一种高环保粉末涂料的制作方法

文档序号:17484154发布日期:2019-04-20 06:38阅读:467来源:国知局

本发明涉及粉末涂料技术领域,具体涉及一种高环保粉末涂料。



背景技术:

尽管粉末涂料是一种零voc排放的环保型涂料,但在更高环保要求的领域,如欧盟en71-3和reach规定,在童车、儿童玩具、接触食品的机具如微波炉等的金属表面涂层不能检出包括但不限于钡在内的重金属,同时还要求该涂层耐酸性能优良;而粉末涂料及其所形成涂层是否检出重金属和是否耐酸性,主要源于其组合物中的填料和颜料;经过多年的发展,无重金属的涂料用环保颜料已经得到广泛应用,但粉末涂料行业普遍大量使用的填料如硫酸钡、碳酸钙等,不是检出重金属、就是耐酸性差;但如果粉末涂料不添加填料,虽然也没有检出重金属,但却使材料成本大幅增加以致下游用户无法接受;因此,亟待开发一种不含重金属、同时耐酸性能优良的粉末涂料。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种既符合hg/t2006-2006热固性粉末涂料技术要求、也符合欧盟en71-3和reach法规要求、不含重金属、且耐酸性优良的高环保粉末涂料,以解决现有问题中的不足。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

提供一种高环保粉末涂料,组合物包括聚酯树酯、环氧树脂或羟烷基酰胺、助剂、蜡石粉和颜料;

其中,所述蜡石粉以沸石和石膏为原材料制备,以重量份计为所述沸石30~50份、所述石膏50~70份。

本发明所述蜡石粉的制备工艺主要包含以下步骤:首先精选沸石矿石和石膏矿石,再将精选好的矿石风干后破碎成10mm左右的小颗粒,然后按比例如优选地按沸石40份、石膏60份混合均匀,送入温度为700~900℃的转窑中煅烧30~40分钟,出窑冷却后再用高速立磨粉碎成300~600目和2000~3000目的两种粒径的粉末;本技术领域的技术人员应当明白,填料的粒径主要影响涂层的光泽、不改变填料的本质;其中300~600目的适用于低光泽体系、2000~3000目的适用于高光泽体系。

本发明所述蜡石粉,作为高环保粉末涂料的主要原材料,可以单独大批量制备备用。

进一步地,当以环氧树脂作为聚酯树脂的固化成膜物时,高环保粉末涂料组合物按重量份计,包含以下组份:

聚酯树脂30~45份;

环氧树脂20~30份;

助剂1~7份;

蜡石粉5~45份;

颜料0~25份。

上述技术方案中,聚酯树脂的重量份数为30~35份,例如31份、31.2份、31.5份、31.7份、32份、32.3份、32.5份、32.8份、33份、33.5份、34份、34.2份、34.5份和34.8份;

环氧树脂的重量份数20~30份,例如21份、21.5份、22份、22.5份、23份、23.5份、24份、24.5份、25份、25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、29份和29.5份;

助剂的重量份数为1~7份,例如1.5份、2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.7份、4.0份、4.5份、5.0份、5.2份、5.6份、6.0份、6.5份和6.8份;

蜡石粉的重量份数为5~45份,例如7份、10份、12份、15份、18份、20份、23份、25份、27份、30份、33份、35份、38份、40份、42份和44份;

颜料的重量份数为0~30份,例如2份、5份、8份、10份、13份、15份、18份、20份、23份和24份。

或者,当以羟烷基酰胺作为聚酯树脂的固化剂时,组合物包括聚酯树酯、羟烷基酰胺、助剂、蜡石粉和颜料,组合物按重量份计,包含以下组份:

聚酯树脂50~60份;

羟烷基酰胺2.5~3.5份;

助剂1~7份;

蜡石粉5~45份;

颜料0~25份。

上述技术方案中,聚酯树脂的重量份数为50~60份,例如51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份和60份;

羟烷基酰胺的重量份数为2.5~3.5份,例如2.6份、2.7份、2.8份、3.0份、3.2份和3.3份;

助剂的重量份数为1~7份,例如1份、1.5份、2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.7份、4.0份、4.5份、5.0份、5.2份、5.6份、6.0份、6.5份和6.8份;

蜡石粉的重量份数为5~45份,例如7份、10份、12份、15份、18份、20份、23份、25份、27份、30份、33份、35份、38份、40份、42份和44份;

颜料的重量份数为0~30份,例如2份、5份、8份、10份、13份、15份、18份、20份、23份和24份。

上述技术方案中所述的聚酯树脂,均为市售端羧基聚酯树脂,选用符合欧盟en71-3和reach(1907/2006)法规要求的。

上述技术方案中所述的环氧树脂,为市售双酚a型固体环氧树脂,选用符合欧盟en71-3和reach(1907/2006)法规要求的。

上述技术方案中所述的羟烷基酰胺,为市售专用于粉末涂料的固化剂,选用符合欧盟en71-3和reach(1907/2006)法规要求的。

上述技术方案中所述的助剂,均为市售,具体包括但不限于流平剂、润湿剂、脱气剂、纹理剂、固化促进剂等中的任一种或几种,采用符合欧盟en71-3和reach(1907/2006)法规要求的。

上述技术方案中所述的颜料,均为市售环保型涂料用颜料,包括但不限于钛白粉、炭黑、群青、铁红、铁黄、酞箐绿、酞箐蓝等,采用符合欧盟en71-3和reach(1907/2006)法规要求的。

本发明高环保粉末涂料的制备工艺与普通常规粉末涂料相同,具体工艺过程如下:

把按配方份数称好的组合物投入混料罐预混合5~12分钟,在110~130℃的温度条件下经单螺杆或双螺杆挤出机熔融挤出、冷却压片,再把片料用高速立磨粉碎成平均粒径为25~45μm的粉末。

本发明通过采用不含任何重金属、耐酸性优良的蜡石粉完全替代传统使用的硫酸钡或碳酸钙等作为粉末涂料的填料,同时选用市售符合欧盟en71-3和reach法规要求的聚酯树脂、环氧树脂或羟烷基酰胺、助剂、颜料,按一定比例组成粉末涂料配方组合物,由此制成的高环保粉末涂料完全不含重金属、且耐酸性优良,使用该高环保粉末涂料喷涂成型的涂层,完全符合欧盟en71-3和reach法规要求。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明,本发明的各种原料均可市售购得,或根据本技术领域的常规方法制备得到。

实施例1

一种高环保粉末涂料,按重量份计,包含以下组份:

聚酯树脂26份;

环氧树脂26份;

流平剂1份;

润湿剂0.8份;

脱气剂1份;

蜡石粉35份;

钛白粉5份;

炭黑0.2份;

群青1份;

把按上述重量份称好的原材料全部投入混料罐中预混合8分钟,在115℃左右的温度条件下经双螺杆挤出机熔融挤出、冷却压片,把片料投入高速立磨粉碎成平均粒径为35μm左右的粉末。

实施例2

聚酯树脂36份;

环氧树脂24份;

流平剂0.2份;

润湿剂1份;

脱气剂1份;

纹理剂1份;

固化促进剂0.3份;

蜡石粉15份;

钛白粉18份;

铁红2份;

炭黑0.1份;

酞箐蓝1.4份;

把按上述重量份称好的原材料全部投入混料罐中预混合6分钟,在120℃左右的温度条件下经单螺杆挤出机熔融挤出、冷却压片,把片料投入高速立磨粉碎成平均粒径为42μm左右的粉末。

实施例2

实施例3

聚酯树脂57份;

羟烷基酰胺3份;

流平剂1份;

润湿剂1份;

脱气剂1份;

蜡石粉30份;

群青5份;

炭黑2份;

把按上述重量份称好的原材料全部投入混料罐中预混合12分钟,在125℃左右的温度条件下经双螺杆挤出机熔融挤出、冷却压片,把片料投入高速立磨粉碎成平均粒径为30μm左右的粉末。

实施例4

聚酯树脂52份;

羟烷基酰胺2.7份;

流平剂0.2份

纹理剂1份;

脱气剂0.8份;

蜡石粉40份;

炭黑3.3份;

把按上述重量份称好的原材料全部投入混料罐中预混合10分钟,在120℃左右的温度条件下经双螺杆挤出机熔融挤出、冷却压片,把片料投入高速立磨粉碎成平均粒径为37μm左右的粉末。

对比例1

除所加入的蜡石粉改为硫酸钡,其它组份及重量份以及制备步骤与实施例1完全相同。

对比例2

除所加入的蜡石粉改为碳酸钙,其它组份及重量份以及制备步骤与实施例2完全相同。

对比例3

除所加入的蜡石粉改为硫酸钡,其它组份及重量份以及制备步骤与实施例3完全相同。

对比例4

除所加入的蜡石粉改为碳酸钙,其它组份及重量份以及制备步骤与实施4完全相同。

将上述实施例1-4,以及对比例1-4制得的高环保粉末涂料通过静电喷枪均匀喷涂在样板或工件表面,送入烤炉,在200℃的炉温下烘烤10min,分别进行基础性能和重金属限量值检测,检测项目均参照hg/t2006-2006热固性粉末涂料技术指标,基础性能和重金属限量值检测结果分别见表1和表2。

表1:基础性能检测

表2:重金属限量值检测

由表1和表2可知,实施例1-4制得的粉末涂料形成的涂层表面光洁度、附着力、抗冲击力、弯曲试验、耐酸性和重金属限量值均完全符合hg/t2006-2006热固性粉末涂料技术指标,而对比例2和对比例4在3%盐酸中浸泡后均出现涂层表面发白,失光和起泡的现象,说明使用碳酸钙作填料制备的粉末涂料涂层耐酸性不合格。

根据2005年9月1日制定的德国食品及日用品法令(lfgb)章节30和31及后续修正指令,欧盟委员会条例第10/2011号(2011年1月14日)及后续修正指令及bfr建议,对喷涂好的涂层分别进行重金属迁移量检测和全面迁移量检测;其中,重金属迁移量检测参考(eu)no10/2011(2011年1月14日)附录3和附录5选择测试条件及en13130:2004选择测试方法,用lcp-oes分析;全面迁移量检测参考(eu)no10/2011附录3和附录5选择测试条件及en1186-1:2002选择测试方法,参考en1186-3:2002:水溶性食品模似物(全浸泡)。同时参考en1186-14:2002:替代物测试(95%乙醇溶液和异辛烷),检测结果分别见表3和表4:

表3:重金属迁移量检测

表4:全面迁移量检测

由表2和表3的结果可知,实施例1-4制得的高环保粉末涂料形成的涂层均未检出重金属,且全面迁移量均符合标准要求,而对比例1和对比例3中检出的重金属钡含量均超标,同时对比例1至4中涂层在3%醋酸溶液中的全面迁移量高达240.2~349.7mg/dm2远远超出最大允许值10mg/dm2,而实施例1-4平均值为0.5mg/dm2,远远低于最大允许值10mg/dm2。这说明使用硫酸钡或碳酸钙作填料制备的粉末涂料喷涂所形成的涂层全面迁移量超标。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方法,本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明白,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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