本发明涉及化工涂料技术领域，尤其涉及用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料及其制备方法。
背景技术：
现有的汽车零部件如加油管内表面多涂覆有涂料层，进行防护。传统的汽车加油管涂料主要包括抗石击涂料以及粉末涂料两种。其中，抗石击涂料voc含量高，不能满足环保要求；粉末涂料的主要树脂成分包括聚酯树脂；现有技术聚酯其固化温度较高，通常需要180℃，不易固化成型；另外，该涂料电阻较大，高于1×1010欧姆，加油时，加油管与加油枪之间会产生静电火花，导致安全系数低。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供一种固化温度低、绿色环保、低电阻，避免加油管与加油枪之间的静电火花产生的用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料及其制备方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下质量份数的原料制成：35～75份双组分聚酯、3～7份固化剂、0.2～0.5份催化剂、5～15份导电金属粉末、0.3～0.5份消泡剂、15～20份硫酸钡、5～15份陶瓷土、1～2份流平剂；
其中，双组分聚酯包括15～35份聚酯a、20～40份聚酯b；所述聚酯b为丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂。
优选地，所述导电金属粉末为铝粉，镍粉或不锈钢粉的一种。
优选地，所述导电金属粉末其粒径为30～35um。
优选地，所述涂料还包括抗氧剂、疏松剂中的一种或者两种。
优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的一种；所述疏松剂为气相二氧化硅。
一种丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂，包括以下质量份数的原料制成：20～25份的新戊二醇、5～10份的乙二醇、40～50份的对苯二甲酸、10～15份的间苯二甲酸、0.01～5份的偏苯三酸酐、3～5份的甲级丙烯酸缩水甘油酯、0.01～2份锡类催化剂、0.01～2份鎓催化剂。
一种制备上述的丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂的方法，包括以下步骤：
步骤一：在氮气环境下，加入新戊二醇、乙二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸和锡类催化剂加热至120℃开始搅拌；
步骤二：升温至225℃保温，保温18～21小时，降温至200℃，加偏苯三酸酐再继续升温至225℃；
步骤三：保温3～3.5小时，抽真空脱水至酸值35mgkoh/g，降温至170℃，加入鎓催化剂并滴加甲级丙烯酸缩水甘油酯，保温1小时出料。
一种制备上述的用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下步骤：
步骤一：将各原料采混合，并依次进行两段搅拌；第一段，在90rmp搅拌速率下搅拌180s；第二段，在200rpm速率下搅拌180s；两段搅拌防止出现分层，一次搅拌后，让物料上下层自由混合，可以更充分低混合。
步骤二：造粒；挤出机包括三个温度区间；第一温度区间的温度为20℃、第二温度区间的温度为80℃、第三温度区间的温度为90℃；由于本体系反应很快，一旦物料温度过高，会导致提前反应，降低涂料的性能，故采用分段加热。
步骤三：研磨、过滤，得产物。
优选地，所述步骤三中将造粒后的物料通过空气分级磨进行研磨，其中主磨4000rpm、副磨2800rpm；再经过220目过筛得到粉末。
优选地，所述挤出机采用长径比为11：1的双螺杆挤出机。
本发明的优点在于：
其一，本发明的涂料采用双组份聚酯料，其中聚酯b通过甲级丙烯酸缩水甘油酯对饱和聚酯进行改性，引入活泼的双键结构，增强了反应活性。其固化温度在120℃左右，相对现有技术，降低了固化温度，使得涂料在降低的温度下，具有良好的成型性。
其二，本发明的涂料其体积电阻均小于109，相对现有技术的涂料，极大地降低了电阻，避免加油管与加油枪之间的静电火花产生的几率。本发明采用粒径30～35um的铝粉、镍粉或不锈钢粉的一种，导电效果稳定性远超在钛白或云母粉上改性的导电钛白或导电云母。
其三，本发明的涂料为粉末，不含voc，满足环保的要求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公一种丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂，包括以下质量份数的原料制成：20～25份的新戊二醇、5～10份的乙二醇、40～50份的对苯二甲酸、10～15份的间苯二甲酸、0.01～5份的偏苯三酸酐、3～5份的甲级丙烯酸缩水甘油酯、0.01～2份锡类催化剂、0.01～2份鎓催化剂。
一种制备上述的丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂的方法，包括以下步骤：
步骤一：在氮气环境下，加入新戊二醇、乙二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸和锡类催化剂加热至120℃开始搅拌；
步骤二：升温至225℃保温，保温20小时，降温至200℃，加偏苯三酸酐再继续升温至225℃；
步骤三：保温3小时，抽真空脱水至酸值35mgkoh/g，降温至170℃，加入鎓催化剂滴加甲级丙烯酸缩水甘油酯，保温1小时出料。
实施例1
本实施例公开一种用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下质量份数的原料制成：35份双组分聚酯、3份固化剂、0.2份催化剂、5份导电金属粉末、0.3份消泡剂、15份硫酸钡、5份陶瓷土、1份流平剂。
其中，双组分聚酯包括15份聚酯a、20份聚酯b。聚酯a为酸值45mgkoh/g的饱和聚酯，粘度为2500(mpa.s/200度)；聚酯b为丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂，其酸值在30mgkoh/g、粘度在3000mpa.s/200℃。固化剂采用质量比1:1的tgic、dhbp；催化剂的成分包括2-甲基咪唑；导电金属粉末采用铝粉，其粒径30um；消泡剂采用苯偶姻；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂。
本实施例还提供一种制备上述涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将各原料采混合，并依次进行两段搅拌；第一段，在90rmp搅拌速率下搅拌180s；第二段，在200rpm速率下搅拌180s；两段搅拌防止出现分层，一次搅拌后，让物料上下层自由混合，可以更充分低混合。
步骤二：造粒；挤出机按照工艺流程从前至后依次包括三个温度区间；第一温度区间的温度为20℃、第二温度区间的温度为80℃、第三温度区间的温度为90℃；由于本体系反应很快，一旦物料温度过高，会导致提前反应，降低涂料的性能。
步骤三：研磨、过滤，得产物。
实施例2
本实施例公开一种用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下质量份数的原料制成：50份双组分聚酯、5份固化剂、0.3份催化剂、10份导电金属粉末、0.4份消泡剂、17份硫酸钡、10份陶瓷土、1.5份流平剂、0.5份抗氧剂、0.2份疏松剂。
其中，双组分聚酯包括20份聚酯a、30份聚酯b；聚酯a的酸值为50mgkoh/g的饱和聚酯，粘度为3000(mpa.s/200℃)；聚酯b为丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂，其酸值在35mgkoh/g、粘度在4500(mpa.s/200℃)。固化剂的成分包括质量比1:2的1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮、dhbp；催化剂的成分包括2苯基咪唑啉；导电金属粉末采用镍粉，其粒径33um；消泡剂采用苯偶姻；抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂；疏松剂为气相二氧化硅。
本实施例还提供一种制备上述涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将各原料采混合，并依次进行两段搅拌；第一段，在90rmp搅拌速率下搅拌180s；第二段，在200rpm速率下搅拌180s；
步骤二：造粒；挤出机按照工艺流程从前至后依次包括三个温度区间；第一温度区间的温度为20℃、第二温度区间的温度为80℃、第三温度区间的温度为90℃；控制出料温度不高于140℃，控制出料温度低于140℃。
步骤三：研磨、过滤，得产物。通过空气分级磨进行研磨，其中主磨4000rpm、副磨2800rpm；再经过220目过筛得到粉末。
实施例3
本实施例公开一种用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下质量份数的原料制成：75份双组分聚酯、7份固化剂、0.5份催化剂、15份导电金属粉末、0.5份消泡剂、20份硫酸钡、15份陶瓷土、2份流平剂、1份抗氧剂、0.5份疏松剂。
其中，双组分聚酯包括35份聚酯a、40份聚酯b；聚酯a的酸值为55mgkoh/g的饱和聚酯，粘度为4500(mpa.s/200℃)；聚酯b为丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂，其酸值在37mgkoh/g、粘度在6000(mpa.s/200℃)。固化剂的成分包括质量比2:1三环氧丙基异氰尿酸酯，环氧当量110(g/eq)、dhbp；催化剂的成分包括2-苯基咪唑啉；导电金属粉末采用不锈钢粉，其粒径35um；消泡剂采用苯偶姻；抗氧剂采用三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂；疏松剂为气相二氧化硅。
本实施例还提供一种制备上述涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将各原料采混合，并依次进行两段搅拌；第一段，在90rmp搅拌速率下搅拌180s；第二段，在200rpm速率下搅拌180s；
步骤二：造粒；挤出机按照工艺流程从前至后依次包括三个温度区间；第一温度区间的温度为20℃、第二温度区间的温度为80℃、第三温度区间的温度为90℃；控制出料温度不高于140℃，控制出料温度低于140℃。
步骤三：研磨、过滤，得产物。通过空气分级磨进行研磨，其中主磨4000rpm、副磨2800rpm；再经过220目过筛得到粉末。
对比例1
本实施例公开一种用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下质量份数的原料制成：50份双组分聚酯、5份固化剂、0.3份催化剂、0.4份消泡剂、17份硫酸钡、10份陶瓷土、1.5份流平剂、0.5份抗氧剂、10份导电钛白、0.2份疏松剂。
其中，双组分聚酯包括20份聚酯a、30份聚酯b；聚酯a的酸值为50mgkoh/g的饱和聚酯，粘度为3000(mpa.s/200℃)；聚酯b为丙烯酸单体改性的饱和聚酯树脂，其酸值在35mgkoh/g、粘度在4500(mpa.s/200℃)。固化剂的成分包括质量比1:2的1,3,5-三缩水甘油-s-三嗪三酮和dhbp；催化剂的成分包括2-苯基咪唑啉；消泡剂采用苯偶姻；抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂；疏松剂为气相二氧化硅。
本实施例还提供一种制备上述涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将各原料采混合，并进行两段搅拌；第一段，在90rmp搅拌速率下搅拌180s；第二段，在200rpm速率下搅拌180s；
步骤二：造粒；挤出机按照工艺流程从前至后依次包括三个温度区间；第一温度区间的温度为20℃、第二温度区间的温度为80℃、第三温度区间的温度为90℃；控制出料温度不高于140℃，控制出料温度低于140℃。
步骤三：研磨、过滤，得产物。通过空气分级磨进行研磨，其中主磨4000rpm、副磨2800rpm；再经过220目过筛得到粉末。
对比例2
本实施例公开一种用于汽车加油管的低温抗静电粉末涂料，包括以下质量份数的原料制成：30份聚酯、30份环氧树脂、0.3份催化剂、10份导电金属粉末、0.4份消泡剂、17份硫酸钡、10份陶瓷土、1.5份流平剂、0.5份抗氧剂、0.2份疏松剂。
其中，聚酯的酸值为50mgkoh/g的饱和聚酯，粘度为3000(mpa.s/200℃)；环氧树脂b其环氧值0.12g/eq；催化剂的成分包括2-苯基咪唑啉、导电金属粉末采用镍粉，其粒径33um；消泡剂采用苯偶姻；抗氧剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂；疏松剂为气相二氧化硅。
本实施例还提供一种制备上述涂料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将各原料采混合，并进行两段搅拌；第一段，在90rmp搅拌速率下搅拌180s；第一段，在200rpm速率下搅拌180s；
步骤二：造粒；挤出机按照工艺流程从前至后依次包括三个温度区间；第一温度区间的温度为20℃、第二温度区间的温度为80℃、第三温度区间的温度为90℃；控制出料温度不高于140℃，控制出料温度低于140℃。
步骤三：研磨、过滤，得产物。通过空气分级磨进行研磨，其中主磨4000rpm、副磨2800rpm；再经过220目过筛得到粉末。
本发明各个实施例采用的挤出机均为长径比为11：1的双螺杆挤出机。
性能测试，见表1
表1
由表1可以看出，实施例1、实施例2、实施例3通过甲级丙烯酸缩水甘油酯对饱和聚酯进行改性，引入活泼的双键结构，大大增强了反应活性。其固化温度在120℃左右，相对对比例2，降低了固化温度，使得涂料在降低的温度下，具有良好的成型性。实施例1、实施例2、实施例3的体积电阻均小于109，相对对比例1，极大地降低了电阻，避免加油管与加油枪之间的静电火花产生的几率。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。