一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法,通过将无机填料与改性剂进行改性，再添加进高速搅拌缸中与所述聚酯树脂混合，并采用超声辅助球磨制备复合纳米粒子，与聚酯树脂形成腔的化学键合和化学吸附，显著提高粉末涂料的抗润湿性以及抗腐蚀性，且加入表面张力调节剂，促进形成平整的涂膜。另外，高速搅拌缸中混合物的粘度来设置温度值，并设置粘度仪，更精准对粉末涂料制备进行控制，进一步减少粉末涂料在制备中出现混合不均匀的现象，且结合超声波辅助和机械力作用，提高粉末涂料配方总成分之间的相容性，使得粉末涂料具有良好的储存稳定性以及成膜性，且成膜具有显著的环保性、流平性、抗腐蚀性、附着性以及耐候性。

An environmentally friendly nano powder coating and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法
本专利技术涉及化工领域，具体而言，涉及一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法。
技术介绍
粉末涂料是一种新型的不含溶剂100％固体粉末状涂料，其具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度等特点，故受到广泛运用。环保型纳米粉末涂料是目前涂料的重要方向，但是提高分散性以及涂料基体之间的相容性是获得高性能环保型纳米粉末涂料的关键，且纳米粉末涂料在制备的过程中容易出现团聚现象。如专利号为CN110105839A公开了一种环保型内墙纳米涂料及其制备方法，通过添加抗菌复合树脂溶液、防霉剂、成膜助剂、消泡剂、高岭土、氨基乳液、羟乙基纤维素等材料制备涂料具有凝固速度快，装修效率高的优点。又如专利号为CN107841221A提供一种纳米粒子改性硅丙复合外墙隔热涂料，通过添加硅丙乳液、空心玻璃微珠、纳米二氧化硅、空心陶瓷微珠、纳米远红外陶瓷粉、热反射隔热粉、氧化铝粉、成膜助剂、增稠剂等材料，制备涂料具有抗菌性、耐碱性、耐洗刷性；再如专利号为KR1020150051106A公开了一种环氧树脂、至少一种粘合促进剂和至少一种填料的粉末涂料组合物，涂覆基材的方法以及涂覆有包含所述粉末涂料组合物的单层粉末涂料体系的基材。综合上，在化工领域，特别是环保纳米粉末涂料制备领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提出了一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法以解决所述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种环保型纳米粉末涂料，以重量份数计，包括以下的组成配比：聚酯树脂35-50份、分散剂10-12份、润湿剂1-7份、固化剂1-10份、复合纳米粒子1-5份、增强纤维1-3份、流平剂0.1-3份、增光剂1-4份、安息香0.5-1.2份、抗老化助剂1-5份、表面张力调节剂1-5份、无机填料10-30份、改性剂1-13份、颜料1-8份；其中，所述复合纳米粒子为氢化钛、钠-蒙脱土、氧化锌以及介孔二氧化硅按照体积比为1-3:2-5:1-2：1-3的比例混合后，通过超声辅助球磨进行表面改性而形成复合纳米粒子体系。可选地，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐和磷酸盐中的一种或两种的混合物。可选地，所述润湿剂为烷基乙烯基醚或烷基乙烯基酯与氟烯烃的共聚物。可选地，所述固化剂为多元酸缩水甘油酯、羟烷基酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及异腈酸酯按照体积比为1-3:1:1:2的比例混合。可选地，所述改性剂包含至少两个离子基团，所述基团彼此隔开至少四个原子，且包含至少一个阳离子基团。可选地，所述无机填料是具有阳离子交换能力的天然或合成的层状双氢氧化物。可选地，所述流平剂为丙烯酸酯。可选地，所述表面张力调节剂为聚乙二醇接枝聚丙烯酸丁酯，所述聚乙二醇接枝聚丙烯酸丁酯的数均分子量为8000～12000g/mol。另外，本专利技术还提供一种环保型纳米粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)按照重量份数计，将无机填料与改性剂在35-65℃混合进行离子交换，制得改性填料，备用；(2)制备复合纳米粒子：将氢化钛、钠-蒙脱土、氧化锌以及介孔二氧化硅按照体积比为1-3:2-5:1-2：1-3的比例混合后，通过超声波辅助球磨装置进行表面改性而形成复合纳米粒子，且所述超声辅助为间歇式辅助；(3)启动高速搅拌缸的搅拌装置后，将占总量1/2的聚酯树脂、复合纳米粒子、增强纤维、抗老化助剂依次添加进所述高速搅拌缸中，超声波辅助并控制所述高速搅拌缸中的温度至第一温度值；(4)将占总量1/2的聚酯树脂、润湿剂、分散剂、上述所述改性填料预混合后继续投入所述高速搅拌缸中，调整搅拌频率，搅拌均匀，超声波辅助并控制所述高速搅拌缸中的温度升至第二温度值，继续搅拌并保温20～60min，得到混合物A；(5)按照重量份数计，将所述固化剂、增光剂、安息香、表面张力调节剂依次加入混合物A中，继续搅拌并保温3～20min；(6)加入颜料，停止超声波辅助并调整高速搅拌缸搅拌频率，将温度调至第三温度值，待温度冷却至室温后，将充分混合的预反应物经双螺杆往复挤出机高温混合挤出后，将挤出物进行冷却挤压、粉碎以及筛分步骤后，即得纳米粉末涂料。可选地，所述超声辅助的超声频率为25-40Hz。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益技术效果是：1、本专利技术的粉末涂料中将无机填料与改性剂进行改性，环境污染小，且对力学性能基本无影响，再添加进高速搅拌缸中与所述聚酯树脂混合中，不易发生团聚。2、本专利技术的粉末涂料采用超声辅助球磨制备复合纳米粒子，多种成分制备的纳米粒子比单一成分纳米粒子具有更佳的分散性，且复合纳米粒子与聚酯树脂形成腔的化学键合和化学吸附，减小毛细管作用，对极性介质和离子阻碍作用增大，能显著提高粉末涂料的抗润湿性以及抗腐蚀性，且加入表面张力调节剂，能促进形成平整的涂膜。3、本专利技术在高速搅拌缸混合阶段，通过温度的调节使部分助剂和树脂的表面处于熔融态，但宏观仍表现为颗粒状的状态，提高粉末涂料配方总成分之间的相容性，同时通过超声波的作用，防止各组分过度粘接，进一步的，可以减少纳米材料在粉末涂料制备中出现团聚现象。4、本专利技术的粉末涂料具有良好的储存稳定性以及成膜性，且成膜具有显著的环保性、流平性、抗腐蚀性、附着性以及耐候性，且制备过程简单容易控制，控制过程能显著提高生产工艺中形成中间混合物的质量，最终制备得到综合性能的粉末涂料。附图说明从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。图1是本专利技术实施例之一中一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法的示意图；图2是本专利技术实施例之一中一种环保型纳米粉末涂料及其制备方法的温度-粘度示意图。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本专利技术的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型纳米粉末涂料，其特征在于，以重量份数计，包括以下的组成配比：聚酯树脂35-50份、分散剂10-12份、润湿剂1-7份、固化剂1-10份、复合纳米粒子1-5份、增强纤维1-3份、流平剂0.1-3份、增光剂1-4份、安息香0.5-1.2份、抗老化助剂1-5份、表面张力调节剂1-5份、无机填料10-30份、改性剂1-13份、颜料1-8份；/n其中，所述复合纳米粒子为氢化钛、钠-蒙脱土、氧化锌以及介孔二氧化硅按照体积比为1-3:2-5:1-2：1-3的比例混合后，通过超声辅助球磨进行表面改性而形成复合纳米粒子体系。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型纳米粉末涂料，其特征在于，以重量份数计，包括以下的组成配比：聚酯树脂35-50份、分散剂10-12份、润湿剂1-7份、固化剂1-10份、复合纳米粒子1-5份、增强纤维1-3份、流平剂0.1-3份、增光剂1-4份、安息香0.5-1.2份、抗老化助剂1-5份、表面张力调节剂1-5份、无机填料10-30份、改性剂1-13份、颜料1-8份；
其中，所述复合纳米粒子为氢化钛、钠-蒙脱土、氧化锌以及介孔二氧化硅按照体积比为1-3:2-5:1-2：1-3的比例混合后，通过超声辅助球磨进行表面改性而形成复合纳米粒子体系。


2.如权利要求1所述的环保型纳米粉末涂料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐和磷酸盐中的一种或两种的混合物。


3.如前述权利要求之一所述的环保型纳米粉末涂料，其特征在于，所述润湿剂为烷基乙烯基醚或烷基乙烯基酯与氟烯烃的共聚物。


4.如前述权利要求之一所述的环保型纳米粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为多元酸缩水甘油酯、羟烷基酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及异腈酸酯按照体积比为1-3:1:1:2的比例混合。


5.如权利要求1所述的环保型纳米粉末涂料，其特征在于，所述改性剂包含至少两个离子基团，所述基团彼此隔开至少四个原子，且包含至少一个阳离子基团。


6.如前述权利要求之一所述的环保型纳米粉末涂料，其特征在于，所述无机填料是具有阳离子交换能力的天然或合成的层状双氢氧化物。


7.如前述权利要求之一所述的环保型纳米粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯。


8.如前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏育福，蔡劲树，刘飞，洪贤波，连福全，
申请(专利权)人：广东华江粉末科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44