容易發(fā)生微相分離。而微相分離的出現(xiàn)，對(duì)改性樹(shù)脂的硬度、穩(wěn)定性及機(jī)械 性能都有很大的影響，最終涂膜的整體性能不好。
[0005] 耐高溫粉末涂料可廣泛應(yīng)用于電器、冶金、石油、航空領(lǐng)域、化工、醫(yī)藥、食品等行 業(yè)各種耐高溫設(shè)備(例如:燒烤爐、暖風(fēng)機(jī)、大功率燈飾、暖氣管道、汽車和摩托車消音器、高 溫爐、煙囪等）?，F(xiàn)有的耐高溫粉末涂料雖然較油性涂料環(huán)保，但由于其成本太高和需要高 溫固化(固化條件最低230ΓΧ20分鐘)限制了其推廣使用。
[0006] 開(kāi)發(fā)低成本常溫固化耐高溫粉末涂料能使環(huán)保的粉末涂料代替油漆應(yīng)用于上述 的各種耐高溫設(shè)備，很有市場(chǎng)。
[0007] 采用常溫固化樹(shù)脂和高溫固化樹(shù)脂相互融合改性，各自既發(fā)揮自身的優(yōu)點(diǎn)可以起 到相互協(xié)調(diào)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，同時(shí)配合適當(dāng)固化劑、助劑，科學(xué)的搭配，可以有效降低固化溫度， 涂膜的其他性能也能保持很好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種高耐磨粉末涂料，本發(fā)明的涂料具有耐磨性好，同時(shí)固化溫度 低，涂膜流平性好，附著力強(qiáng)、涂膜外觀好，耐酸堿，在烘烤固化過(guò)程中耐泛黃性好。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種高耐磨粉末涂料，其特征在于：由下列重量份的組分原料制得:氟碳樹(shù)脂20- 30、環(huán)氧樹(shù)脂40-50、順丁烯二酸酐3-4、氟碳表面活性劑1-2、醇酯十二2-3、剛玉10-15、高耐 磨炭黑10-15、氟化石墨5-8、碳化硅微粉2-3、三氧化二鉻2-3、納米二氧化硅粉末3-5、碳酸 f丐8-10、有機(jī)硅油0.1-0.3、硅烷偶聯(lián)劑1-2、聚環(huán)二憐臆-諷微球2 -3、雙(3，5-二級(jí)丁基 羥基苯基)硫醚1 -2、改性助劑1 -3，
[0011]所述的改性助劑由下列重量份的組分制得:聚乙烯醇超細(xì)粉末20-30、硼酸鋅1-2、 氧化鋁C5-10、氧化鎂3-4、蓖麻油2-3、氮化硼1-2、氣相二氧化硅4-6、二甲苯30-40、烷氧基 二元醇3-4、烷氧基三元醇3-4、二羥甲基丙酸4-6、聚硅氧烷2-4、對(duì)甲苯磺酸0.2-0.4、己內(nèi) 酯5-8、二月桂酸二丁基錫0.2-0.4,改性助劑的制備方法:將聚乙烯醇超細(xì)粉末放入熱水中 攪拌至完全溶解，加入氧化鋁C、氧化鎂、蓖麻油、氮化硼，研磨10-15分鐘，超聲波分散于二 甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羥甲基丙酸、對(duì)甲苯磺酸一起攪拌30-40分 鐘，升溫至80-90 °C，保溫3-5小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至65-75 °C，加入己內(nèi)酯、二月桂酸二丁 基錫，聚硅氧烷，一起攪拌20-30分鐘，升溫至70-80°C，保溫2-3小時(shí)，然后抽真空脫除有機(jī) 溶劑，降溫到55-60°C，然后依次加入氣相二氧化硅、硼酸鋅，在此溫度下繼續(xù)攪拌30-40分 鐘，將所得到的產(chǎn)物放入烘箱烘干，再經(jīng)微粉磨粉機(jī)磨粉，即可。
[0012] 所述的高耐磨粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的組分原料制得:氟碳樹(shù)脂 25、環(huán)氧樹(shù)脂45、順丁烯二酸酐3.5、氟碳表面活性劑1.5、醇酯十二2.5、剛玉14、高耐磨炭黑 14、氟化石墨7、碳化硅微粉3、三氧化二鉻2、納米二氧化硅粉末4、碳酸鈣9、有機(jī)硅油0.2、硅 烷偶聯(lián)劑2、聚環(huán)三磷腈-砜微球2.5、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚1.5、改性助劑2，
[0013] 所述的改性助劑由下列重量份的組分制得:聚乙烯醇超細(xì)粉末25、硼酸鋅1.5、氧 化鋁C6、氧化鎂3、蓖麻油3、氮化硼1.5、氣相二氧化硅5、二甲苯35、烷氧基二元醇4、烷氧基 三元醇4、二羥甲基丙酸5、聚硅氧烷3、對(duì)甲苯磺酸0.3、己內(nèi)酯6、二月桂酸二丁基錫0.3，改 性助劑的制備方法:將聚乙烯醇超細(xì)粉末放入熱水中攪拌至完全溶解，加入氧化鋁C、氧化 鎂、蓖麻油、氮化硼，研磨14分鐘，超聲波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三 元醇、二羥甲基丙酸、對(duì)甲苯磺酸一起攪拌35分鐘，升溫至85°C，保溫4小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物降 溫至70°C，加入己內(nèi)酯、二月桂酸二丁基錫，聚硅氧烷，一起攪拌25分鐘，升溫至75°C，保溫2 小時(shí)，然后抽真空脫除有機(jī)溶劑，降溫到58°C，然后依次加入氣相二氧化硅、硼酸鋅，在此溫 度下繼續(xù)攪拌36分鐘，將所得到的產(chǎn)物放入烘箱烘干，再經(jīng)微粉磨粉機(jī)磨粉，即可。
[0014] 所述的高耐磨粉末涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0015] (1)首先將所用原料在使用前粗粉碎到70目，按配方比例稱取各組分原料；
[0016] (2)將剛玉、碳化石墨粉放入10 %的鹽酸溶液中浸泡20-30分鐘，然后加入氫氧化 鈉溶液中和過(guò)濾，濾渣先投入煅燒爐中，在450-500°C煅燒1-2小時(shí)，取出自然冷卻后，再將 濾渣總質(zhì)量5%的硅烷偶聯(lián)劑加入到濾渣中高速攪拌混合20-30分鐘，然后加入雙(3，5_三 級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚，再高速攪拌混合10-20分鐘，干燥，待用；
[0017] (3)按配方比例將稱取其余原料和步驟(2)獲得的混合物料投入高速攪拌機(jī)內(nèi)高 速混合均勻；
[0018] (4)然后投入擠出機(jī)在65-95Γ熔融混合24min后，擠出，冷卻至室溫，再粉碎過(guò)篩 至180目，即得到成品。
[0019] 有益效果
[0020] 本發(fā)明采用氟碳樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂混合樹(shù)脂作為成膜物質(zhì)，二者結(jié)合將兩種樹(shù)脂的 優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，彌補(bǔ)相互的不足，改善漆膜耐的性能，同時(shí)在配方體系中添加聚環(huán)三磷腈-砜微球，對(duì)復(fù)合體系起到增強(qiáng)作用，提高了涂膜抗塑性變形的能力，使鋼環(huán)摩擦副與樹(shù)脂之 間的粘著作用減弱，起到減摩耐磨的效果，通過(guò)添加的改性助劑，有效的降低了粉末涂料的 固化溫度，助劑中的氧化鋁C具有熱解金屬氧化物的性質(zhì)，提高上粉率、氣相二氧化硅，添加 在粉末涂料中可以助流動(dòng)，硼酸鋅、氧化鎂以有效防止成膜過(guò)程中發(fā)煙，再經(jīng)過(guò)有機(jī)醇、酸 物料對(duì)無(wú)機(jī)材料的改性得到的助劑，可以提高與涂料的相容性，明顯低降低了粉末涂料的 固化溫度，改善熱固性粉末涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
[0021 ]在制備時(shí)，先將剛玉、碳化石墨粉酸化后，在高溫活化，然后用硅烷偶聯(lián)劑改性，在 和二乙基戊二酐充分混合，所得的混合物料在涂料中的分散性好，與樹(shù)脂等其他成分的相 容性增強(qiáng)，促進(jìn)了各原料成分的反應(yīng)活性，降低了固化溫度，縮短了固化時(shí)間。環(huán)氧樹(shù)脂具 有優(yōu)異的耐腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定性和粘接性能，具有高強(qiáng)度、
[0022]總之，本發(fā)明的粉末涂料耐磨性好，同時(shí)固化溫度低，涂膜流平性好，附著力強(qiáng)、涂 膜外觀好，耐酸堿，粘結(jié)性好。
【具體實(shí)施方式】：
[0023] 一種高耐磨粉末涂料，由下列重量(kg)的組分原料制得:氟碳樹(shù)脂25、環(huán)氧樹(shù)脂 45、順丁烯二酸酐3.5、氟碳表面活性劑1.5、醇酯十二2.5、剛玉14、高耐磨炭黑14、氟化石墨 7、碳化硅微粉3、三氧化二鉻2、納米二氧化硅粉末4、碳酸鈣9、有機(jī)硅油0.2、硅烷偶聯(lián)劑2、 聚環(huán)三磷腈-砜微球2.5、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚1.5、改性助劑2，
[0024]其中改性助劑由下列重量(kg)的組分制得:聚乙烯醇超細(xì)粉末25、硼酸鋅1.5、氧 化鋁C6、氧化鎂3-4、蓖麻油3、氮化硼1.5、氣相二氧化硅5、二甲苯35、烷氧基二元醇4、烷氧 基三元醇4、二羥甲基丙酸5、聚硅氧烷3、對(duì)甲苯磺酸0.3、己內(nèi)酯6、二月桂酸二丁基錫0.3， 改性助劑的制備方法:將聚乙烯醇超細(xì)粉末放入熱水中攪拌至完全溶解，加入氧化鋁C、氧 化鎂、蓖麻油、氮化硼，研磨14分鐘，超聲波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基 三元醇、二羥甲基丙酸、對(duì)甲苯磺酸一起攪拌35分鐘，升溫至85°C，保溫4小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物 降溫至70°C，加入己內(nèi)酯、二月桂酸二丁基錫，聚硅氧烷，一起攪拌25分鐘，升溫至75°C，保 溫2小時(shí)，然后抽真空脫除有機(jī)溶劑，降溫到58°C，然后依次加入氣相二氧化硅、硼酸鋅，在 此溫度下繼續(xù)攪拌36分鐘，將所得到的產(chǎn)物放入烘箱烘干，再經(jīng)微粉磨粉機(jī)磨粉，即可。
[0025] 本發(fā)明的高耐磨粉末涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0026] (1)首先將所用原料在使用前粗粉碎到70目，按配方比例稱取各組分原料；
[0027] (2)將剛玉、碳化石墨粉放入10 %的鹽酸溶液中浸泡20-30分鐘，然后加入氫氧化 鈉溶液中和過(guò)濾，濾渣先投入煅燒爐中，在450-500°C煅燒1-2小時(shí)，取出自然冷卻后，再將 濾渣總質(zhì)量5%的硅烷偶聯(lián)劑加入到濾渣中高速攪拌混合20-30分鐘，然后加入雙(3，5_三 級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚，再高速攪拌混合10-20分鐘，干燥，待用；
[0028] (3)按配方比例將稱取其余原料和步驟(2)獲得的混合物料投入高速攪拌機(jī)內(nèi)高 速混合均勻；
[0029] (4)然后投入擠出機(jī)在65-95Γ熔融混合24min后，擠出，冷卻至室溫，再粉碎過(guò)篩 至180目，即得到成品。
[0030]用靜電噴涂裝置（電壓50KV，氣壓0.05MPa，噴涂距離約15cm)將本發(fā)明的粉末涂料 均勻噴涂在經(jīng)過(guò)預(yù)處理過(guò)(砂紙打磨及酒精清洗）的馬口鐵片（15〇X20mmX〇. 28mm)上，馬口 鐵片應(yīng)處于垂直懸掛狀態(tài)，便于粉末涂料均勻的噴涂在上面;在烘箱中垂直懸掛在130Γ、 固化18min成膜，形成膜厚約為75μπι的涂膜，自然冷卻至室溫，取出放置24h后，測(cè)定涂膜性 能，涂膜性能檢測(cè)如表1所示：
[0031] 表1本實(shí)施例所得粉末涂料噴涂裝置所得涂膜的性能
[0032]
[0034]由表1可看出，在130°C固化18min所得涂膜的各項(xiàng)性能都比較好，說(shuō)明本粉末涂料 的固化溫度低，固化時(shí)間短。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高耐磨粉末涂料，其特征在于：由下列重量份的組分原料制得:氟碳樹(shù)脂20-30、 環(huán)氧樹(shù)脂40-50、順丁烯二酸酐3-4、氟碳表面活性劑1-2、醇酯十二2-3、剛玉10-15、高耐磨 炭黑10-15、氟化石墨5-8、碳化硅微粉2-3、三氧化二鉻2-3、納米二氧化硅粉末3-5、碳酸鈣 8 -10、有機(jī)硅油0.1-0.3、硅烷偶聯(lián)劑1-2、聚環(huán)二憐臆-諷微球2 -3、雙(3,5-二級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚1-2、改性助劑1-3， 所述的改性助劑由下列重量份的組分制得:聚乙烯醇超細(xì)粉末20-30、硼酸鋅1-2、氧 化鋁C5-10、氧化鎂3-4、蓖麻油2-3、氮化硼1-2、氣相二氧化硅4-6、二甲苯30-40、烷氧基二 元醇3-4、烷氧基三元醇3-4、二羥甲基丙酸4-6、聚硅氧烷2-4、對(duì)甲苯磺酸0.2-0.4、己內(nèi)酯 5-8、二月桂酸二丁基錫0.2-0.4，改性助劑的制備方法:將聚乙烯醇超細(xì)粉末放入熱水中攪 拌至完全溶解，加入氧化鋁C、氧化鎂、蓖麻油、氮化硼，研磨10-15分鐘，超聲波分散于二甲 苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、二羥甲基丙酸、對(duì)甲苯磺酸一起攪拌30-40 分鐘，升溫至80-90°C，保溫3-5小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至65-75°C，加入己內(nèi)酯、二月桂 酸二丁基錫，聚硅氧烷，一起攪拌20-30分鐘，升溫至70-80°C，保溫2-3小時(shí)，然后抽真空 脫除有機(jī)溶劑，降溫到55-60°C，然后依次加入氣相二氧化硅、硼酸鋅，在此溫度下繼續(xù)攪拌 30-40分鐘，將所得到的產(chǎn)物放入烘箱烘干，再經(jīng)微粉磨粉機(jī)磨粉，即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨粉末涂料，其特征在于，由下列重量份的組分原料制 得:氟碳樹(shù)脂25、環(huán)氧樹(shù)脂45、順丁烯二酸酐3.5、氟碳表面活性劑1.5、醇酯十二2.5、剛玉 14、高耐磨炭黑14、氟化石墨7、碳化硅微粉3、三氧化二鉻2、納米二氧化硅粉末4、碳酸鈣9、 有機(jī)硅油0.2、硅烷偶聯(lián)劑2、聚環(huán)三磷腈-砜微球2.5、雙(3,5_三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫 醚1.5、改性助劑2， 所述的改性助劑由下列重量份的組分制得:聚乙烯醇超細(xì)粉末25、硼酸鋅1.5、氧化鋁 C6、氧化鎂3、蓖麻油3、氮化硼1.5、氣相二氧化硅5、二甲苯35、烷氧基二元醇4、烷氧基三元 醇4、二羥甲基丙酸5、聚硅氧烷3、對(duì)甲苯磺酸0.3、己內(nèi)酯6、二月桂酸二丁基錫0.3,改性助 劑的制備方法:將聚乙烯醇超細(xì)粉末放入熱水中攪拌至完全溶解，加入氧化鋁C、氧化鎂、蓖 麻油、氮化硼，研磨14分鐘，超聲波分散于二甲苯中，再加入烷氧基二元醇、烷氧基三元醇、 二羥甲基丙酸、對(duì)甲苯磺酸一起攪拌35分鐘，升溫至85°C，保溫4小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物降溫 至70°C，加入己內(nèi)酯、二月桂酸二丁基錫，聚硅氧烷，一起攪拌25分鐘，升溫至75°C，保溫 2小時(shí)，然后抽真空脫除有機(jī)溶劑，降溫到58°C，然后依次加入氣相二氧化硅、硼酸鋅，在此 溫度下繼續(xù)攪拌36分鐘，將所得到的產(chǎn)物放入烘箱烘干，再經(jīng)微粉磨粉機(jī)磨粉，即可。3. 如權(quán)利要求1所述的高耐磨粉末涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 首先將所用原料在使用前粗粉碎到70目，按配方比例稱取各組分原料； (2) 將剛玉、碳化石墨粉放入10%的鹽酸溶液中浸泡20-30分鐘，然后加入氫氧化鈉溶液 中和過(guò)濾，濾渣先投入煅燒爐中，在450-500 °C煅燒1-2小時(shí)，取出自然冷卻后，再將濾渣總 質(zhì)量5%的硅烷偶聯(lián)劑加入到濾渣中高速攪拌混合20-30分鐘，然后加入雙(3,5_三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚，再高速攪拌混合10-20分鐘，干燥，待用； (3) 按配方比例將稱取其余原料和步驟(2)獲得的混合物料投入高速攪拌機(jī)內(nèi)高速混 合均勻； (4) 然后投入擠出機(jī)在65-95Γ熔融混合24min后，擠出，冷卻至室溫，再粉碎過(guò)篩 至180目，即得到成品。
【文檔編號(hào)】C09D163/00GK106065260SQ201610418096
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日 公開(kāi)號(hào)201610418096.2, CN 106065260 A, CN 106065260A, CN 201610418096, CN-A-106065260, CN106065260 A, CN106065260A, CN201610418096, CN201610418096.2
【發(fā)明人】陳俊, 劉學(xué)濤, 趙遵剛, 霍柏林, 李正, 孫紅興
【申請(qǐng)人】合肥市燕美粉末涂料有限公司