一種耐熱阻燃粉末涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱阻燃粉末涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉末涂料是一種不含溶劑，并以粉末形態(tài)進(jìn)行施工涂裝后形成涂膜的新型涂料。 與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，粉末涂料在固化時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)物（VOC)的排放幾乎為零，避 免了對(duì)環(huán)境的污染；同時(shí)，粉末涂料具有利用率高，涂覆性能良好和便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化涂裝等 優(yōu)勢(shì)，近年來獲得了較快的發(fā)展。
[0003] 雖然目前粉末涂料的種類多種多樣，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)涂料的性能提 出了更高的要求，現(xiàn)有的粉末涂料其性能已不能滿足社會(huì)的要求，比如，耐熱性欠佳，阻燃 性能不好等，需要進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐熱阻燃粉末涂料，其耐熱性 好，阻燃性能優(yōu)異，可用于廚飲具、儀器儀表外殼、陳列架、機(jī)電設(shè)備、汽車零部件等表面的 涂裝，且綜合性能好，使用壽命長(zhǎng)。
[0005] 本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃粉末涂料，其原料按重量份包括以下組分：環(huán)氧樹脂 30-50份、端羧基不飽和聚酯樹脂20-30份、含氮酚醛樹脂5-15份、聚酰胺樹脂10-25份、熱 塑性丁苯橡膠3-10份、聚磷酸銨3-10份、季戊四醇2-10份、三聚氰胺1-5份、可膨脹石墨 4-12份、納米氧化鋯2-15份、鈦白粉1-5份、滑石粉2-8份、二苯基硅二醇2-5份、9, 10-二 氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物2-5份、十八碳烯二酸1-4份、四甲氧基甲基甘脲0.4-2 份、過氧化苯甲酰0. 1-0. 5份、助劑1-4份。
[0006] 在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃粉末涂料，其原料中，環(huán)氧樹脂的重 量份可以為30、32、34、35、38、39、42、45、46、48、49、49. 3、50份；端羧基不飽和聚酯樹脂的 重量份可以為20、23、25、26、28、29、29. 3、30份；含氮酚醛樹脂的重量份可以為5、6、7、8、 8. 6、9、9· 3、10、10. 6、11、11. 3、12、12. 6、13、13. 4、14、14. 6、15 份；聚酰胺樹脂的重量份可 以為 10、12、13、15、16、16· 3、17、18、18· 6、19、19· 3、21、22、22· 3、23、23· 4、24、24· 6、25 份； 熱塑性丁苯橡膠的重量份可以為3、4、5、6、6. 3、7、7. 8、8、8. 6、9、9. 3、10份；聚磷酸銨的重 量份可以為3、4、5、5. 6、6、6. 3、7、7. 8、8、8. 6、9、9. 4、10份；季戊四醇的重量份可以為2、3、 4、5、5· 6、6、6· 3、7、7· 6、8、8· 5、9、9· 4、10 份；三聚氰胺的重量份可以為 1、1· 2、1· 8、2、2· 3、 3、3· 4、3· 8、4、4· 5、5 份；可膨脹石墨的重量份可以為 4、5、6、6· 3、7、7· 5、8、8· 6、9、9· 3、10、 11、11· 6、12 份；納米氧化鋯的重量份可以為 2、3、4、5、5· 6、6· 3、7、7· 8、8、8· 6、9、9· 3、10、 10. 2、11、11. 3、12、12. 6、13、13. 4、14、14. 6、15 份；鈦白粉的重量份可以為 1、L 2、L 8、2、 2· 3、2· 8、3、3· 4、3· 8、4、4· 5、5 份；滑石粉的重量份可以為 2、2· 3、2· 8、3、3· 4、4、4· 5、5、5· 6、 6、6· 3、7、7· 4、8 份；二苯基硅二醇的重量份可以為 2、2· 3、2· 8、3、3· 4、3· 8、4、4· 2、4· 6、5 份； 9，IO-二氛氧雜-10-憐雜菲-10 -氧化物的重量份可以為2、2. 3、2. 8、3、3. 4、3. 8、4、 4. 2、4. 8、5份；十八碳烯二酸的重量份可以為1、1. 2、1. 8、2、2. 3、2. 8、3、3. 4、3. 7、4份；四甲 氧基甲基甘脲的重量份可以為0. 4、0. 5、0. 6、0. 85、0. 9、1、1. 2、1. 5、1. 8、1. 94、2份；過氧化 苯甲酰的重量份可以為0. l、〇. 23、0. 3、0. 34、0. 4、0. 42、0. 48、0. 5份；助劑的重量份可以為 1、1· 2、1· 8、2、2· 3、2· 7、3、3· 4、3· 8、4 份。
[0007] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：環(huán)氧樹脂40-46份、端羧基不飽和聚酯樹 脂23-28份、含氮酚醛樹脂8-12份、聚酰胺樹脂17-20份、熱塑性丁苯橡膠6-9份、聚磷酸 銨6-8份、季戊四醇5-8份、三聚氰胺3-4. 5份、可膨脹石墨8-10份、納米氧化鋯7-10份、 鈦白粉3-4. 5份、滑石粉5-7份、二苯基硅二醇3-4. 5份、9, 10-二氫-9-氧雜-10-磷雜 菲-10-氧化物3-4份、十八碳烯二酸3-3. 4份、四甲氧基甲基甘脲1. 1-1. 6份、過氧化苯甲 酰0.35-0. 4份、助劑2-3份。
[0008] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：環(huán)氧樹脂44份、端羧基不飽和聚酯樹脂 25份、含氮酚醛樹脂10份、聚酰胺樹脂18份、熱塑性丁苯橡膠7份、聚磷酸銨6. 5份、季戊 四醇7份、三聚氰胺4. 2份、可膨脹石墨9份、納米氧化鋯7. 9份、鈦白粉4. 2份、滑石粉6. 3 份、二苯基硅二醇4. 2份、9, 10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物3. 6份、十八碳烯二 酸3. 2份、四甲氧基甲基甘脲1. 5份、過氧化苯甲酰0. 38份、助劑2. 5份。
[0009] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為改性環(huán)氧樹脂，所述改性環(huán)氧樹脂按照以下工藝進(jìn)行制 備：按重量份將20-35份1，1'-聯(lián)-2-萘酚、10-25份環(huán)氧氯丙烷和1-3份四丁基溴化銨 加入反應(yīng)容器中，升溫至85-100°C反應(yīng)2-5h，然后加入30-50份甲苯和10-20份質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為5-15%的氫氧化鈉水溶液，在70-75°C下反應(yīng)0. 5-1. 5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)水洗、分離、蒸餾、 干燥得到所述改性環(huán)氧樹脂；在改性環(huán)氧樹脂的制備過程中，選擇了 1，P -聯(lián)-2-萘酚與 環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行反應(yīng)，通過環(huán)氧開環(huán)加成反應(yīng)將兩者結(jié)合為一體，將剛性的萘環(huán)引入環(huán)氧 樹脂主鏈中，使改性環(huán)氧樹脂在體系中易于緊密堆積，分子的旋轉(zhuǎn)受到了限制，提高了體系 的耐熱性。
[0010] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為改性環(huán)氧樹脂，所述改性環(huán)氧樹脂按照以下工藝進(jìn)行制 備：按重量份將28-32份1，1'-聯(lián)-2-萘酚、16-20份環(huán)氧氯丙烷和1. 8-2. 3份四丁基溴 化銨加入反應(yīng)容器中，升溫至90-95 °C反應(yīng)3-4. 5h，然后加入40-45份甲苯和15-20份質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為10-12%的氫氧化鈉水溶液，在72-75°C下反應(yīng)1-1. 3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)水洗、分離、蒸 餾、干燥得到所述改性環(huán)氧樹脂。
[0011] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為改性環(huán)氧樹脂，所述改性環(huán)氧樹脂按照以下工藝進(jìn)行制 備：按重量份將30份1，1'-聯(lián)-2-萘酚、17份環(huán)氧氯丙烷和2. 1份四丁基溴化銨加入反 應(yīng)容器中，升溫至93 °C反應(yīng)4. 2h，然后加入43份甲苯和20份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11 %的氫氧化鈉 水溶液，在73°C下反應(yīng)I. 2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)水洗、分離、蒸餾、干燥得到所述改性環(huán)氧樹脂。
[0012] 優(yōu)選地，所述納米氧化鋯的平均粒徑為5-20nm。
[0013] 優(yōu)選地，所述助劑為環(huán)烷酸鋅、丙烯酸酯流平劑、有機(jī)硅消泡劑的組合，且環(huán)烷酸 鋅、丙烯酸酯流平劑、有機(jī)硅消泡劑的重量比為5-12 :1_5 :2_5。
[0014] 本發(fā)明中所述耐熱阻燃粉末涂料可以按照常規(guī)的粉末涂料制備工藝制備而成。
[0015] 本發(fā)明中，選擇了環(huán)氧樹脂為主要的成膜物質(zhì)，并配合添加了端羧基不飽和聚酯， 賦予涂膜優(yōu)異的耐腐蝕性和耐水性；含氮酚醛樹脂加入體系中，能對(duì)體系進(jìn)行固化，大大加 強(qiáng)了體系的交聯(lián)密度，提高了涂膜的電絕緣性，降低了涂膜的熱膨脹率，且由于加入了氮元 素，提高了涂膜的阻燃性能，并且降低了成本，提高了涂膜的機(jī)械性能、力學(xué)性能；熱塑性丁 苯橡膠加入到體系中，在過氧化苯甲酰的輔助下能形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在提高涂料韌性的同時(shí) 增大了涂料的交聯(lián)密度，進(jìn)一步改善了涂料的耐腐蝕性和耐水性；聚磷酸銨、季戊四醇、三 聚氰胺、可膨脹石墨加入到體系中，與納米氧化鋯配合，能起到隔熱和防止熱氧化分解的作 用，賦予涂膜優(yōu)異的耐熱性和阻燃性；二苯基硅二醇分子中含有羥基、苯基和硅，其中的羥 基對(duì)體系的固化具有一定的作用，苯基的存在提高了體系的剛性，賦予涂膜優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng) 度和耐熱性，由于硅的存在降低了體系的內(nèi)應(yīng)力，增加了涂膜的韌性和耐高溫性；9, 10-二 氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物分子中含有芳香環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)，加入到體系中能與 十八碳烯二酸相互作用，將兩者的性能結(jié)合為一體，加入到體系中在體系中分散性好，一方 面，由于剛性鏈段的存在，增加了分子之間的作用力，加大了分子鏈的密度，抑制了高溫作 用下分子鏈的運(yùn)動(dòng)，提高了體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，賦予涂膜優(yōu)異的耐熱性，一方面，與四 甲氧基甲基甘脲、過氧化苯甲酰、含氮酚醛樹脂、聚酰胺樹脂配合作為固化劑，提高了體系 的固化速度和固化度，另一方面，與體系中的含氮酚醛樹脂、聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰 胺、可膨脹石墨、納米氧化鋯、二苯基硅二醇配合組成了一個(gè)多阻燃體系，一方面在受熱過 程中能分解出二氧化碳、氨氣、氮?dú)夂退魵獾葰怏w，降低氧氣的密度同時(shí)加速了熱量的流 失，一方面能在基體表面形成保護(hù)層，起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，防止了內(nèi)部的進(jìn)一步分 解，改善了涂層的阻燃性。
[0016] 對(duì)本發(fā)明所述耐熱阻燃粉末涂料固化后的涂膜進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表所 示：
[0017]
[0018]

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 本發(fā)明提出的一種耐熱阻燃粉末涂料，其原料按重量份包括以下組分：環(huán)氧樹脂 30份、端羧基不飽和聚酯樹脂30份、含氮酚醛樹脂5份、聚酰胺樹脂25份、熱塑性丁苯橡膠 3份、聚磷酸銨10份、季戊四醇2份、三聚氰胺5份、可膨脹石墨4份、納米氧化鋯15份、鈦 白粉1份、滑石粉8份、二苯基硅二醇2份、9, 10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物5 份、十八碳烯二