一种粉末涂料及其制备方法和应用

本发明属于涂料组合物，具体涉及一种粉末涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、粉末涂料是一种不含任何有机溶剂的固体粉末状涂料，通常采用静电喷涂的涂装方式，传统的粉末涂料应用于金属基材的涂装。近年来，低温固化粉末涂料成为涂料行业的研究热点，粉末涂料的应用范围逐渐扩展到复合材料、木材等热敏性基材领域，与此同时，产生了电磁屏蔽、抗静电、导电等新的应用方向。

2、电磁屏蔽涂料是一类屏蔽电磁波的材料，能阻挡通信和电子设备的广泛使用而带来的电磁辐射，对人类健康以及信息安全提供了有效的保障。目前电磁屏蔽涂料通常采用溶剂型涂料或水性涂料，溶剂型涂料有60-70％的组分为溶剂，环境污染严重；cn116218292a和cn108699386a公开的水性电磁屏蔽涂料通常包括成膜树脂、导电填料、流平助剂、成膜助剂、脱泡剂等，此类水性涂料一次成膜厚度较薄，通常需要多次涂装及干燥固化的过程，施工复杂。

3、要实现电磁屏蔽效果通常需要在涂料中添加大量导电填料，导电填料占比过高会导致熔融挤出困难，因此利用粉末涂料普遍采用的传统熔融挤出法难以制备得到电磁屏蔽粉末涂料。因此亟需寻找一种制备具有良好的电磁屏蔽效果的粉末涂料的新方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粉末涂料及其制备方法和应用，通过对原料和工艺步骤的设计，使得到的粉末涂料具有电磁屏蔽作用，可以应用于新能源汽车内外饰件、电池壳体等部件的电磁防护；此外其固化后形成的涂层具有优异的附着力，涂层表面光滑平整，无针孔缩孔。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种粉末涂料的制备方法，所述制备方法包括：将热固性粉末涂料、成膜助剂和导电填料混合后筛分，得到所述粉末涂料。

4、本发明提供的粉末涂料的制备方法中，成膜助剂在粉末涂料固化过程中会先熔融，这会使导电填料之间相互粘结，随着熔融过程的进行，成膜助剂会逐渐挥发，从而使导电填料之间相互搭连形成导电网络，赋予涂层良好的电磁屏蔽作用。

5、以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

6、作为一个优选的技术方案，所述筛分的筛网的目数为180-240目，例如可以为180目、200目、230目或240目等。

7、优选地，以重量份计，所述热固性粉末涂料为5-30重量份，例如可以为5重量份、8重量份、10重量份、12重量份、15重量份、18重量份、20重量份、22重量份、25重量份、28重量份或30重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

8、所述成膜助剂为10-20重量份，例如可以为10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

9、所述导电填料为50-100重量份，例如可以为50重量份、55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份、95重量份或100重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

10、优选地，所述热固性粉末涂料按照重量份包括如下组分：基体树脂50-100重量份、固化剂5-50重量份和纳米填料0.1-2重量份。

11、所述基体树脂为50-100重量份，例如可以为50重量份、55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份、95重量份或100重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

12、所述固化剂为5-50重量份，例如可以为5重量份、10重量份、15重量份、20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份或50重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

13、所述纳米填料为0.1-2重量份，例如可以为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份或2重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

14、优选地，所述基体树脂包括环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯或丙烯酸树脂中的任意一种或至少两种的组合。

15、优选地，所述环氧树脂包括第一双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂或线型酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述环氧树脂的环氧当量为300-700g/eq，例如可以为300g/eq、350g/eq、400g/eq、450g/eq、500g/eq、550g/eq、600g/eq、650g/eq或700g/eq，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

17、优选地，所述聚酯树脂包括第一羧基聚酯树脂和/或羟基聚酯树脂。

18、优选地，所述第一羧基聚酯树脂的酸值为40-70mg koh/g，例如可以为40mg koh/g、43mg koh/g、45mg koh/g、48mg koh/g、50mg koh/g、55mg koh/g、58mg koh/g、60mg koh/g、65mg koh/g、68mg koh/g或70mg koh/g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

19、优选地，所述羟基聚酯树脂的羟值为100-220mg koh/g，例如可以为100mg koh/g、120mg koh/g、140mg koh/g、160mg koh/g、180mg koh/g、200mg koh/g或220mg koh/g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

20、优选地，所述丙烯酸树脂包括羧基丙烯酸树脂和/或环氧丙烯酸树脂。

21、优选地，所述羧基丙烯酸树脂的酸值为140-200mg koh/g，例如可以为140mg koh/g、150mg koh/g、160mg koh/g、170mg koh/g、180mg koh/g、190mg koh/g或200mg koh/g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

22、优选地，所述环氧丙烯酸树脂的环氧当量为500-700g/eq，例如可以为500g/eq、520g/eq、550g/eq、580g/eq、600g/eq、620g/eq、650g/eq、680g/eq或700g/eq，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

23、优选地，所述固化剂包括异氰脲酸三缩水甘油酯、取代双氰胺、2,6-二甲苯基缩二胍、封闭型多异氰酸酯、十二烷二酸、二羧酸二酰肼、酸酐、第二双酚a型环氧树脂、第二羧基聚酯树脂、线型酚醛树脂、酚羟基树脂或羟烷基酰胺中的任意一种或至少两种的组合。

24、优选地，所述第二双酚a型环氧树脂的环氧当量为300-700g/eq，例如可以为300g/eq、350g/eq、400g/eq、450g/eq、500g/eq、550g/eq、600g/eq、650g/eq或700g/eq，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

25、优选地，所述第二羧基聚酯树脂的酸值为40-70mg koh/g，例如可以为40mg koh/g、43mg koh/g、45mg koh/g、48mg koh/g、50mg koh/g、55mg koh/g、58mg koh/g、60mg koh/g、65mg koh/g、68mg koh/g或70mg koh/g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

26、优选地，所述纳米填料包括纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化镁或纳米氧化锌中的任意一种或至少两种的组合。

27、优选地，所述纳米填料的中值粒径为30-200nm，例如可以为30nm、50nm、80nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm或200，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

28、优选地，以重量份计，所述热固性粉末涂料还包括固化促进剂0.03-3重量份，例如可以为0.03重量份、0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份或3重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

29、优选地，所述固化促进剂包括咪唑、咪唑衍生物、叔胺盐、季铵盐、羧酸四烷基铵或二月桂酸二丁基锡中的任意一种或至少两种的组合。

30、优选地，以重量份计，所述热固性粉末涂料还包括流平剂为0.1-2重量份，例如可以为0.1重量份、0.15重量份、0.2重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份或2重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

31、优选地，所述流平剂包括丙烯酸酯类流平剂中的任意一种或至少两种的组合。

32、优选地，以重量份计，所述热固性粉末涂料还包括脱气剂为0.5-5重量份，例如可以为0.5重量份、0.8重量份、1重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、3.8重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

33、优选地，所述脱气剂包括聚酰胺蜡。

34、优选地，所述热固性粉末涂料采用如下方法制备得到，所述方法包括：将基体树脂、固化剂、纳米填料、可选地固化促进剂、可选地流平剂和可选地脱气剂混合后熔融挤出，然后依次进行压片、冷却、粉碎和过筛网，得到所述热固性粉末涂料。

35、优选地，所述熔融挤出的温度为80-110℃，例如可以为80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃或110℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

36、优选地，通过所述粉碎至粒径为10-110μm，例如可以为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm或110μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

37、优选地，所述筛网的目数为160-200目，例如可以为160目、170目、180目或200目等。

38、优选地，所述成膜助剂包括苯偶姻或苯偶姻衍生物中的任意一种或至少两种的组合，优选苯偶姻。

39、优选地，所述导电填料包括金属粉末、石墨、碳纳米管或碳纤维中的任意一种或至少两种的组合。

40、优选地，所述金属粉末包括银粉、铜粉、镍粉或银包铜粉中的任意一种或至少两种的组合。

41、优选地，所述金属粉末的形状包括片状和/或球形。

42、优选地，所述金属粉末的形状为片状时的中值粒径为2-10μm，例如可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

43、优选地，所述金属粉末的形状为球形时的中值粒径为30-80nm，例如可以为30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm或80nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

44、优选地，以重量份计，所述粉末涂料的制备方法中的所述混合的物料还包括分散助剂0.2-1重量份，例如可以为0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份或1重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

45、优选地，所述分散助剂包括纳米气相金属氧化物。

46、优选地，所述纳米气相金属氧化物包括纳米气相氧化铝和/或纳米气相氧化硅。

47、第二方面，本发明提供一种粉末涂料，所述粉末涂料采用如第一方面所述的制备方法制备得到。

48、第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的粉末涂料的应用，所述粉末涂料用于热敏性基材的涂装。

49、优选地，所述涂装的方法包括如下步骤：

50、(1)对所述热敏性基材进行热处理；

51、(2)将低粘度粉末涂料涂覆于所述热敏性基材上，形成粘结层；

52、(3)将所述粉末涂料涂覆于所述粘结层上后进行固化，得到涂层，完成所述涂装。

53、本发明在喷涂所述粉末涂料之前，先将低粘度粉末涂料涂敷于热敏性基材表面，一方面起到封底和提高附着力的作用，另一方面可以增加高导电填料含量的所述粉末涂料的上粉量，从而增加所述粉末涂料的涂覆厚度。

54、优选地，所述热处理的温度为80-110℃，例如可以为80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃或110℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

55、优选地，所述热处理的时间为3-5min，例如可以为3min、3.2min、3.4min、3.6min、3.8min、4min、4.2min、4.4min、4.min、4.8min或5min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

56、优选地，所述粘结层的厚度为10-50μm，例如可以为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

57、优选地，所述粉末涂料涂覆的厚度为60-150μm，例如可以为60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

58、优选地，所述固化的方法包括红外固化。

59、优选地，所述红外固化的功率为5-30kw/m2，例如可以为5kw/m2、8kw/m2、10kw/m2、12kw/m2、15kw/m2、18kw/m2、20kw/m2、22kw/m2、25kw/m2、28kw/m2或30kw/m2，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

60、优选地，所述红外固化的时间为3-10min，例如可以为3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

61、优选地，所述低粘度粉末涂料按照重量份包括如下组分：环氧树脂90-100重量份、固化剂3-10重量份、流动助剂0.2-3重量份、微米填料0.5-5重量份、脱气剂0.5-5重量份和流平剂0.1-2重量份。

62、所述环氧树脂为90-100重量份，例如可以为90重量份、91重量份、92重量份、93重量份、94重量份、95重量份、96重量份、97重量份、98重量份、99重量份或100重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

63、所述固化剂为3-10重量份，例如可以为3重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份或10重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

64、所述流动助剂为0.2-3重量份，例如可以为0.2重量份、0.5重量份、1重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.5重量份、2.8重量份或3重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

65、所述微米填料为0.5-5重量份，例如可以为0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

66、所述脱气剂为0.5-5重量份，例如可以为0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

67、所述流平剂为0.1-2重量份，例如可以为0.1重量份、0.2重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份或2重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

68、优选地，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂。

69、优选地，所述固化剂包括取代双氰胺、咪唑或咪唑衍生物中的任意一种或至少两种的组合。

70、优选地，所述流动助剂包括氢化蓖麻油。

71、优选地，所述微米填料包括球形氧化硅。

72、优选地，所述微米填料的中值粒径为3-10μm(例如可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm等)，进一步优选5-8μm(例如可以为5μm、6μm、7μm或8μm等)。

73、优选地，所述脱气剂包括聚酰胺蜡。

74、优选地，所述流平剂包括丙烯酸酯类流平剂中的任意一种或至少两种的组合。

75、优选地，所述低粘度粉末涂料采用如下方法制备得到，所述方法包括：将环氧树脂、固化剂、流动助剂、微米填料、脱气剂和流平剂混合后熔融挤出，然后依次进行压片、冷却、粉碎和过筛网，得到所述低粘度粉末涂料。

76、优选地，所述熔融挤出的温度为80-110℃，例如可以为80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃或110℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

77、优选地，所述筛网的目数为200-300目，例如可以为200目、230目、240目、250目、270目或300目等。

78、优选地，通过所述粉碎至粒径为10-90μm，例如可以为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm或90μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

79、优选地，所述低粘度粉末涂料在150℃条件下的熔融粘度为1000-3000mpa.s，例如可以为1000mpa.s、1200mpa.s、1400mpa.s、1600mpa.s、1800mpa.s、2000mpa.s、2200mpa.s、2400mpa.s、2600mpa.s、2800mpa.s或3000mpa.s，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

80、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

81、本发明提供的粉末涂料的制备方法，工艺简单，采用本发明提供的粉末涂料的制备方法制备得到的粉末涂料，固化后涂层平整光滑无针孔缩孔，具有优异的附着力，附着力为0级，并且具有良好的电磁屏蔽作用，涂层的表面电阻≤4.5ω，电磁屏蔽效能≥48db，此外涂层硬度高，硬度为h-2h，耐湿热性好，耐湿热测试1000h，未出现鼓泡、裂缝和明显失光现象。