一种耐水煮聚酯粉末涂料的制备方法与流程

本发明涉及粉末涂料，特别是涉及一种耐水煮聚酯粉末涂料的制备方法。

背景技术：

1、粉末涂料是一种与油性涂料和水性涂料不同的，涂装时不以溶剂或水作为分散介质，而是以空气作为分散介质，均匀地涂覆在工件表面，经加热后形成一层具有特殊用途的涂膜的一种新型环保涂料。粉末涂料常使用静电粉末喷涂，运用高压电场感应效应，使粉末涂料和待喷涂物体表面分别感应电性相反的电荷，从而将粉末涂料吸附在待喷涂物体表面，之后固化流平成膜。

2、粉末涂料用聚酯多是羧基聚酯树脂或者是羟基聚酯树脂，需要配合固化剂，例如使用e-12环氧树脂与羧基聚酯树脂进行搭配使用，e-12环氧树脂在制备中需要使用环氧氯丙烷和氢氧化钠为原料，使得e-12环氧树脂中含有一定量的氯化钠和氢氧化钠，这都对最终制备的粉末涂层的耐水煮性能有一定的不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐水煮聚酯粉末涂料的制备方法，本发明利用使用环氧树脂改性沉淀硫酸钡，使用环氧树脂对硫酸钡形成有效包覆，有效改善硫酸钡与聚酯树脂的界面不相容，同时使用环氧树脂参与聚酯树脂的固化，所得膜层更加致密，水分子在膜层中的扩散难以连续，所得膜层的耐候性显著提升。

2、为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种耐水煮聚酯粉末涂料的制备方法，将作为成膜物质的羧基聚酯树脂、与羧基聚酯树脂发生交联反应的固化剂、流平剂、钛白粉、使用环氧树脂包覆改性的硫酸钡和安息香混合，静电喷涂，固化得膜层。

3、优选环氧树脂包覆改性硫酸钡的制备方法包括以下步骤：

4、s1、将环氧树脂颗粒分散于氯化钡溶液中，其中氯化钡溶液中分散有乙醇胺，加热至混合体系的温度为80℃至90℃，搅拌下滴入硫酸钠溶液，得到表面连接有乙醇胺的硫酸钡沉淀；

5、s2、过滤并清洗s1所得沉淀，低温烘干；

6、s3、向s2所得硫酸钡-环氧树脂中加入丙酮，其中环氧树脂部分溶解，伴随着环氧树脂的部分溶解，表面有乙醇胺的硫酸钡通过氨基与环氧树脂开环连接，环氧树脂包覆硫酸钡；

7、s4、蒸发去除丙酮，环氧树脂由于失去丙酮而再次凝固；

8、粉碎，过筛，得环氧树脂包覆的硫酸钡。本发明利用乙醇胺作为连接物质有效改善硫酸钡与环氧树脂的界面相容性，配合环氧树脂的溶解特性实现对硫酸钡的包覆后通过环氧树脂与羧基聚酯树脂形成过渡连接，本发明利用硫酸钡-乙醇胺-环氧树脂-聚酯树脂的层级配合，在改善了硫酸钡分散性的同时，建立了硫酸钡与聚酯树脂的稳定分散以及连接，所得膜层致密，耐水性显著提升。

9、优选连接有乙醇胺的硫酸钡负载于环氧树脂颗粒表面。本发明利用环氧树脂颗粒有效搅拌硫酸钡沉淀晶核形成的微区域，晶核在析出的过程中表面枝接了乙醇胺，乙醇胺的氨基有效避免了氢键的进一步延续，有效改善硫酸钡沉淀的分散性，且在硫酸钡形成的过程中分散于环氧树脂颗粒的周围形成环氧树脂对硫酸钡的负载分散。

10、进一步改进，硫酸钡与环氧树脂的质量比为1：(1至2)。本发明使用的环氧树脂的量较为充足，先通过硫酸钡处于环氧树脂的表面，而后利用环氧树脂的溶解将硫酸钡包覆，二者相对位置关系的变化需要环氧树脂的用量充足；环氧树脂对硫酸钡的包覆有效改善了纳米颗粒在混料过程中可能发生的团聚而导致硫酸钡在物料中分散不均匀，所得膜层的均匀和一致性好。

11、进一步改进，所述乙醇胺与硫酸钡的质量比为1：(10至20)。本发明中乙醇胺相对分子量小，在硫酸钡改性的过程中其对溶液体系的粘度影响较小，利于环氧树脂颗粒相对溶液体系发生相对移动速度的变化，从而实现微区域搅拌，促进硫酸钡均匀分散改性的同时也利于与环氧树脂颗粒表面接触。

12、优选s3中环氧树脂的质量与丙酮的体积比为1g：(20ml至25ml)。本发明将环氧树脂使用丙酮溶解，在溶解的过程中，伴随着搅拌，乙醇胺的氨基与环氧树脂的环氧基接触反应从而实现了环氧树脂对硫酸钡的稳定包覆。

13、优选s1步骤中还加入有十二烷基硫酸钠，其中十二烷基硫酸钠与乙醇胺的质量比为(0.1至0.3):1。本发明向硫酸钡溶液中加入十二烷基硫酸钠亲水基团，硫酸基更易与baso4粒子结合，使baso4表面形成包覆层，从而改变其表面性质，有效解决了baso4干燥过程中易团聚问题，同时，十二烷基硫酸钠良好的表面活性可以降低溶液表面张力，增强溶液分散性，使得硫酸钠滴入氯化钡溶液中形核时，快速分散，避免形成的硫酸钡晶粒过大，协同环氧树脂颗粒的微区域搅拌。

14、优选耐水煮聚酯粉末涂料各组分的质量份数如下：

15、

16、

17、本发明所得粉末涂料有效改善硫酸钡与聚酯树脂之间的界面相容性，有效改善所得膜层的耐水煮性能。

18、优选将粉末涂料的上述组份按照所述质量份数混匀，用双螺杆挤出机挤出、压片、破碎；

19、将片料粉碎过筛制成粉末涂料；

20、所得粉末涂料采用静电喷枪喷涂在经表面处理后的马口铁基材上，固化，即得涂料涂层。

21、优选固化的工艺条件如下：

22、固化温度175℃至185℃；固化时间15min至20min。

23、优选所述膜层耐水煮测试及评价方法包括以下步骤：

24、s11、将涂覆于马口铁的膜层置于常压沸水中煮沸2至4小时；取出冷却静置；

25、所述膜层为所述耐水煮聚酯粉末经喷涂固化制得；

26、s12、测试经过s11的膜层表面的色差值，在膜层表面任取n个点，选取其中一个点作为基准点，分别测试其余n-1个点与基准点的亮度差值△l、红绿色差△a以及黄蓝色差△b，获得n-1个点的色差值△e，其中

27、

28、所得△e处于0.3至0.5nbs之间；本发明所得膜层的耐水煮性能通过色差值方便判断，所得膜层的耐水性良好。

29、通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

30、现有技术中因为硫酸钠滴入氯化钡溶液中，滴入氯化钡的局部空间瞬间大量成核，形成的硫酸钡晶粒较大，而本发明中首先将环氧树脂颗粒分散在溶液体系中，伴随着搅拌的进行，固体的环氧树脂颗粒在溶液相对液体发生移动，从而实现对溶液微区域的搅拌，其中瞬间生成的硫酸钡受到环氧树脂颗粒的撞击避免了硫酸钡晶粒的长大；与此同时，乙醇胺的羟基与硫酸钡表面的羟基形成氢键，而乙醇胺的氨基极性是弱于羟基的，氨基之间难以形成氢键，因此有效抑制了硫酸钡颗粒长大的同时也避免了硫酸钡颗粒表面羟基与水结合，避免了干燥过程中纳米硫酸钡颗粒间的羟基转变成为醚键(－o－)导致纳米硫酸钡产生团聚；

31、本发明利用表面改性的硫酸钡与环氧树脂的均匀分散，利用环氧树脂在丙酮中溶解，配合加热下的氨基与环氧基的开环反应，保证所得硫酸钡稳定的连接于环氧树脂，进一步去除丙酮，溶解的环氧树脂的再次凝固与此同时硫酸钡也连接于环氧树脂，形成对硫酸钡的包裹，本发明通过乙醇胺链状分子结构改性硫酸钡表面分散性的基础上，进一步利用环氧树脂对改性后的硫酸钡形成化学键结合的包覆，进一步由环氧树脂包覆的硫酸钡通过环氧树脂的环氧基与聚酯树脂的羧基进一步反应改善了硫酸钡直接与聚酯树脂接触的界面相容性差的问题，环氧树脂包裹硫酸钡的同时通过乙醇胺两端的羟基和氨基形成稳定的化学键连接，环氧树脂与硫酸钡稳定连接，而环氧树脂与聚酯树脂也会发生反应，且环氧树脂在聚酯树脂中呈颗粒状不连续分布；经过乙醇胺改性的硫酸钡沉淀颗粒小，在与其他成分混合时，需要长时间搅拌才能保证混料均匀；本发明使用环氧树脂包覆硫酸钡借助环氧树脂的均匀预分散以及环氧树脂的空间位阻作用，促进硫酸钡在原料中的均匀分散，硫酸钡在环氧树脂的包覆下与聚酯树脂进一步致密成膜，有效避免了水分子进入膜层中，膜层中亲水性的硫酸钡因为环氧树脂的包覆形成有效的空间阻隔，避免因为水分子的存在引发膜层溶解从而破坏膜层，所得膜层的耐水性耐候性以及耐冲击性均显著提升；

32、本发明有效包覆具有亲水性的硫酸钡，所得膜层的疏水性也有提高。