一种超耐磨抗静电固体粉末及其制备方法与流程

本技术涉及涂料领域，尤其是涉及一种超耐磨抗静电固体粉末及其制备方法。

背景技术：

1、粉末涂料通常由基体树脂、填料、颜料、固化剂等制得，以固体粉末的形式存在。与传统的液体涂料相比，粉末涂料不含溶剂，具有环保性。

2、其中，氟烯烃-乙烯基醚共聚物具有耐候性好的特点，常常作为粉末涂料的基体树脂。填料通常是一种固体颗粒或纤维，添加到粉末涂料中可以提高涂膜的物理性能，例如硬度。目前常用的填料有二氧化硅微球、空心玻璃微珠、碳酸钙等，但不管是二氧化硅微球、空心玻璃微珠还是碳酸钙在氟烯烃-乙烯基醚共聚物中均容易存在分散性差的问题，导致粉末涂料最终所形成的涂膜的硬度稳定性差。

技术实现思路

1、为了改善相关技术中超耐磨抗静电固体粉末的硬度稳定性差的问题，本技术提供一种超耐磨抗静电固体粉末及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种超耐磨抗静电固体粉末采用如下的技术方案：

3、一种超耐磨抗静电固体粉末，按原料计，所述超耐磨抗静电固体粉末包括以下重量份的原料：

4、氟烯烃-乙烯基醚共聚物：70-80重量份；

5、硅烷偶联剂改性填料：10-15重量份；

6、颜料：8-12重量份；

7、固化剂：12-15重量份；

8、抗静电剂：1-2重量份；

9、所述氟烯烃-乙烯基醚共聚物的结构式如下：

10、

11、其中，x为氟元素或氯元素，r1为烷基，r2和r3为亚烷基，n的取值范围为2000-4000。

12、本技术中的超耐磨抗静电固体粉末采用氟烯烃-乙烯基醚共聚物、硅烷偶联剂改性填料、颜料以及固化剂共同制备得到，其所形成的涂膜的硬度在6h以上，具有硬度高且稳定、耐磨性好的优点。

13、其中，本技术中的氟烯烃-乙烯基醚共聚物同时含有羟基和羧基，既可以提供固化反应基团，也有利于提高硅烷偶联剂改性填料以及颜料的分散性。另外，基于硅烷偶联剂改性填料以及颜料分散性、超耐磨抗静电固体粉末硬度以及超耐磨抗静电固体粉末与基材附着牢度的综合考虑，本技术限定了氟烯烃-乙烯基醚共聚物聚合度n的取值范围为2000-4000。

14、与直接加入填料相比，硅烷偶联剂改性填料在氟烯烃-乙烯基醚共聚物中的分散性更好，有利于提高超耐磨抗静电固体粉末硬度的稳定性。其中，硅烷偶联剂改性填料可以采用硅烷偶联剂改性碳酸钙、硅烷偶联剂改性二氧化硅微球、硅烷偶联剂改性空心玻璃微珠等。

15、颜料可以根据实际颜色需求进行添加，优选无机颜料。

16、固化剂与氟烯烃-乙烯基醚共聚物中的反应性基团进行反应，可以提高超耐磨抗静电固体粉末的硬度。

17、抗静电剂的加入能够降低超耐磨抗静电固体粉末所形成的涂膜的表面电阻和体积电阻，使涂膜具有良好的导除静电性能，从而预防静电积累产生的不良影响。其中，抗静电剂可以选用石墨、氧化锌等导电性抗静电剂。

18、优选的，所述氟烯烃-乙烯基醚共聚物中，x为氟元素或氯元素，r1选用碳原子数为1-4的烷基，r2和r3选用碳原子数为1-4的亚烷基，n的取值范围为2000-2500。

19、本技术氟烯烃-乙烯基醚共聚物中，r1选用碳原子数为1-4的烷基，r2和r3选用碳原子数为1-4的亚烷基，n的取值范围为2000-2500时，在不添加流平剂的时候，也能够获得涂层平整、丰满度高、表面无缩孔缺陷的超耐磨抗静电固体粉末。

20、可选的，按原料计，所述硅烷偶联剂改性填料包括填料与质量浓度为3-5％的硅烷偶联剂溶液，所述填料与所述质量浓度为3-5％的硅烷偶联剂溶液的重量比为(4-8):50。

21、本技术中，硅烷偶联剂改性填料由硅烷偶联剂溶液对填料进行浸渍改性即可，具有方法简单、操作方便、节约能源的优点。

22、可选的，所述硅烷偶联剂采用氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的至少一种。

23、可选的，所述填料的粒径范围为0.5μm-1.0μm。

24、可选的，所述填料采用包覆改性陶瓷废弃料，所述包覆改性陶瓷废弃料的制备方法包括以下步骤：

25、采用浓度为0.001-0.01mol/l的强碱溶液对陶瓷废弃料进行浸泡1-2h，然后清洗、干燥，得到表面改性陶瓷废弃料；

26、将50-60重量份乙腈、2-4重量份乳化剂、0.1-0.2重量份偶氮二异丁腈以及40-50重量份水制备成混合溶液，然后将4-8重量份表面改性陶瓷废弃料均匀分散于混合溶液中，一边搅拌一边添加15-20重量份全氢聚硅氮烷和8.5-10.5重量份双乙烯基封端硅油，接着升温至180-200℃，反应3-4h后，在1200-1400℃进行煅烧2-3h，得到包覆改性陶瓷废弃料。

27、本技术所采用的陶瓷废弃料中，二氧化硅的成分含量为65-75％，氧化铝的含量为10-20％、余量为氧化钾、氧化钠等成分。其中，陶瓷废弃料的粒径范围为0.5-1.0μm。

28、陶瓷废料是产量巨大的废弃资源之一，如何提高陶瓷废料的有效再利用，提高陶瓷废料资源的利用率，具有重要的研究价值。其中，由于陶瓷材料的硬度高，对于有高硬、高耐磨性能需求的超耐磨抗静电固体粉末，也可以加入陶瓷废弃料作为填料，在一定程度上提高超耐磨抗静电固体粉末的硬度。但是，由于陶瓷废料的裂缝多，直接采用陶瓷废弃料与硅烷偶联剂制得的硅烷偶联剂改性陶瓷废弃料作为填料时，超耐磨抗静电固体粉末的防水性差，遇水容易发生鼓泡、涂层脱落等问题。

29、为解决该问题，本技术中，在对陶瓷废弃料做硅烷偶联剂改性之前，先对陶瓷废弃料做包覆改性处理。具体操作为先采用特定浓度的强碱溶液对陶瓷废弃料进行浸泡处理，增加陶瓷废弃料的表面粗糙度，可提高陶瓷废弃料的包覆率。然后，采用全氢聚硅氮烷、双乙烯基封端硅油等共同制备陶瓷废弃料的包覆层，最后通过对陶瓷废弃料外周侧的包覆层进行煅烧，在陶瓷废弃料的外周侧包覆一层致密的sicn、sio2，有效改善了超耐磨抗静电固体粉末直接以硅烷偶联剂改性陶瓷废弃料作为填料时防水性差的问题，还能进一步提高粉末涂料的硬度，有利于改善粉末涂料的耐磨性。

30、可选的，所述全氢聚硅氮烷的添加速度为0.045-0.05kg/min。

31、全氢聚硅氮烷的添加速度控制为0.045-0.05kg/min，有利于进一步提高将包覆改性陶瓷废弃料的抗渗水性，对提高超耐磨抗静电固体粉末的防水性有促进作用。

32、可选的，所述双乙烯基封端硅油的添加速度为0.025-0.035kg/min。

33、双乙烯基封端硅油的添加速度为0.025-0.035kg/min，有利于进一步提高将包覆改性陶瓷废弃料的抗渗水性，对提高超耐磨抗静电固体粉末的防水性有促进作用。

34、可选的，所述双乙烯基封端硅油的粘度为10000-12000cst。

35、可选的，所述固化剂包括羟烷基酰胺固化剂和异氰酸酯固化剂，所述羟烷基酰胺固化剂和异氰酸酯固化剂的重量比为1：(2-3)。

36、本技术中，固化剂采用羟烷基酰胺固化剂和异氰酸酯固化剂两者上述配比的组合物时，有利于进一步提高超耐磨抗静电固体粉末的硬度。

37、第二方面，本技术提供的一种超耐磨抗静电固体粉末的制备方法采用如下的技术方案：

38、一种超耐磨抗静电固体粉末的制备方法，包括以下步骤：

39、将氟烯烃-乙烯基醚共聚物、硅烷偶联剂改性填料、颜料、固化剂以及抗静电剂均匀混合，得到混合料；

40、将混合料在130-150℃熔融挤出、压片、破碎，得到超耐磨抗静电固体粉末。

41、采用上述方法制备超耐磨抗静电固体粉末具有步骤简单、操作方便的优点，有利于提高超耐磨抗静电固体粉末的生产效率。

42、综上所述，本技术至少包括以下有益技术效果：

43、(1)本技术中的超耐磨抗静电固体粉末采用氟烯烃-乙烯基醚共聚物、硅烷偶联剂改性填料、颜料以及固化剂共同制备得到，其所形成的涂膜的硬度在6h以上，具有硬度高且稳定、耐磨性好的优点，同时，抗静电剂的加入，使得本技术超耐磨抗静电固体粉末所形成的涂膜具有优异的抗静电性能。

44、(2)直接将硅烷偶联剂改性陶瓷废料作为超耐磨抗静电固体粉末的填料时，超耐磨抗静电固体粉末所形成的涂层的硬度稳定性变差，但采用本技术全氢聚硅氮烷和双乙烯基封端硅油共同改性后再采用硅烷偶联剂做处理，能够在提高陶瓷废料利用率的基础上，同时获得高硬度且稳定性好、防水性佳的超耐磨抗静电固体粉末。