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CN107446426A - 一种高性能feve氟碳粉末涂料配方及其制备方法 - Google Patents

一种高性能feve氟碳粉末涂料配方及其制备方法 Download PDF

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CN107446426A CN201710810001.6A CN201710810001A CN107446426A CN 107446426 A CN107446426 A CN 107446426A CN 201710810001 A CN201710810001 A CN 201710810001A CN 107446426 A CN107446426 A CN 107446426A
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夏凤林
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Abstract

本发明公开一种高性能FEVE氟碳粉末涂料配方及其制备方法，涂料由下述重量百分含量的组分组成，FEVE树脂为25～35份，聚氨基甲酸酯 为25～35份，封闭型多异氰酸酯 为12.8～13.7份，二氧化钛为0～10份，钴蓝为3.9～7份，重晶石粉为7.6～19.1份，聚丙烯酸流平剂为 1份，安息香为0.2～0.3份，紫外线吸收剂为1～1.5份，抗氧剂为0.3～0.5份；涂料制备工艺为将各种原料混合后依次投入挤出机、压片机、破碎机和粉碎机进行加工即得成品。本配方及工艺制备的涂料不会污染环境、不会危害人体健康，使用率达99%，在使用过程中的施工效率高，耐候性好等优点。

Description

一种高性能FEVE氟碳粉末涂料配方及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种用于户外建筑铝材、钢结构、汽车部件及化工设备喷涂用的FEVE氟碳粉末涂料，具体来说是涉及一种高性能FEVE氟碳粉末涂料配方及其制备方法。
【背景技术】
三氟氯乙烯与乙烯基醚共聚物（FEVE）粉末涂料是目前应用于金属基材表面涂装，由于它们具有优异的耐候性、耐腐蚀性及极佳的耐盐雾性，所以被广泛可用于建筑、汽车、户外机械、化工设备、桥梁等对耐候性要求较为苛刻的领域。
目前市场上流行的聚偏氟乙烯（PVDF）液体氟碳涂料在耐候性方面均能够达到现有市场的要求，但PVDF液体涂料存在以下几方面的问题：
1、PVDF液体涂料含有大量有机溶剂， 既存在易燃易爆等安全隐患，又污染环境和危害人体健康，与当下社会追求环保、健康、绿色的发展理念相违背；
2、PVDF液体涂料使用率约为55%，低使用率导致材料浪费现象；
3、PVDF液体涂料施工工艺主要有以下四种：第一种、两次喷涂一次烘烤；第二种、两次喷涂两次烘烤；第三种、次喷涂一次烘烤；第四种、四次喷涂一次烘烤；如此复杂的施工工艺直接影响生产效率。
为了提高喷涂材料的利用率，市场亦开发了PVDF固体氟碳涂料，其主要基料为聚偏氟乙烯（PVDF）与聚甲基丙烯酸甲酯（Acrylic）。虽然聚偏氟乙烯（PVDF）在耐候性能上有优异的表现，但却必须添加聚甲基丙烯酸酯（Acrylic）来增加聚偏氟乙烯（PVDF）的机械性能、及对于颜料的润湿作用；而聚甲基丙烯酸酯（Acrylic）本身极易受紫外线照射而分裂，因此聚偏氟乙烯（PVDF）添加聚甲基丙烯酸酯（Acrylic）后会使耐候性整体下降。由于PVDF粉末涂料附着力，使用时一般先喷涂一道底粉，再喷面粉，需“两涂一烤”工艺才能实现。另外，PVDF固体氟碳涂料目前有两种加工方法：①将成膜物质用有机溶剂溶解，然后添加颜、填料、助剂等分散调整，然后抽真空、搅拌、干燥，最后粉碎出成品。此方法过程繁琐，且在制作过程中需使用大量有机溶剂。②将PVDF树脂、丙烯酸树脂及颜、填料、助剂，通过混合、挤出、破碎、粉碎加工成成品；因PVDF树脂分子量高，挤出的片料硬度很高，普通设备无法破碎及粉碎，必须采用押出冷却装置及冷冻式高速粉碎机，方可予以实现。此方法需额外购置设备。
综上所述，以上两种与当下社会追求环保、健康、绿色的发展理念相违背，故有必要提供一种绿色环保、制备简单、方便使用的高耐久性能高性能FEVE氟碳粉末涂料。
【发明内容】
本发明解决的技术问题是提供一种绿色环保、方便使用的高性能FEVE氟碳粉末涂料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高性能FEVE氟碳粉末涂料配方，所述涂料由下述重量配比的各组分组成：FEVE树脂为25～35份，聚氨基甲酸酯 为25～35份，封闭型多异氰酸酯 为12.8～13.7份，二氧化钛为0～10份，钴蓝为3.9～7份，重晶石粉为7.6～19.1份，聚丙烯酸流平剂为 1份，安息香为0.2～0.3份，紫外线吸收剂为1～1.5份，抗氧剂为0.3～0.5份。
进一步地，所述FEVE树脂的羟值为40～52mgKOH/g，FEVE树脂的玻璃化温度为50～54℃。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：包括如下步骤：
a、预定重量的聚氨基甲酸酯、钴蓝、紫外线吸收剂依次投入混合机中，按200～250rpm/min的速度进行预混合3分钟；提高分散性，
b、在步骤a的混合物中依次投入FEVE树脂、封闭型多异氰酸酯、聚丙烯酸流平剂、二氧化钛、晶石粉、安息香和抗氧剂，按250～300rpm/min的速度进行混合12分钟；
c、步骤b的混合物投入至挤出机中进行熔融、剪切挤出；
d、步骤c的混合物依次投入到压片机、破碎机，破碎成直径约0.3～1CM的片料；
e、步骤d的混合物投入至粉碎机中粉碎筛分，即得成品。
进一步地，步骤c的挤出机设有熔融Ⅰ区和熔融Ⅱ区，Ⅰ区温度为80～85℃，Ⅱ区温度为100～105℃；挤出机的螺杆转速45～50HZ。
进一步地，所述粉碎机由进料到出料依次分为喂料区、破碎区、分级区，喂料区的喂料电机频率设定为30HZ，破碎区的破碎电机频率设定为37～42HZ，分级区的振动电机频率设定为28～33HZ，分级区的筛网目数为160～200目。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、FEVE氟碳粉末涂料不含任何有机溶剂，因此它无安全隐患，不会污染环境、不会危害人体健康，与当下社会追求环保、健康、绿色的发展理念相符合；
2、在使用过程中产生的粉末可不断地进入回收粉桶，实现循环使用，最高使用率达99%，避免材料的浪费；
3、FEVE氟碳粉末涂料属于氟的聚合物，不需要添加Acrylic来增加性能，因此能够保持原有的耐候性、耐腐蚀性及极佳的耐盐雾性；
4、使用FEVE氟碳粉末涂料时，只需喷涂一次后通过烘烤固化即可，不需要重复打底及多次烘烤固化；FEVE氟碳粉末涂料的固化温度比PVDF固体氟碳涂料的固化温度要降低20～40℃，固化时间缩短2～5分钟，极大地提高了喷涂加工效率。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，下述实施例及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
配备本发明高性能FEVE氟碳粉末涂料，由下述重量配比的各组分组成：所述涂料由下述重量配比的各组分组成：FEVE树脂为25份，聚氨基甲酸酯 为35份，封闭型多异氰酸酯 为12.8份，二氧化钛为10份，钴蓝为3.9份，重晶石粉为7.6份，聚丙烯酸流平剂为 1份，安息香为0.3份，紫外线吸收剂为1份，抗氧剂为0.3份，每份为1KG。所述FEVE树脂的羟值为40mgKOH/g，FEVE树脂的玻璃化温度为50℃，本发明的FEVE树脂优选为日本旭硝子化工集团生产的。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：包括如下步骤：a、35份的聚氨基甲酸酯、3.9份的钴蓝、1份的紫外线吸收剂依次投入混合机中，按230rpm/min的速度进行预混合3分钟,以便提高分散性；b、在步骤a的混合物中依次投入25份的FEVE树脂、12.8份的封闭型多异氰酸酯、1份的聚丙烯酸流平剂、10份的二氧化钛、7.6份的重晶石粉、0.3份的安息香和0.3份的抗氧剂，按280rpm/min的速度进行混合12分钟；c、步骤b的混合物投入至挤出机中进行熔融、剪切挤出；d、步骤c的混合物依次投入到压片机、破碎机，破碎成直径约1CM的片料；e、步骤d的混合物投入至粉碎机中粉碎筛分，即得成品。步骤c的挤出机设有熔融Ⅰ区和熔融Ⅱ区，Ⅰ区温度为80℃，Ⅱ区温度为100℃；挤出机的螺杆转速50HZ。所述粉碎机由进料到出料依次分为喂料区、破碎区、分级区，喂料区的喂料电机频率设定为30HZ，破碎区的破碎电机频率设定为37HZ，分级区的振动电机频率设定为28HZ，分级区的筛网目数为200目。
实施例2：
配备本发明高性能FEVE氟碳粉末涂料，由下述重量配比的各组分组成：所述涂料由下述重量配比的各组分组成：FEVE树脂为30份，聚氨基甲酸酯 为30份，封闭型多异氰酸酯 为13.2份，二氧化钛为4份，钴蓝为7份，重晶石粉为12.8份，聚丙烯酸流平剂为 1份，安息香为0.2份，紫外线吸收剂为1.5份，抗氧剂为0.3份，每份为1KG。所述FEVE树脂的羟值为48mgKOH/g，FEVE树脂的玻璃化温度为52℃，本发明的FEVE树脂优选为日本旭硝子化工集团生产的。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：包括如下步骤：a、30份的聚氨基甲酸酯、7份的钴蓝、1.5份的紫外线吸收剂依次投入混合机中，按200rpm/min的速度进行预混合3分钟,以便提高分散性；b、在步骤a的混合物中依次投入30份的FEVE树脂、13.2份的封闭型多异氰酸酯、1份的聚丙烯酸流平剂、4份的二氧化钛、12.8份的重晶石粉、0.2份的安息香和0.3份的抗氧剂，按300rpm/min的速度进行混合12分钟；c、步骤b的混合物投入至挤出机中进行熔融、剪切挤出；d、步骤c的混合物依次投入到压片机、破碎机，破碎成直径约0.3CM的片料；e、步骤d的混合物投入至粉碎机中粉碎筛分，即得成品。步骤c的挤出机设有熔融Ⅰ区和熔融Ⅱ区，Ⅰ区温度为85℃，Ⅱ区温度为103℃；挤出机的螺杆转速45HZ。所述粉碎机由进料到出料依次分为喂料区、破碎区、分级区，喂料区的喂料电机频率设定为30HZ，破碎区的破碎电机频率设定为40HZ，分级区的振动电机频率设定为33HZ，分级区的筛网目数为160目。
实施例3：
配备本发明高性能FEVE氟碳粉末涂料，由下述重量配比的各组分组成：所述涂料由下述重量配比的各组分组成：FEVE树脂为35份，聚氨基甲酸酯为25份，封闭型多异氰酸酯 为13.7份，钴蓝为7份，重晶石粉为19.1份，聚丙烯酸流平剂为 1份，安息香为0.3份，紫外线吸收剂为1.5份，抗氧剂为0.5份，每份为1KG。所述FEVE树脂的羟值为52mgKOH/g，FEVE树脂的玻璃化温度为54℃，本发明的FEVE树脂优选为日本旭硝子化工集团生产的。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：包括如下步骤：a、25份的聚氨基甲酸酯、7份的钴蓝、1.5份的紫外线吸收剂依次投入混合机中，按250rpm/min的速度进行预混合3分钟,以便提高分散性；b、在步骤a的混合物中依次投入35份的FEVE树脂、13.7份的封闭型多异氰酸酯、1份的聚丙烯酸流平剂、19.1份的重晶石粉、0.3份的安息香和0.5份的抗氧剂，按250rpm/min的速度进行混合12分钟；c、步骤b的混合物投入至挤出机中进行熔融、剪切挤出；d、步骤c的混合物依次投入到压片机、破碎机，破碎成直径约0.6CM的片料；e、步骤d的混合物投入至粉碎机中粉碎筛分，即得成品。步骤c的挤出机设有熔融Ⅰ区和熔融Ⅱ区，Ⅰ区温度为83℃，Ⅱ区温度为105℃；挤出机的螺杆转速48HZ。所述粉碎机由进料到出料依次分为喂料区、破碎区、分级区，喂料区的喂料电机频率设定为30HZ，破碎区的破碎电机频率设定为42HZ，分级区的振动电机频率设定为30HZ，分级区的筛网目数为180目。
需要说明的是：驱动挤出机螺杆的电机、喂料区的喂料电机、破碎区的破碎电机、分级区的振动电机的转速均由专门的变频器控制，即通过变频器设定不同的频率来控制各电机的转速。
表1为上述三种实施例所制备的FEVE氟碳粉末涂料性能测试结果表，具体如下：
由表1可知：本发明的FEVE氟碳粉末涂料在冲击强度、耐磨性、耐硝酸性、附着力、耐洗涤剂、耐灰浆性、耐盐酸性和硬度的测试均具有优异的性能，具有极为优异的抗老化性能。
表2为上述实例所得的FEVE氟碳粉末涂料与PVDF液体、固体涂料的应用条件对比结果表，具体如下：
由表2得知，本发明所得的FEVE氟碳粉末涂料与其它两种涂料相比，它具体以下有益效果：1、简化了使用涂料时的喷涂工序，极大地提高了生产效率；2、使用率可达90%以上，极大地减少浪费；3、无污染、安全可靠性高；4、烧烘温度更低、烧烘时间更短。
表3为按上述实例1所得的FEVE氟碳粉末涂料送往“杭州伊弗欧质量检测有限公司”做的性能测试表，具体如下：
表4为按上述实例1所得的FEVE氟碳粉末涂料送往“国家有色金属质量监督检验中心”做的性能测试表，具体如下：
由上述3-4表可知：本发明得的FEVE氟碳粉末涂料性能均可以达到或超过QualicoatClass Ⅲ和GB5237.5～2008的执行标准，而且在4000小时的耐候性超标准测试中也能够达到GB5237.5～2008的标准，使得本发明具有非常优异的耐候性。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、FEVE氟碳粉末涂料不含任何有机溶剂，因此它无安全隐患，不会污染环境、不会危害人体健康，与当下社会追求环保、健康、绿色的发展理念相符合；
2、在使用过程中产生的粉末可不断地进入回收粉桶，实现循环使用，最高使用率达99%，避免材料的浪费；
3、FEVE氟碳粉末涂料属于氟的聚合物，不需要添加Acrylic来增加性能，因此能够保持原有的耐候性、耐腐蚀性及极佳的耐盐雾性；
4、使用FEVE氟碳粉末涂料时，只需喷涂一次后通过烘烤固化即可，不需要重复打底及多次烘烤固化；FEVE氟碳粉末涂料的固化温度比PVDF固体氟碳涂料的固化温度要降低20～40℃，固化时间缩短2～5分钟，极大地提高了喷涂加工效率。
以上所述仅用以方便说明本发明，在不脱离本发明创作的精神范畴内，熟悉此技术的本领域的技术人员所做的各种简单的变相与修饰应当属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高性能FEVE氟碳粉末涂料配方，其特征在于：所述涂料由下述重量配比的各组分组成：
FEVE树脂 25～35份，
聚氨基甲酸酯 25～35份，
封闭型多异氰酸酯 12.8～13.7份，
二氧化钛 0～10份，
钴蓝 3.9～7份，
重晶石粉 7.6～19.1份，
聚丙烯酸流平剂 1份，
安息香 0.2～0.3份，
紫外线吸收剂 1～1.5份，
抗氧剂 0.3～0.5份。
2.根据权利要求1所述一种高性能FEVE氟碳粉末涂料配方，其特征在于：所述FEVE树脂的羟值为40～52mgKOH/g，FEVE树脂的玻璃化温度为50～54℃。
3.一种高性能FEVE氟碳粉末涂料制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、预定重量的聚氨基甲酸酯、钴蓝、紫外线吸收剂依次投入混合机中，按200～250rpm/min的速度进行预混合3分钟；
b、在步骤a的混合物中依次投入FEVE树脂、封闭型多异氰酸酯、聚丙烯酸流平剂、二氧化钛、晶石粉、安息香和抗氧剂，按250～300rpm/min的速度进行混合12分钟；
c、步骤b的混合物投入至挤出机中进行熔融、剪切挤出；
d、步骤c的混合物依次投入到压片机、破碎机，破碎成直径约0.3～1CM的片料；
e、步骤d的混合物投入至粉碎机中粉碎筛分，即得成品。
4.根据权利要求3所述一种性能FEVE氟碳粉末涂料制备工艺，其特征在于，步骤c的挤出机设有熔融Ⅰ区和熔融Ⅱ区，Ⅰ区温度为80～85℃，Ⅱ区温度为100～105℃；挤出机的螺杆转速45～50HZ。
5.利要求3所述一种性能FEVE氟碳粉末涂料制备工艺，其特征在于，所述粉碎机由进料到出料依次分为喂料区、破碎区、分级区，喂料区的喂料电机频率设定为30HZ，破碎区的破碎电机频率设定为37～42HZ，分级区的振动电机频率设定为28～33HZ，分级区的筛网目数为160～200目。
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