一种高韧性超耐候户外粉末涂料的制作方法

文档序号:16892762发布日期:2019-02-15 23:13阅读:404来源:国知局

本发明涉及到涂料技术领域,特别是一种高韧性超耐候户外粉末涂料。



背景技术:

聚酯/tgic型粉末涂料是目前聚酯系列中耐候性较好的一种。聚酯与固化剂tgic交联时无挥发性物质产生,可制得无针孔的涂膜,且体系均一、稳定、可调,具有良好的耐热和耐候性能,可以基本满足市场的要求。但是其强烈的皮肤刺激性和潜在的致癌性,使其生产和销售都受到很大影响,被市场淘汰成为必然。其中,欧洲已经明文禁止tgic在粉末涂料中的使用。

β-羟烷基酰胺(haa)化合物是公认的低毒环保型化合物,在粉末涂料领域中作为聚酯树脂的固化剂,具有反应活性强、固化温度低、储存稳定性好等优点。目前,羟烷基酰胺体系已逐渐取代聚酯/tgic成为最主要的户外粉末涂料体系之一。但其不尽人意的耐候性、较强的黄变和气孔等弊端在一定程度上很大地影响了聚酯/haa体系的进一步发展。

石墨烯被称为“黑金”,作为21世纪的“新材料之王”,添加到粉末涂料中,可以极大提高粉末涂料的耐候性及耐黄变性能,进一步开发可满足户外耐候性涂装领域应用要求的户外耐候性粉末涂料是市场发展趋势。

超支化聚酯是一种新型超支化聚合物,一般以多元醇为核,多羟基羧酸为支化单元,在一定条件通过缩合反应而成。它具有高度支化近似球形的结构、内部存在大量的空腔、末端带有大量的官能团和分子之间较少缠绕等特点,从而使其不易结晶,具有高溶解性和低黏度,而且化学反应活性较高,为其进一步改性以及更广泛的应用奠定了基础。因此,近几十年来超支化聚酯已经成为高分子材料领域研究的热点之一。

户外建材、广场建筑、工程机械等户外设施涂装往往对粉末涂料要求有更为优异的耐候性、抗冲击、硬度、外观美观性等,开发此类户外用粉末涂料是行业发展必然方向。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供了一种高韧性超耐候户外粉末涂料,制得的粉末涂料具有优异的耐候性及极高韧性,同时涂膜流平优异、厚度均匀,可广泛应用于户外建材、广场建筑、工程机械等户外设施涂装。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种高韧性超耐候户外粉末涂料,由以下质量百分比的组分制成:

较佳地,该粉末涂料的制备流程包括以下步骤:

将组分量的各原料一起投入到混料缸中,按照5分钟*3次进行预混合,然后在挤出机上挤出、压片,挤出温度一区为100℃,二区为110℃,再将片料破碎进行细粉碎,将粗粉通过旋分筛得到20-40微米的细粉为最终的粉末涂料。

较佳地,所述的聚酯树脂酸值为28-32mgkoh/g。

较佳地,所述平滑除气剂为合成微晶蜡。

较佳地,所述流平剂为丙烯酸酯共聚物。

较佳地,所述助剂由以下成分组成:

石墨烯11-23wt%,

端羟基超支化聚酯77-89wt%;

将上述原料一起投入到混料缸中混合均匀,然后在挤出机上挤出、压片,挤出温度一区为100℃,二区为110℃,再将片料破碎进行细粉碎,将粗粉再次挤出,重复三次后将所得粗粉通过旋分筛得到20-40微米的细粉为所述助剂。

较佳地,所述端羟基超支化聚酯羟值为520-670mgkoh/g,分子量为500-5000g/mol。

较佳地,所述石墨烯片层厚度小于10nm,粒径为2.5μm-10μm。

较佳地,所述助剂平均粒径为15-25μm。

本发明的有益效果:

本发明提供的所述粉末涂料制备方法简单易行、成本较低、安全环保,结合石墨烯优异的耐候性和端羟基超支化聚酯的增韧效果,设计出最佳合成方式及优选原料性能参数和配比,所制得的助剂应用于户外粉末涂料体系中所制得的粉末涂料具有优异的耐候性及极高韧性,同时涂膜流平优异、厚度均匀,可广泛应用于户外建材、广场建筑、工程机械等户外设施涂装。

当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)助剂制备

一种高韧性超耐候户外粉末涂料助剂,其由以下质量百分比的组分制成:

石墨烯11wt%,

端羟基超支化聚酯89wt%;

石墨烯:wjsg1410,合肥微晶材料科技有限公司;

端羟基超支化聚酯:hyperh101,武汉超支化树脂科技有限公司;

将上述原料一起投入到混料缸中混合均匀,然后在挤出机上挤出、压片,挤出温度一区为100℃,二区为110℃,再将片料破碎进行细粉碎,将粗粉再次挤出,重复三次后将所得粗粉通过旋分筛得到助剂,粒径为25μm;

(2)一种高韧性超耐候户外粉末涂料,包括以下重量组分原料:

聚酯树脂56%

羟烷基酰胺固化剂3%

平滑除气剂1%

流平剂1%

助剂5.6%

填料22.2%

颜料11.2%

聚酯树脂:安徽神剑新材料股份有限公司sj5122;

β-羟烷基酰胺:六安捷通达新材料有限公司sa3120;

平滑除气剂:六安捷通达新材料有限公司sa500;

流平剂:德国德信利化学的pv88;

沉淀硫酸钡:陕西富化化工有限责任公司的沉淀硫酸钡;

钛白粉:江苏镇钛化工有限公司zr940+;

将原材料按照上述比例一起投入到混料缸中进行预混合→挤出机挤出→压片→粉碎→过筛→成品。

对比实施例1

本实施例的制备过程同实施例1,不同的是配方中不添加助剂。

实施例2

(1)助剂制备

一种高韧性超耐候户外粉末涂料助剂,其由以下质量百分比的组分制成:

石墨烯17wt%,

端羟基超支化聚酯83wt%;

石墨烯:wjsg1410,合肥微晶材料科技有限公司;

端羟基超支化聚酯:hyperh102,武汉超支化树脂科技有限公司;

将上述原料一起投入到混料缸中混合均匀,然后在挤出机上挤出、压片,挤出温度一区为100℃,二区为110℃,再将片料破碎进行细粉碎,将粗粉再次挤出,重复三次后将所得粗粉通过旋分筛得到助剂,粒径为23μm;

(2)一种高韧性超耐候户外粉末涂料,包括以下重量组分原料:

聚酯树脂60%

羟烷基酰胺固化剂3.2%

平滑除气剂1.3%

流平剂1.3%

助剂9.7%

填料16.4%

颜料8.1%

聚酯树脂:安徽神剑新材料股份有限公司sj5122;

β-羟烷基酰胺:六安捷通达新材料有限公司sa3120;

平滑除气剂:六安捷通达新材料有限公司sa500;

流平剂:德国德信利化学的pv88;

沉淀硫酸钡:陕西富化化工有限责任公司的沉淀硫酸钡;

钛白粉:江苏镇钛化工有限公司zr940+;

将原材料按照上述比例一起投入到混料缸中进行预混合→挤出机挤出→压片→粉碎→过筛→成品。

对比实施例2

本实施例的制备过程同实施例2,不同的是配方中不添加助剂。

实施例3

(1)助剂制备

一种高韧性超耐候户外粉末涂料助剂,其由以下质量百分比的组分制成:

石墨烯23wt%,

端羟基超支化聚酯77wt%;

石墨烯:wjsg1410,合肥微晶材料科技有限公司;

端羟基超支化聚酯:hyperh103,武汉超支化树脂科技有限公司。

将上述原料一起投入到混料缸中混合均匀,然后在挤出机上挤出、压片,挤出温度一区为100℃,二区为110℃,再将片料破碎进行细粉碎,将粗粉再次挤出,重复三次后将所得粗粉通过旋分筛得到助剂,粒径为18μm;

(2)一种高韧性超耐候户外粉末涂料,包括以下重量组分原料:

聚酯树脂565%

羟烷基酰胺固化剂3.4%

平滑除气剂1.5%

流平剂1.5%

助剂13.8%

填料9.9%

颜料4.9%

聚酯树脂:安徽神剑新材料股份有限公司sj5122;

β-羟烷基酰胺:六安捷通达新材料有限公司sa3120;

平滑除气剂:六安捷通达新材料有限公司sa500;

流平剂:德国德信利化学的pv88;

沉淀硫酸钡:陕西富化化工有限责任公司的沉淀硫酸钡;

钛白粉:江苏镇钛化工有限公司zr940+;

将原材料按照上述比例一起投入到混料缸中进行预混合→挤出机挤出→压片→粉碎→过筛→成品。

对比实施例3

本实施例的制备过程同实施例3,不同的是配方中不添加助剂。

将上述实施例1-3及对比实施例1-3所制得成品用静电喷涂的方法分别喷涂在不锈钢板上,在200℃烘烤10分钟,最后得到干膜厚为90um,分别对各个配方进行涂膜的性能测试,测试上述实施例和对比例所得涂膜的各种性能指标,结果见表1;

另取上述实施例和对比例所得涂膜进行人工加速老化试验,测试项目为quv-b试验,测试条件为50℃uv光照4小时,于40℃水汽循环试验4小时,结果详见表2。

涂膜的性能测试方法和评价标准如下:

涂膜的流平性评价标准根据美国pci的流平效果评级标准板进行流平评级,1为差,10为优异;

涂膜的耐冲击强度参照国家标准gb/t1732;

涂膜的铅笔硬度参照国家标准gb/t6739;

涂膜的弯曲性参照国家标准gb/t1456;

涂膜的附着力强度参照国家标准gb/t9286;

表1:实施例1-3及对比实施例1-3所得涂膜的各种性能指标

表2:实施例1-3级对比实施例1-3人工加速老化实验

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

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