專利名稱：新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工涂料領域，尤其是一種用于石油工業(yè)中油田抽油管或煤炭運輸業(yè)中物料輸送鋼帶的新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料。
背景技術：
目前在石油開采和煤炭輸送行業(yè)使用的防腐耐磨粉末涂料品種比較多，市場上的粉末涂料主要可分為熱固型和熱塑型兩大類，在兩大類中占主體地位的分別為熱固性環(huán)氧樹脂防腐耐磨粉末涂料和熱塑性的聚酰胺(尼龍)樹脂粉末涂料。這兩種粉末涂料具有一定的應用局限，環(huán)氧樹脂粉末涂料的固化速度慢，涂裝生產效率低，涂膜的低溫耐沖擊性能和耐彎曲性能不理想；聚酰胺(尼龍)樹脂粉末涂料的附著力和耐腐蝕性能較弱。
粉末涂料類相關專利如CN87100920、CN1202508、CN1283660A, CN1483778、 CN1511906.CN1746241等提及的主要樹脂品種是熱固性環(huán)氧粉末涂料或熱塑性聚酰胺(尼龍)粉末涂料，熱固性環(huán)氧粉末涂料是雙酚A型環(huán)氧樹脂和雙氰胺、取代雙氰胺或癸二酸二酰胼固化劑體系，熱塑性聚酰胺(尼龍)樹脂粉末涂料是用環(huán)氧類樹脂改進附著力的成膜物體系。在環(huán)氧粉末涂料方面，防腐性能更好的酚醛改性環(huán)氧樹脂、聚苯硫醚改性環(huán)氧樹脂和防腐性能、涂膜性能更好的可快速固化的酚羥基樹脂固化劑尚鮮為人知，而顏料和填料一般采用著色顏料和耐磨性好的鑄石粉、透輝石、金剛砂等，防銹顏料和硬度高、分散性好的改性硅微粉和納米級填料也只有較少的應用。發(fā)明內容
本發(fā)明為進一步改進和提高現有環(huán)氧樹脂型防腐耐磨粉末涂料和聚酰胺(尼龍) 樹脂型防腐耐磨粉末涂料的防腐性能和固化速度，涂膜物理機械性能和耐磨性能而開發(fā)的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其配方中各組分的質量百分含量為環(huán)氧樹脂32 56%、固化劑8 14%、顏料和填料30 50%、樹脂改性劑2 10%、助劑2 6%。
所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂與酚醛改性環(huán)氧樹脂按質量比1 1組成的混合物或酚醛改性環(huán)氧樹脂，后兩者的環(huán)氧體系較與前者可顯著增加涂膜交聯密度并提高涂膜防腐性能，雙酚A型環(huán)氧樹脂的軟化點為90°C 100°C，環(huán)氧值為 0. 09 0. 12 ；該酚醛改性環(huán)氧樹脂是酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷反應脫氯化氫而得到的多官能度環(huán)氧樹脂，軟化點為90°C 110°C，環(huán)氧值為0. 95 0. 125。
所述的固化劑為雙氰胺、取代雙氰胺、癸二酸二酰胼固化樹脂或酚羥基樹脂，酚羥基樹脂的快速固化、防腐、低溫耐沖擊和耐彎曲及涂膜性能明顯優(yōu)于前三者，該酚羥基樹脂軟化點為80°C 100°C，羥值為0. 30 0. 60。
所述的固化劑為二元脂肪酸擴鏈酚羥基樹脂。
所述的顏料包括粉末涂料用著色顏料或新型無毒防銹顏料或其兩種以上的混合物，其中新型無毒防銹顏料具體為三聚磷酸鋁或復合鐵鈦粉或者兩者混合物，此種新型無毒防銹顏料可顯著提高涂料的防腐和防銹性能。所述的填料平均粒徑為500nm，具體包括硅灰石、鑄石粉、透輝石、碳化硅粉、耐磨和防腐性能較好且莫氏硬度為7的改性超細(3000目以上)硅微粉或納米級HT618耐磨粉或以上所述的兩種以上的混合物，上述改性超細硅微粉或納米級HT618耐磨粉的添加， 不僅可以減少制備粉末涂料時的設備磨損，而且可以增加涂膜的耐磨性能，延長設備使用
壽命ο所述的樹脂改性劑為軟化點在130°C 175°C的聚酰胺(尼龍)樹脂、黏度范圍在 10 20秒且熔融溫度為150 180°C的聚乙烯醇縮丁醛、熔融流動速度在10 20g/10min 的聚乙烯樹脂、成膜溫度在230 250°C的聚偏氟乙烯樹脂或涂料級的聚苯硫醚樹脂或以上所述的兩種以上的混合物，此類樹脂可顯著改進涂膜的防腐性、耐磨性、柔韌性、剛性和涂膜外觀。所述的助劑為流平劑、分散劑、脫氣劑、松散劑、固化促進劑及潤滑劑，所述的潤滑劑為二硫化鉬或石墨，可顯著減少涂膜磨擦系數，改進涂膜的耐磨性能，延長設備的使用壽命。所述的流平劑為丙烯酸酯共聚物，分散劑為甲基丙烯酸和苯乙烯的共聚物，脫氣劑為安息香或酰胺蠟，松散劑為氣相二氧化硅，固化促進劑為2-甲基咪唑或2-苯基咪唑啉。本發(fā)明的新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料具有如下制備工藝(1)按配方稱量物料后，以環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、樹脂改性劑、顏料、助劑的加入順序，將物料經高速混合機預混合3 5min，再用熔融擠出混合機進行熔融擠出混合，混煉段溫度控制在95 °C 105 °C ；(2)將熔融擠出混合物料用冷卻輥和冷卻帶進行冷卻，用破碎機將物料破碎到厚 2mm以下、長和寬15mm以下，再用空氣分級磨進行細粉碎和分級，最后用旋轉篩分級過篩得到產品，篩網目數為120目。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用酚羥基樹脂為固化劑，在固化促進劑的作用下， 酚羥基樹脂的酚羥基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基進行反應，固化成膜。所得粉末涂料屬于快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，涂料的粒度為10 125 μ m，一般固化條件為180 200°C，3 lOmin，可根據用戶要求調整固化時間，涂膜耐沖擊強度可達50kg/cm，柔韌性1mm，附著力O 級，涂膜的耐磨性能< 30mg/1000次，耐鹽霧性可達到3000h以上，涂料防腐性能、涂膜物理機械性能及耐磨性能優(yōu)于同類產品，制備工藝簡單，可顯著提高勞動生產效率，適合工業(yè)化生產。
具體實施例實施例1一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，具有如下配方(各組分為質量百分含量)雙酚A型環(huán)氧樹脂43份、二元脂肪酸擴鏈酚羥基樹脂固化劑9份、著色顏料5份、三聚磷酸鋁3. 2份、硅微粉21. 5份、納米級HT618耐磨粉5份、聚乙烯樹脂4份、聚酰胺(尼龍)樹脂3份、流平劑2. O份、分散劑1. O份、安息香脫氣劑0. 5份、松散劑0. 2份、2-甲基咪唑固化促進劑0. 6份、石墨潤滑劑2份，制備工藝如下
(1)按配方稱量物料后，以環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、樹脂改性劑、顏料、助劑的加入順序，將物料經高速混合機預混合3min，再用熔融擠出混合機進行熔融擠出混合，混煉段溫度控制在95 °C ；
(2)將熔融擠出混合物料用冷卻輥和冷卻帶進行冷卻，用破碎機將物料破碎到厚 2mm以下、長和寬15mm以下，再用空氣分級磨進行細粉碎和分級，最后用旋轉篩分級過篩得產品，篩網目數為120目。
實施例2
一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，具有如下配方(各組分為質量百分含量)雙酚A型環(huán)氧樹脂30份、酚醛改性環(huán)氧樹脂15份、酚羥基樹脂固化劑8份、著色顏料 5份、復合鐵鈦粉3. 2份、硅微粉25. 5份、聚苯硫醚樹脂4份、聚酰胺(尼龍)樹脂3份、流平劑2. 0份、分散劑1. 0份、酰胺蠟脫氣劑0. 5份、松散劑0. 2份、2-苯基咪唑啉固化促進劑 0. 6份、石墨潤滑劑2份，制備工藝如下
(1)按配方稱量物料后，以環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、樹脂改性劑、顏料、助劑的加入順序，將物料經高速混合機預混合5min，再用熔融擠出混合機進行熔融擠出混合，混煉段溫度控制在105 °C ；
(2)將熔融擠出混合物料用冷卻輥和冷卻帶進行冷卻，用破碎機將物料破碎到厚 2mm以下、長和寬15mm以下，再用空氣分級磨進行細粉碎和分級，最后用旋轉篩分級過篩得產品，篩網目數為120目。
實施例3
—種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，具有如下配方(各組分為質量百分含量)酚醛改性環(huán)氧樹脂40份、酚羥基樹脂固化劑12份、著色顏料5份、復合鐵鈦粉3. 2份、 硅微粉26. 5份、偏氟乙烯樹脂4份、聚酰胺(尼龍)樹脂3份、流平劑2. 0份、分散劑1. 0 份、酰胺蠟脫氣劑0. 5份、松散劑0. 2份，2-甲基咪唑固化促進劑0. 6份、二硫化鉬潤滑劑2 份，制備工藝同實施例2。
經檢測，上述實施例一所得粉末涂料可在180°C，3min時完全固化成膜，實施例二和三所得粉末涂料可在180°C，5min內完全固化成膜，三例實施例所得粉末涂料的粒度為10 125 μ m,涂膜耐沖擊強度可達50kg/cm，柔韌性1mm，附著力0級，涂膜的耐磨性能彡30mg/1000次，涂膜耐鹽霧性能達到3000h以上。
權利要求
1.一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于配方中各組分的質量百分含量為環(huán)氧樹脂32 56%、固化劑8 14%、顏料和填料30 50%、樹脂改性劑2 10%、助劑2 6%。
2.根據權利要求1所述的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂或酚醛改性環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂與酚醛改性環(huán)氧樹脂按質量比1 1組成的混合物；所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂的軟化點為90°C 100°C， 環(huán)氧值為0. 09 0. 12 ；酚醛改性環(huán)氧樹脂是酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷反應脫氯化氫而得到的多官能度環(huán)氧樹脂，軟化點為90°C 110°C，環(huán)氧值為0. 95 0. 125，固化劑為酚羥基樹脂，樹脂軟化點為80°C~ 100°C，羥值為0. 30 0. 60。
3.根據權利要求1或2所述的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于 所述的固化劑為二元脂肪酸擴鏈酚羥基樹脂。
4.根據權利要求1所述的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于所述的顏料包括三聚磷酸鋁或復合鐵鈦粉或兩者混合物。
5.根據權利要求1所述的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于所述的填料的平均粒徑為500nm，具體包括莫氏硬度為7的改性硅微粉和納米級HT618耐磨粉。
6.根據權利要求1所述的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于所述的樹脂改性劑為軟化點在130°C 175°C的聚酰胺樹脂、黏度范圍在10 20秒且熔融溫度為150 180°C的聚乙烯醇縮丁醛、熔體流動速度為10 20g/10min的低密度聚乙烯樹脂、成膜溫度在230 250°C的聚偏氟乙烯樹脂或涂料級聚苯硫醚樹脂或以上所述的兩種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于所述的助劑包括二硫化鉬或石墨。
8.一種新型快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料的制備工藝，其特征在于具有如下步驟(1)按配方稱量物料后，以環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、樹脂改性劑、顏料、助劑的加入順序，將物料經高速混合機預混合3 5min，再用熔融擠出混合機進行熔融擠出混合，混煉段溫度控制在95°C 105 °C ；(2)將熔融擠出混合物料用冷卻輥和冷卻帶進行冷卻，用破碎機將物料破碎到厚2mm 以下、長和寬15mm以下，再用空氣分級磨進行細粉碎和分級，最后用旋轉篩分級過篩得產品，篩網目數為120目。
全文摘要
本發(fā)明涉及化工涂料領域，尤其是一種用于石油工業(yè)中油田抽油管或煤炭運輸業(yè)中物料輸送鋼帶的環(huán)氧粉末涂料，該涂料配方中各組分的質量百分含量為環(huán)氧樹脂32～56％、固化劑8～14％、顏料和填料30～50％、樹脂改性劑2～10％、助劑2～6％，配方中的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂與酚醛改性環(huán)氧樹脂的混合物及酚醛改性環(huán)氧樹脂，固化劑為酚羥基樹脂。本發(fā)明屬于快速固化防腐耐磨環(huán)氧粉末涂料，涂料粒度為10～125μm，一般固化條件為180℃～200℃，3～10min，可根據用戶要求調整，涂料防腐性能、涂膜機械性能及耐磨性能優(yōu)于同類產品，制備工藝簡單，可顯著提高勞動生產效率，適合工業(yè)化生產。
文檔編號C09D5/03GK102492353SQ20111038390
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權日2011年11月28日
發(fā)明者南仁植, 潘锎, 盛曄, 程軍, 金順玉, 陳建剛, 高新田 申請人:江蘇蘭陵高分子材料有限公司