热固性超细粉末涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种热固性超细粉末涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 涂料喷涂过程中有机溶剂的挥发一直是空气污染的主要来源之一，尤其是目前我 国各地频繁出现的雾霾天气，更是对涂料行业提出了一个迫切的需求，水溶性涂料、高固体 含量涂料、粉末涂料等新技术对减轻环境的污染具有明显的效果及前景，因此是未来涂料 行业的发展趋势。
[0003] 但就目前情况看，由于这些技术在质量和应用上都存在着一定的缺点和局限性， 从而限制了它们的市场认可度及应用范围，因此对于这些技术的改进与成熟化是整个涂料 行业所面临的难题。其中，粉末涂装以其环保、经济高效和节能为突出优点而得到快速发 展。但粉末涂装也存在亟待克服的缺点，其中限制粉末涂装公认的两大缺陷是：涂层太厚和 涂层表面平整度差。造成此缺陷的根本原因在于粉末涂料的粒径偏大（30-40 μ m)，使得涂 层厚度（粒径2. 5倍时效果最佳）远远超过普通油漆漆膜的厚度（20-40 μ m)，而这种弊端 不仅造成材料浪费，而且在很多情况下由于涂层太厚会引起漆膜性能下降，如涂层容易脱 落，漆膜硬度降低等。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种热固性超细粉末涂料，粒径在 10-20 μ m，粒径分布均匀、几何构型均一、涂层膜厚在30-50 μ m之间；本发明同时提供其制 备方法。
[0005] 本发明所述的热固性超细粉末涂料，由以下重量份数的原料采用超临界CCV流体 工艺制成：
[0006] 树脂 30-70份； 固化剂 2-25份； 安息香 0.2-0.7份； 流平剂 0.05-0.75份; 脱气剂 0.1-0,4份； 颜填料 2.5-22.5份； 抗氧剂 0-5份。
[0007] 其中，
[0008] 树脂为耐候型聚酯树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。耐候型聚酯树脂优选耐候型 端羧基聚酯CRYLC0AT 4420-0,生产厂家为氰特化工（上海）有限公司。环氧树脂优选 D. E. R. 692HS0LID EPOXY RESIN，生产厂家为陶氏化学公司。丙烯酸树脂优选VA-116,生产 厂家为山东东明石化集团科耀化工有限公司。
[0009] 固化剂β_羟烷基酰胺、丙烯酸固化剂或环氧固化剂。β_羟烷基酰胺，优选 PrimidXL-552,生产厂家为杭州瑞科化工有限公司。丙烯酸固化剂优选月桂酸，生产厂家为 济南沃尔德化工有限公司。环氧固化剂优选双氰胺100S，生产厂家为上海众司实业有限公 司。选择哪一种固化剂根据所用的树脂的种类来确定：所用树脂为耐候型聚酯树脂时，固化 剂选取β-羟烷基酰胺；所用树脂为丙烯酸树脂时，固化剂选取丙烯酸固化剂；所用树脂为 环氧树脂时，固化剂选取环氧固化剂。
[0010] 流平剂为Hensic Η-136聚醚改性有机硅流平剂，生产厂家为广州市亨缌克贸易有 限公司。
[0011] 脱气剂优选CERAFL0UR 961脱气剂，生产厂家为毕克化学铜陵有限公司。
[0012] 颜填料为颜料和填料的混合物。颜料为超细酞青蓝BGS、高色素炭黑C611或金红 石型超细钛白粉VK-T06H中的一种；填料为改性超细沉淀硫酸钡。超细酞青蓝BGS和高色素 炭黑C611优选温州市百色得精细化工有限公司产品；金红石型超细钛白粉VK-T06H，由杭 州万景材料有限公司提供；改性超细沉淀硫酸钡由上海跃江钛白化工制品有限公司提供。
[0013] 抗氧剂优选为抗氧剂1010,化学名称四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0014] 所述的热固性超细粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)将树脂、固化剂、安息香、流平齐?、脱气齐?、抗氧剂和颜填料加入到反应器中，密 封抽真空，并进行稳定；
[0016] ⑵向稳定后的反应器内充入CO2，控制压力使0)2达到超临界状态，搅拌条件下进 行乳化，得预混涂料；
[0017] (3)将预混涂料喷入膨胀室内，得粉末粒子；
[0018] (4)将粉末粒子分级过筛，得热固性超细粉末涂料。
[0019] 其中，反应器优选高压相平衡仪，分级过筛优选为使用旋风分离器进行。
[0020] 稳定为在50_80°C下保温0.5-lh。
[0021] 充入CO2的量与原料总量的质量比为10-50 :34. 85-124. 35。所述原料为：树脂、 固化剂、安息香、流平剂、脱气剂、抗氧剂和颜填料。
[0022] 步骤（2)中，反应器温度控制在50-80°C;控制压力为10_20MPa。反应器温度控制 在50-80°C，以补偿在喷雾膨胀过程中热量的损失，同时根据超临界流体中溶质的浓度及膨 胀后的最终粒径来选择合适的预膨胀压力，一般范围为10_20MPa。其中，临界流体中溶质指 的是：原料树脂、固化剂、安息香、流平剂、脱气剂、抗氧剂和颜填料。
[0023] 步骤（3)中将预混涂料喷入膨胀室，采用直径30-100 μ m，长度为l_5mm的喷嘴，喷 嘴温度为60-80°C。喷嘴要具有良好的温控性，以保证：膨胀过程中不会出现明显的温度变 化；喷射流彻底关闭时，不会出现阀和喷嘴的振颤。
[0024] 预混涂料为由超临界CCV流体溶解原料形成的超临界溶液，通过几十微米孔径的 喷嘴发生膨胀，温度和压力的突然变化使溶质的过饱和度骤然升高，析出大量微核，并在极 短的时间内微核快速生长，形成粒度均匀微细颗粒。
[0025] 膨胀室温度为100-130°C，膨胀室压力为0· Ι-lMPa。膨胀室内的压力是通过充入 加热的氮气量来进行调节，以辅助控制最终产品的粒径。整个膨胀室不需要特定外加热源 进行温度控制，仅通过加热氮气进行适当的调制。预混涂料进入到膨胀室后，〇)2过饱和挥 发形成喷雾，溶质部分雾化成尺寸小而均匀粒子，通过加热的氮气的干燥，在膨胀室底部形 成粉末粒子。
[0026] 本发明制备得到的热固性超细粉末涂料适用于以下喷涂固化工艺：
[0027] 工件表面前处理一喷涂粉末涂料一高温加热熔平一高温固化。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0029] (1)采用超临界流体CO2作为反应介质，临界压力为7. 29MPa，临界温度为31. 3°C， 条件相对温和，比较容易实现；CO2是惰性不可燃气体，使用相对安全；CO 2比有机溶剂对健 康影响小，减少环境污染；CO2对高聚物有很强的溶胀和扩散能力，并且通过压力的改变可 实现对高聚物溶解力的调整。
[0030] (2)本发明将原材料在超临界流体CO2中充分分散，通过喷嘴喷入膨胀室，在膨胀 室内急速膨胀获得热固性超细粉末涂料，粉末涂料在1000倍显微镜下观察时为呈球形或 椭圆形的粉末颗粒，90-95%颗粒粒径处于10-20 μ m范围内。
[0031] (3)本发明制备得到的热固性超细粉末涂料，粒径分布均匀、几何构型均一，进行 喷涂时保证涂层厚度在30-50 μ m之间，并且流平效果和机械性能不受影响。涂层的优良性 能能够与液体漆相媲美且适用于静电喷涂，可以广泛用于有薄涂要求、汽车面漆或丙烯酸 粉末涂料等领域。
[0032] (4)本发明同时提供其制备方法，工艺简单，易操作。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0034] 实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例所述的热固性超细粉末涂料，由以下重量份数的原料制成：
[0037] CRYLCOAT 4420