超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末及其制备方法与流程

本技术涉及涂料领域，尤其是涉及超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末及其制备方法。

背景技术：

1、与有机溶剂涂料以及水性涂料相比，粉末涂料具有污染小、成膜能力好的优点。粉末涂料以微细粉末的状态存在，常见的喷涂方法为静电喷涂和摩擦喷涂，通过加热烘烤、熔融、固化的方式形成光滑平整的涂膜。

2、金属粉末涂料是指添加有金属颜料的粉末涂料，金属颜料可以是铜粉和铝粉，能够有效提升涂膜的光泽度，给人明亮的视觉体验，从而改善涂膜的美观效果。

3、传统的金属粉末涂料制备方法中，是将金属颜料与底粉通过物理机械混配，但因为金属颜料与底粉之间的粘连程度低，导致金属颜料在底粉中的分散均匀性不好，影响最终涂膜的光泽度和平整度；目前有采用热邦定的加工方式，即先加热底粉使底粉达到有一定黏性的程度，再加入金属颜料进行混配，利用底粉的黏性来粘附金属颜料，从而改善金属颜料与底粉的结合，保证粉末涂料的基础性能，例如硬度。

4、然而热邦定的加工方式对底粉加热时的温度控制要求精度高，温度控制不好容易导致粉末结块或者无法形成邦定效果，影响了粉末涂料的硬度，因此生产加工难度较高。

技术实现思路

1、为了降低金属粉末涂料加工难度的同时保证粉末涂料的硬度，本技术提供超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末采用如下的技术方案：超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末，由包括以下重量百分比的原料制成：

3、氟碳树脂44～50％；

4、聚酯树脂22～26％；

5、羟烷基酰胺固化剂2～5％；

6、异氰酸酯固化剂2～5％；

7、金属颜料10～15％；

8、改性沉淀硫酸钡4～7％；

9、流平剂1～3％；

10、其他助剂0～2％；

11、所述改性沉淀硫酸钡先通过沉淀硫酸钡与羟丙基甲基纤维素混合，然后加入苯基异氰酸酯反应而制得。

12、通过采用上述技术方案，苯基异氰酸酯与羟丙基甲基纤维素反应，接入苯环刚性结构，对涂膜硬度和抵抗外界破坏的能力有提升作用；羟丙基甲基纤维素具有调节氟碳树脂和聚酯树脂体系粘度的作用，并且羟丙基甲基纤维素预结合苯基异氰酸酯和沉淀硫酸钡，得到的改性沉淀硫酸钡对金属颜料有良好的吸附和分散效果，同时对金属颜料有一定的定向排列趋势，改善涂膜的硬度、平整度和光泽度；另外在热邦定过程中，改性沉淀硫酸钡能够使金属颜料与聚酯树脂产生良好粘附所需要的黏性范围更宽，从而热邦定过程中的温度区间可以扩大，降低对热绑定过程参数控制的精确度要求，从而降低生产难度。

13、可选的，所述沉淀硫酸钡、苯基异氰酸酯与羟丙基甲基纤维素的重量比为1:(0.3～0.4):(1.3～2)。

14、通过采用上述技术方案，控制苯基异氰酸酯与羟丙基甲基纤维素的比例，平衡苯环结构接入程度对羟丙基甲基纤维素粘度的影响，控制苯基异氰酸酯、羟丙基甲基纤维素与沉淀硫酸钡三者的比例，不仅保证沉淀硫酸钡在粉末涂料体系中发挥良好的填充和遮盖作用，同时改善金属颜料的分散性，从而最终粉末涂料形成的涂膜在平整度和硬度方面都具有较好的表现。

15、可选的，所述羟丙基甲基纤维素的取代型为2208型、型号选用4km或10km。

16、通过采用上述技术方案，选择取代型为2208型的羟丙基甲基纤维素可以控制甲氧基含量和羟丙基含量分布，选择型号k4m或k10m可以控制粘度，使羟丙基甲基纤维素适配于金属颜料的分散均匀改性，提升粉末涂料的综合性能。

17、可选的，所述苯基异氰酸酯选用甲苯异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯和二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

18、通过采用上述技术方案，上述苯基异氰酸酯能够与羟丙基甲基纤维素充分反应，并提供刚性苯环，配合改性沉淀硫酸钡在涂料体系中的分散，增强聚酯树脂的骨架结构，从而改善涂膜的硬度和附着力。

19、可选的，所述苯基异氰酸酯选用4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯和间甲苯异氰酸酯复配，所述苯基异氰酸酯中4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯和间甲苯异氰酸酯的重量比为1:(1～1.5)。

20、通过采用上述技术方案，苯基异氰酸酯采用两种异氰酸酯复配，其中4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯能够与羟丙基甲基纤维素以及沉淀硫酸钡中的羟基反应，形成交缠网络结构，从而与聚酯树脂形成互补体系，可以增强涂膜的致密性，对水气等外界干扰有进一步的阻隔作用，耐候性更好；间甲苯异氰酸酯可以控制交缠程度，从而在满足羟丙基甲基纤维素与沉淀硫酸钡稳定连接的同时，保证改性沉淀硫酸钡自身的分散性，进而改善金属颜料的分散性。

21、可选的，所述聚酯树脂选用饱和羧化聚酯树脂。

22、通过采用上述技术方案，饱和羧化聚酯树脂与固化剂结合后，能够形成良好的交联网络结构。

23、可选的，所述金属颜料选用钛白粉、铝粉、铜粉、珠光粉和锌粉中的一种或多种。

24、通过采用上述技术方案，上述金属颜料能够产生良好的光泽度，从而使涂膜呈现良好的外观效果。

25、可选的，所述其他助剂还包括抗菌剂、抗紫外剂和抗氧化剂中的一种或多种。

26、第二方面，本技术提供的超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末的制备方法采用如下的技术方案：

27、超耐候氟碳高硬度金属邦定粉末的制备方法，包括以下步骤：

28、制备改性沉淀硫酸钡：

29、将沉淀硫酸钡与羟丙基甲基纤维素混合，搅拌均匀，然后加入苯基异氰酸酯并加热至60～70℃，搅拌反应，反应结束后冷却，粉碎，得到改性沉淀硫酸钡；

30、制备金属粉末涂料：

31、将聚酯树脂、羟烷基酰胺固化剂、改性沉淀硫酸钡、流平剂和其他助剂混合，熔融挤出，压片冷却，粉碎，得到底粉；

32、将底粉升温至邦定温度，邦定温度范围为聚酯树脂的玻璃态转化温度tg以下3℃至聚酯树脂的玻璃态转化温度tg以上6℃，然后加入金属颜料，以1800～2400rpm的速率搅拌2～6min，搅拌完毕后出料，冷却，过筛，得到邦定底粉；

33、将氟碳树脂和异氰酸酯固化剂投入挤出机中挤出，冷却，粉碎，得到氟碳底粉；

34、将氟碳底粉与邦定底粉混合均匀，得到金属粉末涂料。

35、将底粉升温至邦定温度，邦定温度范围为聚酯树脂的玻璃态转化温度tg以下3℃至聚酯树脂的玻璃态转化温度tg以上6℃，然后加入金属颜料，以1800～2400rpm的速率搅拌2～6min，搅拌完毕后出料，冷却，过筛，得到金属粉末涂料。

36、一般的热邦定法要求邦定温度控制在较小范围内，若温度过高则涂料容易结块报废，若温度过低则邦定效果不佳，因此邦定温度一般控制在聚酯树脂的玻璃态转化温度±2℃范围内，即邦定温度范围只有4℃的误差。

37、通过采用上述技术方案，本技术利用苯基异氰酸酯与羟丙基甲基纤维素结合对沉淀硫酸钡进行改性，改善金属颜料与聚酯树脂的粘附效果和分散效果，从而使金属颜料可以适应更宽黏性范围的聚酯树脂，邦定温度范围从4℃扩大至9℃的区间范围，因此对温度控制的精度要求降低，同时保证金属粉末涂料的质量。

38、以玻璃态转化温度tg为60℃的聚酯树脂为例，邦定温度范围为57～66℃。

39、综上所述，本技术具有以下有益效果：

40、1、本技术以苯基异氰酸酯与羟丙基甲基纤维素反应，接入苯环刚性结构，对涂膜硬度和抵抗外界破坏的能力有提升作用；羟丙基甲基纤维素具有调节聚酯树脂体系粘度的作用，并且羟丙基甲基纤维素预结合苯基异氰酸酯和沉淀硫酸钡，得到的改性沉淀硫酸钡对金属颜料有良好的吸附和分散效果，同时对金属颜料有一定的定向排列趋势，改善涂膜的硬度、平整度和光泽度；另外在热邦定过程中，改性沉淀硫酸钡能够使金属颜料与聚酯树脂产生良好粘附所需要的黏性范围更宽，从而热邦定过程中的温度区间可以扩大，降低对热绑定过程参数控制的精确度要求，从而降低生产难度。

41、2、苯基异氰酸酯采用两种异氰酸酯复配，其中4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯能够与羟丙基甲基纤维素以及沉淀硫酸钡中的羟基反应，形成交缠网络结构，从而与聚酯树脂形成互补体系，可以增强涂膜的致密性，对水气等外界干扰有进一步的阻隔作用，耐候性更好；间甲苯异氰酸酯可以控制交缠程度，从而在满足羟丙基甲基纤维素与沉淀硫酸钡稳定连接的同时，保证改性沉淀硫酸钡自身的分散性，进而改善金属颜料的分散性。