一种防冰冷触感粉末涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种防冰冷触感粉末涂料及其制备方法。


背景技术：

2.与木质门窗幕墙、家俱相比，粉末涂料喷涂的铝门窗幕墙和家俱有耐腐朽、不变色、防虫蛀、无甲醛、无污染、可回收、绿色环保等优点。但一般金属家俱所采用的是高导热系数的金属板材，在寒冷的时候，人体触摸金属家俱时，热量能迅速从人体皮肤中传导出去，让人感觉家俱冰冷。其物理特性决定了铝门窗幕墙和铝制家俱具有冰冷触感，特别是在冬天。虽然铝门窗幕墙和铝制家俱喷涂了粉末涂料，但是一般的粉末涂料膜层在降低整体的导热系数方面存在较为明显的缺陷，因此冰冷触感没有得到根本性的改善。铝门窗幕墙和铝制家俱的市场需求较为低迷，尤其在北方较为寒冷的地区。
3.综上所述，经过申请人的海量检索，本领域至少存在粉末涂料喷涂的铝门窗幕墙和家俱有冰冷触感的问题，因此，需要开发或者改进一种防冰冷触感粉末涂料。


技术实现要素：

4.基于此，为了解决粉末涂料存在导热系数差，进而使得铝门窗幕墙和家俱有冰冷触感的问题，本发明提供了一种防冰冷触感粉末涂料，具体技术方案如下：
5.一种防冰冷触感粉末涂料，其包括以下质量份的原料：30～40份端羧基聚酯树脂a、25～30份端羧基聚酯树脂b、4.2～5.3份异氰尿酸三缩水甘油酯、2～2.5份气相二氧化硅、10～15份玻璃纤维、1～2份活化的天然片状硅酸盐、10～15份填料、0.1～0.5份光亮剂、0.2～0.5份安息香、0.2～1份聚四氟乙烯和0.5～3份颜料；
6.所述异氰尿酸三缩水甘油酯的环氧当量(g/eq)100-108；
7.所述聚四氟乙烯的中位粒径为3～6μm；
8.所述天然片状硅酸盐的堆积密度为500～700kg/m3；
9.所述光亮剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
10.进一步地，所述端羧基聚酯树脂a的酸值为27～33mgkoh/g，160℃下粘度为59～95pa.s；所述端羧基聚酯树脂b的酸值为32～38mgkoh/g，160℃下粘度为20～60pa.s。
11.进一步地，所述气相二氧化硅的中位粒径为7～13nm。
12.进一步地，所述玻璃纤维为钠钙硅酸盐玻璃纤维，以所述玻璃纤维总质量为百分百计，所述玻璃纤维包含8～12wt％氧化钠；
13.所述玻璃纤维的中位长度为3～7mm。
14.进一步地，所述填料包括碳酸钙、高岭土和硫酸钡中的至少一种。
15.进一步地，所述颜料包括二氧化钛、炭黑和铁红中的至少一种。
16.本技术方案还提供了一种防冰冷触感粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
17.将10～15份玻璃纤维、1～2份活化的天然片状硅酸盐和2～2.5份气相二氧化硅加入混料机中，混合3～5min，得到第一混合物；
18.将第一混合物用粉末压片机压实，得到第一片状物；
19.将第一片状物用破碎机破碎研磨，过筛后得到中位粒径为50～60um的第二混合物；
20.将第二混合物与30～40份端羧基聚酯树脂a、25～30份端羧基聚酯树脂b、4.2～5.3份异氰尿酸三缩水甘油酯、10～15份填料、0.1～0.5份光亮剂、0.2～0.5份安息香、0.2～1份聚四氟乙烯、0.5～3份颜料加入混料机混合3～5min，经过挤出机的熔融挤出、磨粉机的细粉碎和过筛得到防冰冷触感粉末涂料；
21.所述压实的压力为5～10mpa，所述压实时间为5～10min；
22.所述异氰尿酸三缩水甘油酯的环氧当量(g/eq)100-108；
23.所述聚四氟乙烯的中位粒径为3～6μm；
24.所述天然片状硅酸盐的堆积密度为500～700kg/m3；
25.所述光亮剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
26.进一步地，所述挤出机的设置条件为螺杆转速为40～45hz，熔融区温度为100～110℃，混料区温度为120～130℃。
27.进一步地，所述磨粉机的设置条件为主磨频率25～30hz，副磨频率15～18hz，加料频率20～22hz。
28.进一步地，所述过筛的目数为160～180目。
29.上述方案中制备的防冰冷触感粉末涂料由于导热系数更小，不会使热量迅速从皮肤中转移到金属上，让人感觉触感冰冷，可以解决冰冷触感问题。其中，将特定比例的气相二氧化硅、特定中位长度的玻璃纤维和特定堆积密度的活化的天然片状硅酸盐作为复合隔热材料，与特定比例特定酸值的端羧基聚酯树脂a和端羧基聚酯树脂与特定比例的特定环氧当量的异氰尿酸三缩水甘油酯相互发生交联反应，能够将纳米二氧化硅颗粒分布在端羧基聚酯的高分子链的空隙中，从而使得得到的粉末涂料的强度、韧性、延展性均大幅度提高。再进一步与填料、光亮剂、安息香、特定中位粒径的聚四氟乙烯和颜料相互作用，能有效改善寒冷时接触金属铝门窗幕墙和家俱时的冰冷手感，便得防冰冷触感的粉末涂料。
具体实施方式
30.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。
31.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。
32.本发明一实施例中的一种防冰冷触感的粉末涂料，其包括以下质量份的原料：30～40份端羧基聚酯树脂a、25～30份端羧基聚酯树脂b、4.2～5.3份异氰尿酸三缩水甘油酯、2～2.5份气相二氧化硅、10～15份玻璃纤维、1～2份活化的天然片状硅酸盐、10～15份填料、0.1～0.5份光亮剂、0.2～0.5份安息香、0.2～1份聚四氟乙烯和0.5～3份颜料；
33.所述异氰尿酸三缩水甘油酯的环氧当量(g/eq)100-108；
34.所述聚四氟乙烯的中位粒径为3～6μm；
35.所述天然片状硅酸盐的堆积密度为500～700kg/m3；
36.所述光亮剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
37.优选地，所述异氰尿酸三缩水甘油酯的环氧当量(g/eq)102-106。进一步优选地，所述异氰尿酸三缩水甘油酯的环氧当量(g/eq)103-105。
38.优选地，所述聚四氟乙烯的中位粒径为4～5μm。
39.优选地，所述天然片状硅酸盐的堆积密度为550～650kg/m3。进一步优选地，所述天然片状硅酸盐的堆积密度为580～620kg/m3。本发明中，特定堆积密度的天然片状硅酸盐可以更好地与其他成分协同作用，得到更好防冰冷触感的粉末涂料。
40.在其中一个实施例中，所述端羧基聚酯树脂a的酸值为27～33mgkoh/g，160℃下粘度为59～95pa.s；所述端羧基聚酯树脂b的酸值为32～38mgkoh/g，160℃下粘度为20～60pa.s。优选地，所述端羧基聚酯树脂a的酸值为29～31mgkoh/g，160℃下粘度为65～90pa.s；所述端羧基聚酯树脂b的酸值为33～36mgkoh/g，160℃下粘度为30～50pa.s。进一步优选地，所述端羧基聚酯树脂a的酸值为29～31mgkoh/g，160℃下粘度为70～80pa.s；所述端羧基聚酯树脂b的酸值为33～36mgkoh/g，160℃下粘度为35～45pa.s。
41.在其中一个实施例中，所述气相二氧化硅的中位粒径为7～13nm。优选地，所述气相二氧化硅的中位粒径为8～12nm。进一步优选地，所述气相二氧化硅的中位粒径为9～11nm。本发明中，特定中位粒径的气相二氧化硅可以更好地分散在高分子链的空隙中，并且更好地与其他成分协同作用，从而得到一种防冰冷触感的粉末涂料。
42.在其中一个实施例中，所述玻璃纤维为钠钙硅酸盐玻璃纤维，以所述玻璃纤维总质量为百分百计，所述玻璃纤维包含8～12wt％氧化钠；
43.所述玻璃纤维的中位长度为3～7mm。
44.优选地，所述玻璃纤维为钠钙硅酸盐玻璃纤维，以所述玻璃纤维总质量为百分百计，所述玻璃纤维包含9～11wt％氧化钠；
45.所述玻璃纤维的中位长度为4～6mm。
46.本发明中，特定中位长度的玻璃纤维可以更好地与其他成分协同作用，得到的粉末涂料防冰冷触感的效果更优。
47.在其中一个实施例中，所述填料包括碳酸钙、高岭土和硫酸钡中的至少一种。优选地，所述填料为硫酸钡。进一步优选地，所述硫酸钡的中位粒径为5～8μm。更进一步优选地，所述硫酸钡的中位粒径为6～7μm。
48.在其中一个实施例中，所述颜料包括二氧化钛、炭黑和铁红中的至少一种。
49.在其中一个实施例中，本技术方案提供了一种防冰冷触感粉末涂料的制备方法，其包括如下步骤：
50.将10～15份玻璃纤维、1～2份活化的天然片状硅酸盐和2～2.5份气相二氧化硅加入混料机中，混合3～5min，得到第一混合物；
51.将第一混合物用粉末压片机压实，得到第一片状物；
52.将第一片状物用破碎机破碎研磨，过筛后得到中位粒径为50～60um的第二混合物；
53.将第二混合物与30～40份端羧基聚酯树脂a、25～30份端羧基聚酯树脂b、4.2～
5.3份异氰尿酸三缩水甘油酯、10～15份填料、0.1～0.5份光亮剂、0.2～0.5份安息香、0.2～1份聚四氟乙烯、0.5～3份颜料加入混料机混合3～5min，经过挤出机的熔融挤出、磨粉机的细粉碎和过筛得到一种防冰冷触感的粉末涂料；
54.所述压实的压力为5～10mpa，所述压实时间为5～10min；
55.所述异氰尿酸三缩水甘油酯的环氧当量(g/eq)100-108；
56.所述聚四氟乙烯的中位粒径为3～6μm；
57.所述天然片状硅酸盐的堆积密度为500～700kg/m3；
58.所述光亮剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
59.在其中一个实施例中，所述挤出机的设置条件为螺杆转速为40～45hz，熔融区温度为100～110℃，混料区温度为120～130℃。
60.在其中一个实施例中，所述磨粉机的设置条件为主磨频率25～30hz，副磨频率15～18hz，加料频率20～22hz。
61.在其中一个实施例中，所述过筛的目数为160～180目。
62.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。
63.实施例1：
64.按质量份将13份中位长度为5mm的含氧化钠10wt％的钠钙硅酸盐玻璃纤维、2份活化的堆积密度为600kg/m3的天然片状硅酸盐和2.2份中位粒径为10nm的气相二氧化硅加入立式三维运动混料机中，混合4min，得到第一混合物；设置压实的压力为8mpa，将第一混合物用粉末压片机压实8min，得到第一片状物；将第一片状物用破碎机破碎研磨，过筛后得到中位粒径为55um的第二混合物；将第二混合物与按质量份的35份酸值为30mgkoh/g，160℃下粘度为77pa.s，的端羧基聚酯树脂a、28份酸值为32～38mgkoh/g，160℃下粘度为40pa.s，端羧基聚酯树脂b、4.8份环氧当量(g/eq)为105的异氰尿酸三缩水甘油酯、12份中位粒径为6μm的硫酸钡、0.3份丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、0.4份安息香、0.6份中位粒径为5μm的聚四氟乙烯、1.7份颜料加入混料机混合4min，经过挤出机的熔融挤出、磨粉机的细粉碎和过筛得到防冰冷触感粉末涂料；挤出机的设置条件为螺杆转速为42hz，熔融区温度为115℃，混料区温度为125℃。磨粉机的设置条件为主磨频率28hz，副磨频率16hz，加料频率21hz。过筛的目数为170目。
65.实施例2：
66.与实施例1同，不同之处在于二氧化硅的中位粒径为7nm。
67.实施例3：
68.与实施例1同，不同之处在于二氧化硅的中位粒径为13nm。
69.实施例4：
70.与实施例1同，不同之处在于天然片状硅酸盐的堆积密度的堆积密度为500kg/m3。
71.实施例5：
72.与实施例1同，不同之处在于天然片状硅酸盐的堆积密度的堆积密度为700kg/m3。
73.实施例6：
74.与实施例1同，不同之处在于钠钙硅酸盐玻璃纤维的中位长度为3mm。
75.实施例7：
76.与实施例1同，不同之处在于钠钙硅酸盐玻璃纤维的中位长度为7mm。
77.实施例8：
78.与实施例1同，不同之处在于将第二混合物与按质量份的30份酸值为30mgkoh/g，160℃下粘度为77pa.s，的端羧基聚酯树脂a、28份酸值为32～38mgkoh/g，160℃下粘度为40pa.s，端羧基聚酯树脂b、4.8份环氧当量(g/eq)为105的异氰尿酸三缩水甘油酯、12份中位粒径为6μm的硫酸钡、0.3份丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、0.4份安息香、0.6份中位粒径为5μm的聚四氟乙烯、1.7份颜料加入混料机混合。
79.实施例9：
80.与实施例1同，不同之处在于将第二混合物与按质量份的40份酸值为30mgkoh/g，160℃下粘度为77pa.s，的端羧基聚酯树脂a、28份酸值为32～38mgkoh/g，160℃下粘度为40pa.s，端羧基聚酯树脂b、4.8份环氧当量(g/eq)为105的异氰尿酸三缩水甘油酯、12份中位粒径为6μm的硫酸钡、0.3份丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、0.4份安息香、0.6份中位粒径为5μm的聚四氟乙烯、1.7份颜料加入混料机混合。
81.对比例1：
82.与实施例1同，不同之处在于按质量份将2份活化的堆积密度为600kg/m3的天然片状硅酸盐和2.2份中位粒径为10nm的气相二氧化硅加入立式三维运动混料机中。
83.对比例2：
84.与实施例1同，不同之处在于按质量份将13份中位长度为5mm的含氧化钠10wt％的钠钙硅酸盐玻璃纤维和2.2份中位粒径为10nm的气相二氧化硅加入立式三维运动混料机中。
85.对比例3：
86.与实施例1同，不同之处在于按质量份将13份中位长度为5mm的含氧化钠10wt％的钠钙硅酸盐玻璃纤维和2份活化的堆积密度为600kg/m3的天然片状硅酸盐加入立式三维运动混料机中。
87.测试方法
88.涂料的导热系数的测定：采用标准iso 22007-2-2008的瞬时平面热源法，其数值越小防冰冷触感性能越好。
89.压痕的测定：采用gb/t 5237.4-2017测定，数值越高表明硬度性能越好。
90.冲击的测定方法：使用gb/t 5237.4-2017测定，数值越高表明冲击性能越好
91.弯曲的测定：采用gb/t 5237.4-2017测定，数值越小弯曲性能越好。
92.附着力测定：采用gb/t 5237.4-2017测定，等级越小附着力性能越好。得到实验结果如表1所示：
93.表1：
[0094][0095][0096]
从表1的数据我们可以看出，由于采用了本发明提供的防冰冷触感粉末涂料，实施例1～9的导热系数低至0.031～0.048w/m
·
k，解决了冰冷触感的问题。此外，实施例1～9的压痕硬度高达97.8～102.3，正反面冲击高达50kg
·
cm，弯曲达到2mm，附着力达到0级。而对比例1～3的导热系数高达0.429～0.5118w/m
·
k，压痕硬度只有78.4～82.2，正反面冲击低至35～42kg
·
cm，弯曲高达4mm，附着力只有1～2级。实施例1～9的各项性能明显优于对比例1～3，说明了本发明制备的粉末涂料具有更显著且防冰冷触感效果。
[0097]
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。
[0098]
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。