一种高性能热固性环氧树脂粉末涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高性能热固性环氧树脂粉末涂料。
【背景技术】
[0002] 粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可 回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点，分为热塑性粉末涂 料和热固性粉末涂料。热固性粉末涂料是以热固性树脂作为成膜物质，加入交联反应的固 化剂经加热后能形成不熔的坚硬涂层，温度再高，该涂层只能发生分解，而不会像热塑性树 脂涂层那样软化，同时由于热固性粉末涂料所采用的树脂为聚合度较低的预聚物，其分子 量较低，故而涂层的流平性较好，具有较好的装饰性，而且低分子量的预聚物经固化后，能 形成网状交联的大分子，涂层具有较好防腐性和机械性能。
[0003] 环氧树脂由于具有优异的粘合力、防腐蚀性、硬度、柔韧性和冲击强度，所以是热 固性粉末涂料中首先应用的品种，目前已被广泛应用于家电、交通工具、五金机械等领域。 随着社会的发展，人们对涂料的性能提出了更高的要求，现有的环氧树脂粉末涂料其耐腐 蚀性已不能满足高速发展的社会的要求，且环氧树脂涂层中由于芳香醚基团的存在，对紫 外线极其敏感，以至耐候性不高，在烘烤或阳光照射过程中易泛黄，粉化，影响光泽度，装饰 性变差，达不到保护、遮盖的技术要求，此外粉末状涂料贮存时易结块，使用时影响流平性， 这些因素都阻碍了环氧树脂粉末涂料的应用。
【发明内容】
[0004] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高性能热固性环氧树脂粉末涂 料，其强度和韧性好，耐腐蚀性、耐水性、耐候性能和贮存性能优异，在使用的过程中不易泛 黄、粉化，装饰效果好。
[0005] 本发明提出的一种高性能热固性环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组 分：四酚基乙烷环氧树脂30-60份、氟碳树脂10-25份、有机硅树脂3-10份、丁腈橡胶3-15 份、超高分子量聚乙烯1-5份、稀土改性酚醛树脂0. 5-5份、钛白粉5-20份、氧化锌中空微 球10-25份、气相二氧化硅5-15份、超细硫酸钡2-10份、轻质碳酸钙10-25份、六方氮化 硼2-10份、抗菌剂3-10份、异氰酸酯固化剂3-8份、双氰胺1-3份、固化促进剂二甲基咪唑 0· 2-0. 8 份、助剂 0· 3-L 5 份。
[0006] 在具体实施例中，本发明提出的一种高性能热固性环氧树脂粉末涂料，其原料中， 四酚基乙烷环氧树脂的重量份可以为30、32、34、35、38、39、39· 4、42、43、46、48、48· 6、53、 54、58、58· 6、59、59· 3、60 份；氟碳树脂的重量份可以为 10、12、13、15、16、16· 3、17、18、19、 19. 3、21、23、23· 4、24、24· 6、25 份；有机硅树脂的重量份可以为 3、4、5、6、6· 3、7、7· 5、8、 8. 6、9、9· 4、10 份；丁腈橡胶的重量份可以为 3、4、5、6、6· 3、7、8、8· 6、9、9· 3、10、10· 3、11、 11. 3、12、12. 6、13、13. 5、14、14. 6、15份；超高分子量聚乙烯的重量份可以为1、1. 2、1. 8、2、 2. 3、2. 6、3、3. 4、3. 8、4、4. 5、5份；稀土改性酚醛树脂的重量份可以为0. 5、0. 58、0. 6、0. 67、 0· 8、0· 9、1、1· 2、1· 5、1· 8、2、2· 3、2· 7、3、3· 4、3· 8、4、4· 5、5 份；钛白粉的重量份可以为 5、6、 7、8、8· 6、9、9· 3、10、10· 6、11、11· 3、12、12· 6、13、13· 5、14、14· 6、15、16、18、19、19· 3、20 份； 氧化锌中空微球的重量份可以为 10、10. 3、11、11. 3、12、12. 6、13、13. 5、14、14. 6、15、18、 19、19· 3、21、23、24、24· 6、25 份；气相二氧化硅的重量份可以为 5、6、7、8、8· 5、9、9· 3、10、 10. 3、11、IL 3、12、12. 6、13、13. 4、14、14. 6、15 份；超细硫酸钡的重量份可以为 2、3、4、5、 5· 6、6、6· 3、7、7· 5、8、8· 6、9、9· 4、10 份；轻质碳酸钙的重量份可以为 10、12、13、15、16、18、 19、19· 3、21、23、23· 4、24、24· 6、25 份；六方氮化硼的重量份可以为 2、3、4、5、5· 6、6、6· 3、 7、7· 5、8、8· 6、9、9· 3、10 份；抗菌剂的重量份可以为 3、4、5、6、6· 3、7、7· 5、8、8· 6、9、9· 3、10 份；异氰酸酯固化剂的重量份可以为3、4、5、5. 6、6、6. 3、7、7. 8、8份；双氰胺的重量份可以 为1、1· 2、1· 56、1· 8、2、2· 3、2· 6、2· 85、2· 9、2· 94、3份；固化促进剂二甲基咪唑的重量份可 以为 0· 2、0· 26、0· 3、0· 35、0· 5、0· 6、0· 63、0· 7、0· 74、0· 8 份；助剂的重量份可以为 0· 3、0· 5、 0· 68、0· 8、0· 89、1、1· 2、1· 3、1· 36、1· 4、1· 5 份。
[0007] 优选地，其原料按重量份包括以下组分：四酚基乙烷环氧树脂40-55份、氟碳树脂 15-20份、有机硅树脂5-9份、丁腈橡胶6-10份、超高分子量聚乙烯2-4份、稀土改性酚醛树 脂2. 5-4份、钛白粉10-15份、氧化锌中空微球18-22份、气相二氧化硅8-12份、超细硫酸 钡5-8份、轻质碳酸钙18-22份、六方氮化硼7-10份、抗菌剂5-9份、异氰酸酯固化剂5-7 份、双氰胺2-2. 3份、固化促进剂二甲基咪唑0. 5-0. 7份、助剂0. 7-1. 2份。
[0008] 优选地，其原料按重量份包括以下组分：四酚基乙烷环氧树脂52份、氟碳树脂17 份、有机硅树脂6份、丁腈橡胶8份、超高分子量聚乙烯3份、稀土改性酚醛树脂3. 4份、钛 白粉12份、氧化锌中空微球20份、气相二氧化硅10份、超细硫酸钡5. 6份、轻质碳酸钙20 份、六方氮化硼8份、抗菌剂7份、异氰酸酯固化剂6. 3份、双氰胺2. 1份、固化促进剂二甲 基咪唑0. 6份、助剂1份。
[0009] 优选地，所述丁腈橡胶中丙烯腈含量为36-45% ;所述超高分子量聚乙烯的密度为 0· 94-0. 96g/cm3,熔点为 132-135°C。
[0010] 优选地，所述抗菌剂为银粉、纳米二氧化钛、2-硫醇基苯并咪唑、辛基异噻唑啉酮、 壳聚糖、乳酸钠中的一种或者多种的组合。
[0011] 优选地，所述异氰酸酯固化剂为改性异氰酸酯固化剂；所述改性异氰酸酯固化剂 按照以下工艺进行制备：在氮气的保护下，按重量份将2-5份二苯甲烷二异氰酸酯、3-10份 聚乙二醇、1-3份2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇和1-3份季戊四醇加入30-50份二甲基乙 酰胺中，在65-80°C下反应2-3. 5h，然后加入1-5份咪唑，在70-85°C下反应l_2h，反应结束 经洗涤、过滤后得到所述改性异氰酸酯固化剂；
[0012] 在改性异氰酸酯的制备过程中，选择了 2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、季戊四醇、 咪唑、二苯甲烷二异氰酸酯、聚乙二醇作为原料，各原料能够反应，得到功能性的异氰酸酯 固化剂，加入到体系中，能与体系中的成膜物质相互作用，对体系进行固化，得到的涂膜交 联密度大，致密度高，降低了分子的运动性，使水分子难以渗透破坏涂膜，提高了涂膜的耐 水性，改善了涂膜的耐候性，且由于在体系中引入了柔性的2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、 季戊四醇和聚乙二醇，在不降低涂料强度的前提下显著提高了涂料的韧性。
[0013] 优选地，所述异氰酸酯固化剂为改性异氰酸酯固化剂；所述改性异氰酸酯固化剂 按照以下工艺进行制备：在氮气的保护下，按重量份将3-5份二苯甲烷二异氰酸酯、5-8份 聚乙二醇、I. 5-2. 2份2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇和I. 6-2. 4份季戊四醇加入38-45份 二甲基乙酰胺中，在70-75°C下反应2. 6-3. 2h，然后加入3-4. 5份咪唑，在77-81°C下反应 I. 5-1. 8h，反应结束经洗涤、过滤后得到所述改性异氰酸酯固化剂。
[0014] 优选地，所述异氰酸酯固化剂为改性异氰酸酯固化剂；所述改性异氰酸酯固化剂 按照以下工艺进行制备：在氮气的保护下，按重量份将4份二苯甲烷二异氰酸酯、7份聚乙 二醇、2份2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇和2. 2份季戊四醇加入40份二甲基乙酰胺中，在 75°C下反应3h，然后加入3. 6份咪唑，在80°C下反应I. 6h，反应结束经洗涤、过滤后得到所 述改性异氰酸酯固化剂。
[0015] 优选地，所述助剂为流平剂、消光剂、脱气剂中的一种或者多种的混合物。
[0016] 本发明所述高性能热固性环氧树脂粉末涂料可以按照以下工艺进行制备：按配比 将各原料加入挤出机中熔融挤出，然后经冷却处理后进行粉碎、研磨、过筛得到。
[0017] 本发明中，四酚基乙烷环氧树脂、氟碳树脂、有机硅树脂配合作为涂料的主要成膜 物质，赋予涂料优异的耐腐蚀性、耐热性和耐水性，改善了涂料的耐候性，添加的丁腈橡胶、 超高分子量聚乙烯和稀土改性酚醛树脂与成膜物质配合，具有很强的柔顺性，加入到体系 中，提高了涂膜的韧性，防止了涂膜低温弯曲出现的开裂现象，同时改善了涂膜的耐热性； 钛白粉、氧化锌中空微球、气相二氧化硅、超细硫酸钡、轻质碳酸钙、六方氮化硼、抗菌剂按 一定比例相互配合，赋予涂料优异的机械性能和抗静电性，改善了涂膜的耐沾污性和抗菌 性；异氰酸酯固化剂、双氰胺、固化促进剂二甲基咪唑配合作为涂料的固化体系，固化时间 短，固化率高，但是存在稳定性不理想的缺陷，稀土改性酚醛树脂能与体系中的聚合物反 应，在提高涂料耐磨、耐热耐腐蚀性的同时改善了涂料的稳定性。
【具体实施方式】
[0018] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0019] 实施例1
[0020] 本发明提出的一种高性能热固性环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组 分：四酚基乙烷环氧树脂30份、氟碳树脂25份、有机硅树脂3份、丁腈橡胶15份、超高分子 量聚乙烯1份、稀土改性酚醛树脂5份、钛白粉5份、氧化锌中空微球25份、气相二氧化硅 5份、超细硫酸钡10份、轻质碳酸钙10份、六方氮化硼10份、抗菌剂3份、异氰酸酯固化剂 8份、双氰胺1份、固化促进剂二甲基咪唑0. 2份、助剂1. 5份；
[0021] 其中，所述异氰酸酯固化剂为改性异氰酸酯固化剂；所述改性异氰酸酯固化剂按 照以下工艺进行制备：在氮气的保护下，按重量份将3份二苯甲烷二异氰酸酯、5份聚乙二 醇、2. 2份2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇和1. 6份季戊四醇加入45份二甲基乙酰胺中，在 70°C下反应3. 2h，然后加入3份咪唑，在81°C下反应I. 8h，