一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

一种防静电粉末涂料及其制备方法与流程

2021-08-31 17:44:00 来源:中国专利 TAG:
本发明涉及粉体涂料的制备领域,具体而言,涉及一种防静电粉末涂料及其制备方法。
背景技术
:静电是两种物质紧密接触后再分离时,一种物质把电子传给另一种物质而带正电,另一种物质得到电子而带负电产生的。静电电量虽然不大,但因其电压很高,容易发生放电而产生静电火花引起爆炸,且静电还会对日常设备的正常运行造成影响。而粉末涂料可以喷涂在一些日常设备中,在设备表面形成具有保护、装饰和特殊功能的涂层,但现有技术中的粉末涂料形成的涂层不能起到优异的防静电作用,常常受气体或者空气中灰尘的摩擦产生静电积累,随着静电积累到一定程度引起静电放电,进一步破坏设备,发生火灾或者爆炸事故。另外,现有技术中防静电涂料中成分较多,原料之间不能充分分散,特别是填料的接收性差,随着时间的推移,导致涂层的防静电性能降低以及耐候性降低的问题。综上,在制备防静电粉末涂料领域,仍然存在亟待解决的上述问题。技术实现要素:基于此,为了解决现有技术中防静电粉末涂料原料之间不能充分分散、填料接收性差、导致涂层的防静电性能降低以及耐候性降低的问题,本发明提供了一种防静电粉末涂料,具体技术方案如下:一种防静电粉末涂料,按照质量百分比,所述防静电粉末涂料包括以下的制备原料:上述材料的质量百分比之和为100%;其中,所述第一助剂为聚丙烯酸酯,所述第二助剂为改性蜡和羧酸衍生物的混合物。进一步地,所述端羧基聚酯树脂a的酸值为19-24mgkoh/g,200℃下的粘度为3000-3500mpa·s,tg≥62℃。进一步地,所述端羧基聚酯树脂b的酸值为48-60mgkoh/g,200℃下的粘度为5000-6000mpa·s,tg≥70℃。进一步地,所述导电炭黑的中位平均粒径为15nm-20nm,比表面积为120m2/g-135m2/g,电阻率为0.9ω·m-1.2ω·m。进一步地,所述增硬填料为石英粉,且所述石英粉的中位平均粒径为5μm-8μm。进一步地,所述流平剂为聚硅氧烷改性的聚醚或聚酯改性的聚醚。另外,本发明还提供一种所述的防静电粉末涂料的制备方法,所述方法包括以下步骤:将增硬填料放置混合釜中,然后添加第二助剂,待充分混合均匀放置温度为65℃-85℃中水浴锅中,震动处理8min-15min后,在45mpa-55mpa的压力条件下挤压处理,最后经过第一破碎处理得到混合物a;往所述混合釜中继续添加端羧基聚酯树脂a、端羧基聚酯树脂b、异氰尿酸三缩水甘油酯、分散剂、导电炭黑、碳纳米管、增硬填料、流平剂、第一助剂、光亮剂、安息香、聚四氟乙烯以及颜料,充分混合均匀得到混合物b;将所述混合物b经过熔融挤出处理,第二破碎处理以及磨粉处理后得到防静电粉末涂料。进一步地,所述挤压处理通过压片机完成,且在挤压处理过程中,所述挤压处理的温度控制在30℃-85℃。进一步地,所述第一破碎处理为:将挤压处理后的混合物放置破碎罐中,所述破碎罐内设置有倾角为45°的网筛。进一步地,所述熔融挤出处理为双螺杆熔融挤出处理,所述熔融挤出处理的工艺参数为:所述熔融挤出处理的一区温度为100℃-120℃;所述熔融挤出处理的二区温度为130℃-150℃;所述熔融挤出处理的三区温度为110℃-140℃;所述熔融挤出处理的四区温度为120℃-130℃;所述熔融挤出处理的主机转速为1800r/min-3000r/min。上述方案中,通过将增硬填料与改性蜡、羧酸衍生物混合后,有助于提高增硬填料在粉末涂料体系中的分散程度,且改性蜡和羧酸衍生物的混合物不仅具有润湿特性,还能明显提高增硬填料在粉末涂料体系中的相容性,并结合聚丙烯酸酯作为表面助剂使用,明显改善粉末涂料体系的流平性以及脱泡效果,羧酸衍生物以及聚丙烯酸酯协同增效,使得制备的粉末涂料防静电性能明显提高;本发明中碳纳米管和炭黑以细小颗粒增强相的方式存在粉末涂料体系中,不仅能表现中优异的防静电作用,还能起到增强涂层作用,且粉末涂料在成分的相互作用下,长时间使用,涂层的耐候性依然优异。具体实施方式为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发明一实施例中的一种防静电粉末涂料,按照质量百分比,所述防静电粉末涂料包括以下的制备原料:上述材料的质量百分比之和为100%;其中,所述第一助剂为聚丙烯酸酯,所述第二助剂为改性蜡和羧酸衍生物的混合物。在其中一个实施例中,所述端羧基聚酯树脂a的酸值为19-24mgkoh/g,200℃下的粘度为3000-3500mpa·s,tg≥62℃。在其中一个实施例中,所述端羧基聚酯树脂b的酸值为48-60mgkoh/g,200℃下的粘度为5000-6000mpa·s,tg≥70℃。通过添加不同比例的端羧基聚酯树脂a和端羧基聚酯树脂b,形成相容性佳的体系,有助于提高涂层表面的光滑平整,表面韧性更强,表层结合更紧密,因为可以获得良好的涂膜特性。当端羧基聚酯树脂的酸值过低时,会导致反应性降低,进而导致耐候性降低,涂层的交联性降低,当端羧基聚酯树脂的酸值过高,固化时的反应速度增加,也会导致形成的涂层外观性能变差,粉末涂料体系的熔融分散性差,因而,本申请中限制了端羧基聚酯树脂a以及端羧基聚酯树脂b的酸值含量,使得本申请中粉末涂料体系处于一个较佳的分散状态,并有助于获得综合性能优异的粉末涂料。在其中一个实施例中,按照质量百分比,所述改性蜡与所述羧酸衍生物的比例为10-20:1-5。在其中一个实施例中,所述羧酸衍生物为乙酸酐、甲基丙烯酸甲酯和丙二酸二乙酯中的一种或多种。在其中一个实施例中,所述第二助剂的制备为:按照质量百分比,将所述改性蜡以及所述羧酸衍生物放置于混合釜中,以500r/min-1000r/min的搅拌速度搅拌5min-15min,得到分散均匀的第二助剂。通过一定比例的改性蜡以及羧酸衍生物,其中改性蜡应用于粉末涂料中,冷却至常温时以微晶形式存在,其触变性有利于粉末涂料的储存;羧酸衍生物中的羧基碳呈sp2杂化,三个杂化轨道处于同一平面,键角大约为120°,其中一个与羰基氧形成σ键,一个与氢或烃基碳形成σ键。羧基碳上还剩有一个p轨道,与羰基氧上的p轨道经侧面重叠形成键,使得羧酸衍生物与改性蜡混合使用时,具有较低的共轭效应,有助于提高粉末体系整体的相容性,分散性以及流平性。在其中一个实施例中,所述导电炭黑的中位平均粒径为15nm-20nm,比表面积为120m2/g-135m2/g,电阻率为0.9ω·m-1.2ω·m。在其中一个实施例中,所述分散剂为丙烯酸共聚物。在其中一个实施例中,所述分散剂为丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物。在其中一个实施例中,所述碳纳米管由石墨烯片层卷曲得到。在其中一个实施例中,所述增硬填料为石英粉,且所述石英粉的中位平均粒径为5μm-8μm。在其中一个实施例中,所述流平剂为聚硅氧烷改性的聚醚或聚酯改性的聚醚。在其中一个实施例中,所述光亮剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。在其中一个实施例中,所述颜料为有机颜料、无机颜料、金属颜料、珠光中的一种或多种。更具体而言,所述颜料为二氧化钛、氧化铁红、氧化铁黄、海军蓝中一种或多种。在其中一个实施例中,还提供一种所述的防静电粉末涂料的制备方法,所述方法包括以下步骤:将增硬填料放置混合釜中,然后添加第二助剂,待充分混合均匀放置温度为65℃-85℃中水浴锅中,震动处理8min-15min后,在45mpa-55mpa的压力条件下挤压处理,最后经过第一破碎处理得到混合物a;往所述混合釜中继续添加端羧基聚酯树脂a、端羧基聚酯树脂b、异氰尿酸三缩水甘油酯、分散剂、导电炭黑、碳纳米管、增硬填料、流平剂、第一助剂、光亮剂、安息香、聚四氟乙烯以及颜料,充分混合均匀得到混合物b;将所述混合物b经过熔融挤出处理,第二破碎处理以及磨粉处理后得到防静电粉末涂料。在其中一个实施例中,所述挤压处理通过压片机完成,且在挤压处理过程中,所述挤压处理的温度控制在30℃-85℃。在其中一个实施例中,所述第一破碎处理为:将挤压处理后的混合物放置破碎罐中,所述破碎罐内设置有倾角为45°的网筛。在其中一个实施例中,所述熔融挤出处理为双螺杆熔融挤出处理,所述熔融挤出处理的工艺参数为:所述熔融挤出处理的一区温度为100℃-120℃;所述熔融挤出处理的二区温度为130-150℃℃;所述熔融挤出处理的三区温度为110℃-140℃;所述熔融挤出处理的四区温度为120℃-130℃;所述熔融挤出处理的主机转速为1800r/min-3000r/min。在其中一个实施例中,所述防静电粉末涂料的粒径为30μm-33μm。通过将不同树脂、助剂与工艺结合,缩小成分之间的相容性差异以及分散不均,进而来改善体系的表面流平状态,获得比传统的防静电粉末涂料更佳的表面流平状态以及物理性能,更好地应用于电子设备中,满足防静电需求。上述方案中,通过将增硬填料与羧酸衍生物混合后,有助于提高增硬填料在粉末涂料体系中的分散程度,且羧酸衍生物能明显提高增硬填料在粉末涂料体系中的相容性,并结合聚丙烯酸酯作为表面助剂使用,明显改善粉末涂料体系的流平性以及脱泡效果,羧酸衍生物以及聚丙烯酸酯协同增效,使得制备的粉末涂料防静电性能明显提高;本发明中碳纳米管和炭黑以细小颗粒增强相的方式存在粉末涂料体系中,不仅能表现中优异的防静电作用,还能起到增强涂层作用,且粉末涂料在成分的相互作用下,长时间使用,涂层的耐候性依然优异。下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。实施例1-5提供一种防静电粉末涂料,具体步骤如下:将20g改性蜡与3g乙酸酐放置于混合釜中,以800r/min的搅拌速度搅拌15min,得到分散均匀的第二助剂;将增硬填料放置混合釜中,然后添加所述第二助剂,待充分混合均匀放置温度为75℃中水浴锅中,震动处理10min后,在50mpa,温度为75℃的条件下挤压处理,最后经过第一破碎处理得到混合物a;往所述混合釜中继续添加端羧基聚酯树脂a、端羧基聚酯树脂b、异氰尿酸三缩水甘油酯、分散剂、导电炭黑、碳纳米管、增硬填料、流平剂、第一助剂、光亮剂、安息香、聚四氟乙烯以及颜料,充分混合均匀得到混合物b;将所述混合物b经过熔融挤出处理,且所述熔融挤出处理的工艺参数为:所述熔融挤出处理的一区温度为100℃;所述熔融挤出处理的二区温度为150℃;所述熔融挤出处理的三区温度为110℃;所述熔融挤出处理的四区温度为130℃;所述熔融挤出处理的主机转速为1800r/min,第二破碎处理以及磨粉处理后得到粒径为30μm的防静电粉末涂料。对比例1:与实施例5的区别在于不添加改性蜡,第二助剂的成分为单一的羧酸衍生物,其它成分与实施例5相同。对比例2:与实施例5的区别在于不添加羧酸衍生物,第二助剂的成分为单一的改性蜡,其它成分与实施例5相同。对比例3:与实施例5的区别在于不添加第一助剂,其它成分与实施例5相同。对比例4:与实施例5的区别在于添加聚酯树脂替代端羧基聚酯树脂a以及端羧基聚酯树脂b,其它成分与实施例5相同。对比例5:与实施例5的区别在于添加二氧化钛代替丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物,其它成分和用量与实施例5相同。其中,实施例1-5以及对比例1-5中各原料成分以及用量(质量百分数)分别如下表1以及表2所示。表1:表2:将实施例1-5制备的防静电粉末涂料以及对比例1-5制备的防静电粉末涂料进行防静电性能测试,测试标准为sj/t10694-2006,结果如表3所示。表3:由表3的数据分析可知,对比例1以及对比例2中采用单一成分作为第二助剂添加至粉末体系中,获得的粉末涂料的防静电性能明显比实施例1-5的粉末涂料的防静电性能差,对比例3未添加第一助剂,对比例4中采用聚酯树脂替代端羧基聚酯树脂a以及端羧基聚酯树脂b,对比例5中添加二氧化钛代替丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物,但是对比例3-5中制备的粉末涂料的防静电性能明显比本发明实施例1-5中制备的粉末涂料的防静电性能差,说明本发明粉末涂料中的成分在粉末体系中形成一个完整的相互作用体系,有助于获得防静电性能优异的粉末涂料。将实施例1-5制备的防静电粉末涂料以及对比例1-5制备的防静电粉末涂料进行保光率测试,《gb/t1865-2009色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》标准中的方法一,用氙灯测试1000h,结果如下表4所示。表4:由表4的数据分析可知,本发明中制备的防静电粉末涂料具有优异的保光率,达85%以上,但是对比例1-5中的防静电粉末涂料明显比实施例1-5中的保光率差。另外,将实施例1-5制备的粉末涂料以及对比例1-5制备的粉末涂料进行强度测试以及耐候性测试,结果显示本发明实施例1-5中的粉末涂料比实施例1-5的粉末涂料在形成涂层时具有更优异的强度以及耐候性性,因为本发明制备的粉末涂料的应用更为广泛。实施例6-8:实施例6-8中一种防静电粉末涂料的制备方法,包括以下步骤:将改性蜡与所述羧酸衍生物放置于混合釜中,以1000r/min的搅拌速度搅拌15min,得到分散均匀的第二助剂;将增硬填料放置混合釜中,然后添加第二助剂,待充分混合均匀放置温度为65℃中水浴锅中,震动处理15min后,在45mpa,温度为85℃的条件下挤压处理,最后经过第一破碎处理得到混合物a;往所述混合釜中继续添加端羧基聚酯树脂a、端羧基聚酯树脂b、异氰尿酸三缩水甘油酯、分散剂、导电炭黑、碳纳米管、增硬填料、流平剂、第一助剂、光亮剂、安息香、聚四氟乙烯以及颜料,充分混合均匀得到混合物b;将所述混合物b经过熔融挤出处理,且所述熔融挤出处理的工艺参数为:所述熔融挤出处理的一区温度为120℃;所述熔融挤出处理的二区温度为130℃;所述熔融挤出处理的三区温度为140℃;所述熔融挤出处理的四区温度为130℃;所述熔融挤出处理的主机转速为1800r/min,第二破碎处理以及磨粉处理后得到粒径为33μm的防静电粉末涂料。需要说明的是:实施例6-8中的成分以及用量与实施例5中的相同,但是改性蜡和乙酸酐的比例不同。对比例6-8:对比例6-8中改性蜡与羧酸衍生物的添加比例与实施例8不同,其它成分、含量以及制备工艺与对比例8相同。其中,实施例6-8以及对比例6-8中改性蜡与羧酸衍生物的添加比例(质量百分比)如下表5所示。表5:实施例6实施例7实施例8对比例6对比例7对比例8改性蜡10201562515乙酸酐1531711将实施例6-8制备的防静电粉末涂料以及对比例6-8制备的防静电粉末涂料进行防静电性能测试,测试标准为sj/t10694-2006,结果如表6所示。表6:由表6中的数据分析可知,本发明中改性蜡与羧酸衍生物的添加比例会影响制备粉末涂料的防静电性能,本发明限定了改性蜡以及羧酸衍生物的添加比例,不仅能促进粉末体系整体的相容性,还对制备的粉末涂料的防静电性能有影响。实施例9-11:将20g改性蜡与3g乙酸酐放置于混合釜中,以800r/min的搅拌速度搅拌15min,得到分散均匀的第二助剂;将增硬填料放置混合釜中,然后添加第二助剂,待充分混合均匀放置温度为75℃中水浴锅中,震动处理10min后,在50mpa,温度为75℃的条件下挤压处理,最后经过第一破碎处理得到混合物a;往所述混合釜中继续添加端羧基聚酯树脂a、端羧基聚酯树脂b、异氰尿酸三缩水甘油酯、分散剂、导电炭黑、碳纳米管、增硬填料、流平剂、第一助剂、光亮剂、安息香、聚四氟乙烯以及颜料,充分混合均匀得到混合物b;将所述混合物b经过熔融挤出处理,所述熔融挤出处理的主机转速为1800r/min-3000r/min,第二破碎处理以及磨粉处理后得到粒径为20μm的防静电粉末涂料。需要说明的是实施例9-11中的成分以及用量与实施例5相同,但是具体的熔融挤出处理的条件不同。对比例9-11:对比例9-11中的熔融挤出处理条件与实施例11不同,其它均与实施例11相同。实施例9-11以及对比例9-11的熔融挤出处理条件如下表7所示。表7:将实施例9-11制备的防静电粉末涂料以及对比例9-11制备的防静电粉末涂料进行防静电性能测试,测试标准为sjt10694-2006,结果如表8所示。表8:由表8中的数据分析可知,本发明中熔融挤出处理条件也会影响制备粉末涂料的防静电性能,本发明的粉末涂料在其成分、成分含量以及工艺条件的协同作用下,能获得更佳的防静电性能。另外,对比例10中制备的粉末涂料在熔融挤出处理的过程中,由于挤出温度过高,产品表面的光泽出现大幅度降低和冲击、附着力等机械性能也变得很差。,因此,在本发明的熔融挤出处理工艺参数的作用下,才能获得较佳防静电效果的粉末涂料。对比例12:与实施例5的区别在于未添加碳纳米管,其它与实施例5相同。对比例13:与实施例5的区别在于为添加炭黑,其它与实施例5相同。将对比例12以及对比例13中的粉末涂料进行保光率测试,《gb/t1865-2009色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》标准中的方法一,用氙灯测试1000h,结果如下表9所示。表9:由表9中的数据分析可知,本发明中添加碳纳米管以及炭黑在保证制备的粉末涂料具有优异的防静电性能的同时,还能有助于加强制备粉末涂料形成涂层时具有优异的耐候性。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12
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