本发明涉及一种粉末涂料，尤其涉及一种耐水耐候复合粉末涂料及其制备方法，属于防腐技术领域。
背景技术
环氧树脂粉末涂料以其粘接力强、耐高温和优异的电绝缘性能，它一般由环氧树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成。环氧树脂是粉末涂料中的基料，是重要的成膜物质；固化剂与环氧树脂反应，使其聚合交联，是粉未涂料中不可缺少的组分；颜料、填料、助剂是环氧粉末涂料配方中的重要组分，它们的加入能有效的改善环氧粉末涂料的物理和化学性质。其中良好的填料在粉末涂料中起骨架作用，增强涂膜性能，也可以降低粉末涂料的生产成本，还可以提高粉末的上粉率和喷涂面积等。
现存环氧树脂粉末涂料普遍采用双酚a型环氧树脂作为基本树脂，存在抗紫外性能差、耐候性差、容易黄变的缺点。例如中国专利cn201310551762.6低温快速固化环氧粉末涂料，按重量比其组成为：环氧树脂45～65％，多环氧基活性交联剂1～5％，固化剂8～18％，固化促进剂0.1～0.5％，沉淀硫酸钡4～30％，云母粉4～8％，钛白粉2～5％，附着力促进剂0.5～1.0％，以及助剂。该发明的环氧粉末涂料采用高分子量双酚a型环氧树脂与酚醛环氧树脂共混的树脂体系，经固化剂固化后，所得漆膜既有环氧树脂的附着力强，抗碱性好的优点，又具有酚醛树脂的耐水性、抗溶剂性和耐酸性优良特点，并且漆膜的耐热性良好。
现有技术通过添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等提高环氧粉末涂料的耐候性，但这些添加剂容易游离，涂料存在耐候不持久的缺点。
技术实现要素：
为克服现有技术的缺点和不足，本发明旨在提供一种耐水耐候复合粉末涂料及其制备方法。
本发明采取以下技术方案，一种耐水耐候复合粉末涂料及其制备方法，按重量份数计，配方组成为：有机硅环氧树脂45-60份、密胺树脂15-20份、固化促进剂0.5-1.5份、增韧剂5-10份、有机硅流平剂2-3份、缓蚀剂2-3份、kh550改性氮化硅粉3-6份、kh550改性钛白粉8-12份、颜填料0-5份。
所述的有机硅环氧树脂的制备方法如下：
(1)有机硅环氧小分子的合成：通氮气条件下，在反应装置中加入2摩尔份的1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、以金属铂计的5×10-4-10×10-4摩尔份的铂金催化剂、10-15摩尔份的甲苯，然后加热至50-80℃，向其中缓慢滴加1摩尔份的环氧化试剂，0.5-1h滴加完毕，滴加完毕继续保温反应1-2h，然后反应向装置中加入1摩尔份的乙醇，继续保温反应1-2h，减压蒸馏除去稀释剂，即得有机硅环氧小分子。
(2)有机硅环氧树脂的合成：向反应器中加入35重量份的正硅酸乙酯，5-6重量份的甲基三乙氧基硅烷，5-6重量份的(1)中有机硅环氧小分子、15-20重量份二甲苯，加热至50-60℃，然后通过不同加料口分别向其中缓慢滴加1-2重量份的酸催化剂、8-14重量份的去离子水，0.5-1h滴加完毕，保温继续反应4-6小时后向反应器中加入无机碱调至ph＝8-9，然后加热反应器至90-95℃，减压蒸馏进行缩聚反应1.5-2h，加入1-2重量份的无水氯化钙，升温至115-125℃继续减压蒸馏进行缩聚反3-4h，即有机硅环氧树脂粗产品；用去离子水洗涤粗产品至中性，真空干燥，得有机硅环氧树脂。
所述的固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑。
所述的增韧剂为聚丁二胺己二酸酰胺、聚对苯二甲酸己二胺酰胺、聚邻苯二酰胺中的至少一种。
所述的缓蚀剂为巯基苯并噻唑、喹啉、甲基苯并三唑、苯并三唑、木质素磺酸钠中的至少一种。
所述的环氧化试剂为衣康酸二缩水甘油酯、马来酸二缩水甘油酯、1,4-丁烯二醇二缩水甘油醚、3,4-丁烯二醇二缩水甘油醚、5-乙烯基-1,3-苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种。
所述的酸催化剂为浓盐酸、对甲苯磺酸、浓硫酸、三氟甲磺酸中的至少一种。
所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡中的至少一种。
本发明所述的的粉末涂料的制备方法为：将本发明所述的耐水耐候复合粉末涂料的按配方组成在混合设备中充分混合均匀；然后通过螺杆挤出机熔融挤出，控制加料段温度60℃，熔融段温度80℃，出料段温度100℃；熔融物料经压片机压片，控制厚度在2-3mm，经破碎送入磨粉机中粉碎，过200目筛，得耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
相对于现有技术，本发明具的优点为：(1)通过合成有机硅环氧小分子，进而首次合成了以硅氧键为骨架，以环氧基团、甲基为侧链的有机硅环氧树脂；(2)组分中的有机硅环氧树脂为主体树脂，其硅氧键骨架克服了环氧树脂耐候性差的缺点，且由于-si-ch3的存在，涂膜的疏水效果好、耐水性高；同时填料主体采用硅烷偶联剂kh550改性氮化硅粉和钛白粉，耐水性更佳；(3)本发明的固化剂为密胺树脂，硅烷偶联剂kh550改性氮化硅粉(硬度较高)和钛白粉也参与交联固化反应，涂膜固化后氮化硅粉、钛白粉位于高分子三维网状结构之中，因此所述耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料具有更高的硬度、耐化学腐蚀性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种耐水耐候复合粉末涂料及其制备方法做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
实施例1
一种耐水耐候复合粉末涂料，按重量份数计按重量份数计，配方组成为：有机硅环氧树脂60份、密胺树脂20份、2-乙基-4-甲基咪唑0.5份、聚对苯二甲酸己二胺酰胺5份、有机硅流平剂3份、喹啉3份、kh550改性氮化硅粉3份、kh550改性钛白粉8份；
其中，所述的有机硅环氧树脂的制备方法如下：
(1)有机硅环氧小分子的合成：通氮气条件下，在反应装置中加入2摩尔份的1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、以金属铂计的5×10-4摩尔份的铂金催化剂、10摩尔份的甲苯，然后加热至80℃，向其中缓慢滴加1摩尔份的3,4-丁烯二醇二缩水甘油醚，1h滴加完毕，滴加完毕继续保温反应1h，然后反应向装置中加入1摩尔份的乙醇，继续保温反应1h，减压蒸馏除去稀释剂，即得有机硅环氧小分子；
(2)有机硅环氧树脂的合成：向反应器中加入35重量份的正硅酸乙酯，6重量份的甲基三乙氧基硅烷，6重量份的(1)中有机硅环氧小分子、15重量份二甲苯，加热至60℃，然后通过不同加料口分别向其中缓慢滴加2重量份的对甲苯磺酸、8重量份的去离子水，1h滴加完毕，保温继续反应4小时后向反应器中加入氢氧化钾调至ph＝9，然后加热反应器至90℃，减压蒸馏进行缩聚反应2h，加入1重量份的无水氯化钙，升温至125℃继续减压蒸馏进行缩聚反3h，即有机硅环氧树脂粗产品；用去离子水洗涤粗产品至中性，真空干燥，得有机硅环氧树脂。
实施例2
一种耐水耐候复合粉末涂料，按重量份数计按重量份数计，配方组成为：有机硅环氧树脂45份、密胺树脂15份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、聚丁二胺己二酸酰胺10份、有机硅流平剂2份、苯并三唑2份、kh550改性氮化硅粉6份、kh550改性钛白粉12份、颜填料5份；
其中，所述的有机硅环氧树脂的制备方法如下：
(1)有机硅环氧小分子的合成：通氮气条件下，在反应装置中加入2摩尔份的1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、以金属铂计的10×10-4摩尔份的铂金催化剂、15摩尔份的甲苯，然后加热至50℃，向其中缓慢滴加1摩尔份的5-乙烯基-1,3-苯二酚二缩水甘油醚，0.5h滴加完毕，滴加完毕继续保温反应2h，然后反应向装置中加入1摩尔份的乙醇，继续保温反应2h，减压蒸馏除去稀释剂，即得有机硅环氧小分子；
(2)有机硅环氧树脂的合成：向反应器中加入35重量份的正硅酸乙酯，5重量份的甲基三乙氧基硅烷，5重量份的(1)中有机硅环氧小分子、20重量份二甲苯，加热至50℃，然后通过不同加料口分别向其中缓慢滴加1重量份的三氟甲磺酸、14重量份的去离子水，0.5h滴加完毕，保温继续反应6小时后向反应器中加入氢氧化钠调至ph＝8，然后加热反应器至95℃，减压蒸馏进行缩聚反应1.5h，加入2重量份的无水氯化钙，升温至115℃继续减压蒸馏进行缩聚反4h，即有机硅环氧树脂粗产品；用去离子水洗涤粗产品至中性，真空干燥，得有机硅环氧树脂。
实施例3
一种耐水耐候复合粉末涂料，按重量份数计按重量份数计，配方组成为：有机硅环氧树脂53份、密胺树脂16份、2-乙基-4-甲基咪唑0.6份、聚邻苯二酰胺8份、有机硅流平剂2.4份、噻唑2.9份、kh550改性氮化硅粉5份、kh550改性钛白粉10份、颜填料3份；
其中，所述的有机硅环氧树脂的制备方法如下：
(1)有机硅环氧小分子的合成：通氮气条件下，在反应装置中加入2摩尔份的1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、以金属铂计的6×10-4摩尔份的铂金催化剂、11摩尔份的甲苯，然后加热至60℃，向其中缓慢滴加1摩尔份的衣康酸二缩水甘油酯，0.8h滴加完毕，滴加完毕继续保温反应1.4h，然后反应向装置中加入1摩尔份的乙醇，继续保温反应1.2h，减压蒸馏除去稀释剂，即得有机硅环氧小分子；
(2)有机硅环氧树脂的合成：向反应器中加入35重量份的正硅酸乙酯，5.5重量份的甲基三乙氧基硅烷，5.5重量份的(1)中有机硅环氧小分子、16重量份二甲苯，加热至58℃，然后通过不同加料口分别向其中缓慢滴加1.5重量份的浓盐酸、10重量份的去离子水，0.6h滴加完毕，保温继续反应5小时后向反应器中加入氢氧化钠调至ph＝9，然后加热反应器至93℃，减压蒸馏进行缩聚反应1.6h，加入1.5重量份的无水氯化钙，升温至120℃继续减压蒸馏进行缩聚反3.5h，即有机硅环氧树脂粗产品；用去离子水洗涤粗产品至中性，真空干燥，得有机硅环氧树脂。
实施例1-3中耐水耐候复合粉末涂料按照以下方法制备：
按配方组成在混合设备中充分混合均匀；然后通过螺杆挤出机熔融挤出，控制加料段温度60℃，熔融段温度80℃，出料段温度100℃；熔融物料经压片机压片，控制厚度在2-3mm，经破碎送入磨粉机中粉碎，过200目筛，得耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
实施例1-3中的耐水耐候复合粉末涂料与市售某公司耐候粉末涂料(对比例)，以电晕喷枪静电喷涂在1.0mm厚的除锈、除油冷轧钢板上，然后在180℃下烘烤20min，涂层厚度70μm±3μm，性能测试结果如下表。
尽管本发明已作了详细说明并引用了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。