本发明属于在粉末涂料的领域，具体涉及一种氮化碳修饰的有机粉末涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
粉末涂料一般由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成。粉末涂料又主要分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料，主要根据成膜树脂种类划分。热塑性粉末涂料品种主要为聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚苯硫醚和聚氟乙烯等粉末品种，热固性粉末涂料主要分为环氧、环氧-聚酯、聚酯、聚氨酯等粉末品种。填料在粉末涂料中的作用主要起到增加涂膜硬度和刚性，还可以降低涂料成本。在粉末涂料中常用的填料品种有沉淀硫酸钡、重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土、沉淀二氧化硅、云母粉、石英粉等。目前有机粉末涂料市场上存在的防腐蚀性与耐候性不能兼得，安装输运运行时要求的硬度、冲击强度、耐磨性等力学性能差并且存在成本十分高昂的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种氮化碳修饰的有机粉末涂料及其制备方法和应用，一种原料丰富，易加工，性能优越，价格低廉的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供的一种氮化碳修饰的有机粉末涂料，包括类石墨相氮化碳，所述类石墨相氮化碳作为所述有机粉末涂料的填料或助剂。
优选地，所述类石墨相氮化碳在所述有机粉末涂料中的质量百分比浓度为0.8％-9.0％。
进一步地，还包括环氧树脂，所述环氧树脂在所述有机粉末涂料中的质量百分比浓度为40％-60％。
进一步地，还包括固化剂，所述固化剂在所述有机粉末涂料中的质量百分比浓度为2％-20％。
本发明还提供一种上述的氮化碳修饰的有机粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)类石墨相氮化碳的合成，将氮杂环类有机物置于温度加热器中，加热到450-600℃后保持20-60min，制得体相氮化碳bulk氮化碳，制得的体相氮化碳bulk氮化碳经过超声、氧剥离或水热处理的方式处理，得到类石墨相氮化碳；
(2)氮化碳修饰的有机粉末涂料的制备，将步骤(1)中得到的类石墨相氮化碳作为填料或助剂与所述有机粉末涂料其他成分在115-145℃下进行预混合，预混合后，继续熔融混合和分散均匀后挤出，之后进行冷却破碎和分级过筛，得到氮化碳修饰的有机粉末涂料。
优选地，所述类石墨相氮化碳在所述有机粉末涂料中的质量百分比浓度为0.8％-9.0％。
本发明还提供一种上述的氮化碳修饰的有机粉末涂料的应用，所述氮化碳修饰的有机粉末涂料通过干法喷涂方法在设备表面进行喷涂，在150-200℃下进行加热固化20-60min，至设备表面形成涂膜。
本发明提供的一种氮化碳修饰的有机粉末涂料及其制备方法和应用，具有如下有益效果：
1、氮化碳作为填料，具备原料丰富，制备简单，成本低廉，能起到降低涂料价格的作用；
2、氮化碳作为世界上目前已知最硬的材料，理论上是超过金刚石的，作为填料加入涂料中，能极大的增强涂膜的硬度，刚性，耐磨性，耐划伤性的物理性能；
3、热解产生的石墨相氮化碳表面富含氨基或羧基键，比气相二氧化硅等更能与树脂键合，提高树脂强度和耐腐蚀性能；
4、氮化碳本身具备极高的化学稳定性，类石墨相氮化碳纳米片可以在树脂间隙网络中起到支撑补充涂料耐腐蚀和耐化学性能；
5、石墨相氮化碳具备小带隙特点，能吸收200-500nm的紫外光和部分可见光，增加涂料的耐候性和抗老化作用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
一种氮化碳修饰的有机粉末涂料及其制备方法，用类石墨相氮化碳作为有机粉末涂料的填料或助剂，类石墨相氮化碳在热塑性粉末涂料或热固性粉末涂料中的质量百分比浓度为0.8％-9.0％，此时原有的填料或助剂可适量减少或不用，例如作为填料或助剂的二氧化钛。
一种以氮化碳作为填料或助剂修饰有机粉末涂料的制备方法，可用于所有种类的有机粉末涂料中，包括热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。
氮化碳(c3n4)是目前世界上已知最硬的物质，具有比表面积大、密度低、化学稳定性高、耐磨性强等优点，在高性能耐磨材料涂料、膜材料等领域已、应用。本发明用类石墨相氮化碳作为有机粉末填料或助剂，用类石墨相氮化碳作为填料或助剂可以有效提高有机粉末涂料的耐腐蚀性、耐候性和力学性能。
以氮化碳作为填料或助剂修饰有机粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)类石墨相氮化碳的合成，将尿素、双氰胺或三聚氰胺等氮杂环类有机物置于马弗炉或固化炉等温度加热器中，加热到450-600℃，保持20min-1h，制得体相氮化碳bulk氮化碳，体相氮化碳bulk氮化碳是呈现多层类石墨相氮化碳纳米片结构通过范德瓦尔斯力堆垛的物质；之后将体相氮化碳bulk氮化碳经过超声或氧剥离等方式制得类石墨相氮化碳纳米片，或者经过不同溶剂的不同温度的水热处理方式制得线状或柱状类石墨相氮化碳。
(2)类石墨相氮化碳修饰的有机粉末涂料的制备，在有机粉末涂料的预混合阶段，将步骤(1)得到的类石墨相氮化碳作为填料或助剂通过高速混合机混入有机粉末涂料配方中，其中类石墨相氮化碳在热塑性粉末涂料或热固性粉末涂料中的质量百分比浓度为0.8％-9.0％，此时原有的填料或助剂可适量减少或不用，例如作为填料或助剂的二氧化钛；有机粉末涂料预混合后，通过加料器输送到熔融挤出混合机，有机粉末涂料中的各种成分在130℃下熔融混合和分散均匀，之后挤出的物料经冷却破碎，粉碎和分级过筛得到不同粒径的有机粉末涂料。
氮化碳修饰的有机粉末涂料主要通过静电喷涂或流化床浸涂法等干法喷涂方法进行喷涂，在150-200℃下固化20min-1h得到涂膜，用于各种场所。
实施例1
氮化碳修饰的有机粉末涂料，用类石墨相氮化碳作为有机粉末涂料的填料或助剂，类石墨相氮化碳在热塑性粉末涂料或热固性粉末涂料中的质量百分比浓度为0.8％-9.0％，有机粉末涂料中双酚s型环氧树脂的质量百分比浓度为40-60wt％，固化剂的质量百分比浓度为2-20wt％，填料的质量百分比浓度为10-25wt％，类石墨相氮化碳加入的含量较多时，原有的填料或助剂可适量减少或不用，例如作为填料或助剂的二氧化钛或二氧化硅等，作为助剂的安息酸，作为颜料的炭黑。
氮化碳作为填料，具备原料丰富，制备简单，成本低廉，能起到降低涂料价格的作用；
氮化碳作为世界上目前已知最硬的材料，理论上是超过金刚石的，作为填料加入涂料中，能极大的增强涂膜的硬度，刚性，耐磨性，耐划伤性的物理性能；
热解产生的石墨相氮化碳表面富含氨基或羧基键，比气相二氧化硅等更能与树脂键合，提高树脂强度和耐腐蚀性能；
氮化碳本身具备极高的化学稳定性，类石墨相氮化碳纳米片可以在树脂间隙网络中起到支撑补充涂料耐腐蚀和耐化学性能；
石墨相氮化碳具备小带隙特点，能吸收200-500nm的紫外光和部分可见光，增加涂料的耐候性和抗老化作用。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。