一种耐磨粉末涂料及其制备工艺 |
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| 申请号 | CN201710737671.X | 申请日 | 2017-08-24 | 公开(公告)号 | CN107474643A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 蒋磊; | 发明人 | 蒋磊; 宋建民; 郑肖; 蒋辉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种耐磨 粉末涂料 ，包括以下重量份的原料：脂料85～110份、助料30～50份，所述助料为 增粘剂 、 偶联剂 、耐磨剂、分散剂；其中，所述脂料为聚丙烯、ABS 树脂 、聚甲基 丙烯酸 甲酯、聚 碳 酸脂中的一种或两种以上；所述增粘剂为萜烯树脂、松香树脂、 酚 醛 树脂 、二 甲苯 树脂中的一种或两种以上；所述偶联剂为 钛 酸酯偶联剂、 硅 烷偶联剂中的一种或两种；所述耐磨剂为金刚石、 氧 化 铝 、碳化硅中的一种或两种以上。本发明还提供一种制备耐磨粉末涂料的工艺，采用本发明原料与工艺制得的耐磨粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，具有高抗压强度、抗拉伸强度以及 耐磨性 ，不含重金属，对环境无污染。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种耐磨粉末涂料，包括以下重量份的原料：脂料85～110份、助料30～50份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； |
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| 说明书全文 | 一种耐磨粉末涂料及其制备工艺技术领域[0001] 本发明属于高分子涂料技术领域，具体涉及一种耐磨粉末涂料。 背景技术[0002] 粉末涂料是不含溶剂的固体粉末状涂料，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，通常由树脂、颜填料、固化剂及其它助剂以一定的比例混合，再通过热挤塑和粉碎过筛等工艺制备而成。粉末涂料可在常温下贮存，性质稳定，经静电喷涂、摩擦喷涂或流化床浸涂，再加热烘烤熔融固化后，可形成平整光亮的永久性涂膜，达到装饰和防腐蚀的目的。 发明内容[0003] 基于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种耐磨粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粉末颗粒的粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T 2006-2006。 [0009] 所述分散剂为聚甲基丙烯酸胺、聚乙二醇、 -520功能分散剂中的一种或两种以上。 [0010] 脂料作为涂料的主要成分，选用热塑性高分子材料，其中，聚丙烯具有高耐冲击性、强机械韧性，还能耐多种有机溶剂和酸碱腐蚀；ABS树脂强度高、韧性好、易于加工成型；聚甲基丙烯酸甲酯具有透明度高，易于机械加工以及良好的化学稳定性、和耐候性等优点，其与ABS树脂混合后能有效提高涂料的光亮度；聚碳酸酯具有良好的透光性，抗冲击性，耐紫外线辐射及稳定性，其吸水率低，可提高粉末涂料对的环境的适应性，从而提高其使用寿命。 [0011] 助料为粉末涂料的各种性能进行优化，其中，增粘剂增加粉末涂料在使用时的粘度，提高其附着度，其中的萜烯树脂有助于提高涂料的附着性能、抗氧化性能、耐磨蚀性能以及热稳定性能；松香树脂提高粉末涂料的粘性、内聚性与抗氧化性；酚醛树脂提高粉末涂料的耐磨性、耐油性、耐腐蚀性；二甲苯树脂起到增塑，增韧作用，还能增加粉末涂料的粘接强度，提高其光泽度。 [0012] 偶联剂增强各原料之间粘合强度，提高粉末涂料的耐老化、耐应力及电绝缘性能，其中，钛酸酯偶联剂使原料得到活化处理，从而提高填充量，减少树脂用量，降低制品成本，同时改善加工性能，增加了制品光泽，提高了质量；硅烷偶联剂除了具备增强原料之间粘合强度等性能之外，还具有增粘剂的作用，因其本身有两种基团，一种基团可以和被粘的材料结合，而另一种基团则可以与涂料中各成分结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。 [0013] 耐磨剂使粉末涂料涂层后的耐磨性提高，其均匀分布于构成涂料的各有机原料的高分子间隙之间，从整体上提高粉末涂料涂层后的耐磨性，耐磨剂与脂料、增粘剂、偶联剂结合后制得的粉末涂料，其具有很高的韧性、耐腐蚀性与耐磨性，且整体采用环保材料制得，对环境无污染。 [0014] 分散剂使耐磨剂在其它有机原料中均匀分散，从而得到耐磨性能稳定的粉末涂料，避免粉末涂料在涂层后出现耐磨性不均匀的问题。 [0015] 作为优选，所述脂料与助料的重量比为2～3:1。 [0016] 作为优选，所述耐磨粉末涂料包括以下重量份的原料：脂料95份、助料48份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0017] 其中，所述脂料为50～60份的聚丙烯、35～45份的聚碳酸脂； [0018] 所述增粘剂为8～20份的松香树脂； [0019] 所述偶联剂为3～5份的钛酸酯偶联剂； [0020] 所述耐磨剂为10～15份的氧化铝、10～20份的碳化硅； [0021] 所述分散剂为1～2份的聚甲基丙烯酸胺、1～2份的聚乙二醇。 [0022] 作为进一步优化，所述脂料为55份的聚丙烯、40份的聚碳酸脂，所述增粘剂为15份的松香树脂，所述偶联剂为6份的钛酸酯偶联剂，所述耐磨剂为12份的氧化铝、15份的碳化硅，所述分散剂为1份的聚甲基丙烯酸胺、1份的聚乙二醇。采用此重量份的原料制得的耐磨涂料，在涂层后，在常温下的抗压强度为220～240MPa，抗冲击强度为95～105N/CN，耐磨性是16MN钢的12～15倍。 [0023] 作为另一优选，所述耐磨粉末涂料包括以下重量份的原料：脂料95份、助料33份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0024] 其中，所述脂料为25～40份的聚丙烯、30～40份的ABS树脂、25～35份的聚甲基丙烯酸甲酯； [0025] 所述增粘剂为4～12份的萜烯树脂、4～8份的二甲苯树脂； [0026] 所述偶联剂为3～5份的钛酸酯偶联剂、2～4份的硅烷偶联剂； [0027] 所述耐磨剂为5～10份的金刚石、3～10份的碳化硅； [0028] 所述分散剂为1～3份的 -520功能分散剂。 [0029] 作为进一步优化，所述脂料为30份的聚丙烯、35份的ABS树脂、30份的聚甲基丙烯酸甲酯，所述增粘剂为7份的萜烯树脂、5份的二甲苯树脂，所述偶联剂为4份的钛酸酯偶联剂、3份的硅烷偶联剂，所述耐磨剂为7份的金刚石、5份的碳化硅，所述分散剂为2份的 -520功能分散剂。采用此重量份的原料制得的耐磨涂料，在涂层后，其常温下的抗压强度为 220～240MPa，抗冲击强度为95～105N/CN，耐磨性是16MN钢的13～15倍。 [0030] 作为优化，所述助料中耐磨剂的粒度为60～100纳米，其颗粒小，悬浮性与被吸附性强，在分散剂的作用下可完全填充于其它有机大分子原料的孔隙间，既提高了最终制得粉末涂料的致密度，又增加其涂层后的硬度、抗压强度、抗冲击强度以及耐磨性。 [0031] 作为另一优化，所述耐磨涂料还包括颜料，颜料为涂料增加各种色彩，使其色泽鲜明、更具美观。 [0032] 本发明还提供一种制备耐磨粉末涂料的工艺，其步骤为： [0033] 步骤1：向耐磨剂中加水，其固含量为45～60％，接着加入分散剂后以600～800r/min的速率进行搅拌5～20分钟得到悬浊耐磨液； [0034] 步骤2：按照重量份称取各原料，将脂料与增粘剂、偶联剂进行混合，升温至80～120℃后以600～800r/min的速率进行搅拌5～20分钟得到粘性脂料，之后保温，以120～ 180r/min的速度继续搅拌5～60分钟，搅拌过程中以200～500ml/min的速率倒入悬浊耐磨液得到耐磨涂料液； [0036] 作为优选，所述步骤3中真空搅拌是在250～280℃、真空度为-0.5～-0.7MPa的条件下进行的，此真空度下搅拌7～15分钟即可达到将各原料混合均匀的目的。 [0037] 作为另一优选，所述步骤3中过筛的目数为120～140目，得到颗粒小于120微米的粉末涂料，满足国家行业标准HG/T 2006-2006。 [0038] 有益效果 [0039] 本采用本发明原料与工艺制得的粉末涂料，其有益效果如下： [0040] 1、不含毒性，不含溶剂和不含挥发有毒性的物质，故无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害的问题，完全符合国家环保法的要求。 [0041] 2、一次性施工，无需底涂，即可得到足够厚度的涂膜，又容易实现自动化操作，生产效率高，可降低成本。 [0043] 4、耐磨性好，不易被磨损、剥落，使用寿命长。 [0044] 5、粉末涂料存贮、运输安全和方便。 具体实施方式[0045] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。 [0046] 实施例1 [0047] 本实施例提供一种耐磨粉末涂料，包括以下重量份的原料：脂料85份、助料30份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0048] 其中，所述脂料为45份的聚丙烯、40份的聚碳酸脂； [0049] 所述增粘剂为8份的松香树脂； [0050] 所述偶联剂为5份的钛酸酯偶联剂； [0051] 所述耐磨剂为10份75～80纳米的氧化铝、5份75～80纳米的碳化硅； [0052] 所述分散剂为2份的聚甲基丙烯酸胺。 [0053] 本实施例还提供一种耐磨粉末涂料的制备工艺，其步骤为： [0054] 步骤1：向耐磨剂中加水，其固含量为45～50％，接着加入分散剂后以600r/min的速率进行搅拌20分钟得到悬浊耐磨液； [0055] 步骤2：按照重量份称取各原料，将脂料与增粘剂、偶联剂进行混合，升温至80℃后以600r/min的速率进行搅拌20分钟得到粘性脂料，之后保温，以120r/min的速度继续搅拌60分钟，搅拌过程中以500ml/min的速率倒入悬浊耐磨液得到耐磨涂料液； [0056] 步骤3：将耐磨涂料液在180℃、真空度为-0.1MPa的条件下以400r/min的速率进行真空搅拌60分钟，最后挤出、粉碎、过160目筛得到耐磨粉末涂料。 [0057] 采用本实施例提供的原料与配方制得的粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T 2006-2006，涂层后，在常温下的抗压强度为190～210MPa，抗冲击强度为85～95N/CN，耐磨性是16MN钢的9～11倍。 [0058] 实施例2 [0059] 本实施例提供一种耐磨粉末涂料，包括以下重量份的原料：脂料95份、助料48份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0060] 其中，所述脂料为55份的聚丙烯、40份的聚碳酸脂； [0061] 所述增粘剂为15份的松香树脂； [0062] 所述偶联剂为4份的钛酸酯偶联剂； [0063] 所述耐磨剂为12份60～65纳米的氧化铝、15份60～65纳米的碳化硅； [0064] 所述分散剂为1份的聚甲基丙烯酸胺、1份的聚乙二醇。 [0065] 本实施例还提供一种耐磨粉末涂料的制备工艺，其步骤为： [0066] 步骤1：向耐磨剂中加水，其固含量为45～50％，接着加入分散剂后以650r/min的速率进行搅拌20分钟得到悬浊耐磨液； [0067] 步骤2：按照重量份称取各原料，将脂料与增粘剂、偶联剂进行混合，升温至90℃后以700r/min的速率进行搅拌15分钟得到粘性脂料，之后保温，以150r/min的速度继续搅拌25分钟，搅拌过程中以350ml/min的速率倒入悬浊耐磨液得到耐磨涂料液； [0068] 步骤3：将耐磨涂料液在200℃、真空度为-0.7MPa的条件下以500r/min的速率进行真空搅拌15分钟，最后挤出、粉碎、过155目筛得到耐磨粉末涂料。 [0069] 采用本实施例提供的原料与配方制得的粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T 2006-2006，涂层后，在常温下的抗压强度为220～240MPa，抗冲击强度为95～105N/CN，耐磨性是16MN钢的12～15倍。 [0070] 实施例3 [0071] 一种耐磨粉末涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：脂料95份、助料33份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0072] 其中，所述脂料为30份的聚丙烯、35份的ABS树脂、30份的聚甲基丙烯酸甲酯； [0073] 所述增粘剂为7份的萜烯树脂、5份的二甲苯树脂； [0074] 所述偶联剂为4份的钛酸酯偶联剂、3份的硅烷偶联剂； [0075] 所述耐磨剂为7份的90～100纳米的金刚石、5份65～70纳米的碳化硅； [0076] 所述分散剂为2份的 -520功能分散剂。 [0077] 本实施例还提供一种耐磨粉末涂料的制备工艺，其步骤为： [0078] 步骤1：向耐磨剂中加水，其固含量为50～55％，接着加入分散剂后以700r/min的速率进行搅拌10分钟得到悬浊耐磨液； [0079] 步骤2：按照重量份称取各原料，将脂料与增粘剂、偶联剂进行混合，升温至115℃后以650r/min的速率进行搅拌10分钟得到粘性脂料，之后保温，以155r/min的速度继续搅拌15分钟，搅拌过程中以300ml/min的速率倒入悬浊耐磨液得到耐磨涂料液； [0080] 步骤3：将耐磨涂料液在220℃、真空度为-0.9MPa的条件下以500r/min的速率进行真空搅拌15分钟，最后挤出、粉碎、过160目筛得到耐磨粉末涂料。 [0081] 采用本实施例提供的原料与配方制得的粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T 2006-2006，涂层后，其常温下的抗压强度为220～240MPa，抗冲击强度为95～105N/CN，耐磨性是16MN钢的13～15倍。 [0082] 实施例4 [0083] 本实施例提供一种耐磨粉末涂料，包括以下重量份的原料：脂料100份、助料40份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0084] 其中，所述脂料为55份的聚丙烯、45份的聚碳酸脂； [0085] 所述增粘剂为10份的松香树脂、7份的萜烯树脂； [0086] 所述偶联剂为5份的硅烷偶联剂； [0087] 所述耐磨剂为10份90～100纳米的氧化铝、6份90～100纳米的碳化硅； [0088] 所述分散剂为2份的聚乙二醇。 [0089] 本实施例还提供一种耐磨粉末涂料的制备工艺，其步骤为： [0090] 步骤1：向耐磨剂中加水，其固含量为55～60％，接着加入分散剂后以800r/min的速率进行搅拌5分钟得到悬浊耐磨液； [0091] 步骤2：按照重量份称取各原料，将脂料与增粘剂、偶联剂进行混合，升温至80℃后以650r/min的速率进行搅拌15分钟得到粘性脂料，之后保温，以155r/min的速度继续搅拌15分钟，搅拌过程中以300ml/min的速率倒入悬浊耐磨液得到耐磨涂料液； [0092] 步骤3：将耐磨涂料液在220℃、真空度为-1MPa的条件下以500r/min的速率进行真空搅拌15分钟，最后挤出、粉碎、过155目筛得到耐磨粉末涂料。 [0093] 采用本实施例提供的原料与配方制得的粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T 2006-2006，涂层后，在常温下的抗压强度为195～210MPa，抗冲击强度为90～100N/CN，耐磨性是16MN钢的10～12倍。 [0094] 实施例5 [0095] 本实施例提供一种耐磨粉末涂料，包括以下重量份的原料：脂料110份、助料50份，所述助料为增粘剂、偶联剂、耐磨剂、分散剂； [0096] 其中，所述脂料为45份的ABS树脂、45聚甲基丙烯酸甲酯、20份的聚碳酸脂； [0097] 所述增粘剂为8份的松香树脂、7份的萜烯树脂、4份的二甲苯树脂； [0098] 所述偶联剂为6份的硅烷偶联剂； [0099] 所述耐磨剂为12份的氧化铝、11份85～90纳米的碳化硅； [0100] 所述分散剂为2份的聚甲基丙烯酸胺。 [0101] 本实施例还提供一种耐磨粉末涂料的制备工艺，其步骤为： [0102] 步骤1：向耐磨剂中加水，其固含量为55～60％，接着加入分散剂后以800r/min的速率进行搅拌5分钟得到悬浊耐磨液； [0103] 步骤2：按照重量份称取各原料，将脂料与增粘剂、偶联剂进行混合，升温至80℃后以700r/min的速率进行搅拌20分钟得到粘性脂料，之后保温，以155r/min的速度继续搅拌15分钟，搅拌过程中以300ml/min的速率倒入悬浊耐磨液得到耐磨涂料液； [0104] 步骤3：将耐磨涂料液在350℃、真空度为-0.5MPa的条件下以200r/min的速率进行真空搅拌15分钟，最后挤出、粉碎、过140目筛得到耐磨粉末涂料。 [0105] 采用本实施例提供的原料与配方制得的粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T 2006-2006，涂层后，在常温下的抗压强度为195～210MPa，抗冲击强度为85～95N/CN，耐磨性是16MN钢的9～11倍。 [0106] 上述实施例1至5提供的耐磨粉末涂料的原料及其重量份如下表1所示： [0107] 表1 [0108] [0109] [0110] 对上述实施例制得的耐磨粉末涂料与普通粉末涂料，在常温下分别测试其抗压强度、抗冲击强度以及耐磨性，其结果如下表2所示： [0111] 表2 [0112] [0113] 本实施例制1至5制得的耐磨粉末涂料，其色泽均匀、无异物，呈松散粉末状，粒度小于120微米，可耐酸碱腐蚀、耐盐雾，其中不含重金属，对环境无污染，符合行业标准HG/T2006-2006，涂层后，在常温下的抗压强度、抗冲击强度、耐磨度皆高于现有技术中的普通粉末涂料，其中，采用实施例2和3原料与工艺制得的耐磨粉末涂料的各项指标皆优于其它实施例。 [0114] 以上通过实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要明确的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。 |
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