一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

1、粉末涂料是一种由固体粉末颗粒组成的涂装材料，其主要成分为固体树脂、颜料和助剂等，由于粉末涂料与传统油漆相比，具有完全不同的使用方式，粉末涂料能够通过静电喷涂设备直接喷涂在物体表面，再经高温烘烤即可固化成型，这种喷涂方式相较于传统油漆能够有效节省涂装周期，而且由于不含溶剂，因此还具有明显的环保优势，复合可持续发展的理念，因此近年来在家电等领域得到了广泛的应用。

2、目前，粉末涂料主要分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料，其中热固性粉末涂料形成的涂层流平性更好，更加适用电木底材，常见的热固性粉末涂料主要以环氧树脂为基材，但是环氧树脂基热固性粉末涂料固化后形成的涂层较脆，硬度、耐磨性和冲击性能等机械力学性能难以满足要求。此外，由于大部分家电在使用过程中均会产生发热现象，这就导致所使用的涂料需要具有良好的耐热稳定性，否则在长期高温环境中可能会发生脱落现象，因此环氧树脂粉末涂料在实际应用中还需要进行适当改进。

3、汉麻纤维作为一种天然的高分子纤维，具有优异的力学性能、生物降解性和环保性，被广泛应用于复合材料领域，因此，将其作为添加剂，对环氧树脂粉末涂料进行改性，能够一定程度上改善环氧树脂粉末涂料的机械力学性能，但是，汉麻纤维本身与环氧树脂之间存在相容性问题，一旦发生团聚，可能会对环氧树脂粉末涂料的综合性能产生负面影响。

4、基于此，本发明提供了一种热固性粉末涂料，具有良好的综合性能，可解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料及其制备方法，解决了环氧树脂基热固性粉末涂料硬度较低、冲击性能较差等问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，按重量份数计，包括以下组分：环氧树脂90-100份、纤维改性组分3-5份、补强添加组分4-6份、固化剂2-4份、颜料1-3份、助剂1-3份；

4、所述纤维改性组分为表面包覆有生物质大分子的汉麻纤维；

5、所述补强添加组分为结构中含有苝杂环和醚键的嵌段聚合物。

6、更进一步地，所述纤维改性组分采用下列方法制备：

7、步骤a、制作改性汉麻纤维

8、将汉麻纤维分散在甲苯中，形成均匀分散液，于氮气保护下，继续加入酸酐改性剂和对甲苯磺酸，加毕，升温处理，当温度达到90-100℃时，保持，持续搅拌4-8h后，徹去氮气，将固体料分离出来，即可制得改性汉麻纤维；

9、在上述技术方案中，汉麻纤维表面含有羟基，可以在高温和催化剂的共同作用下，与酸酐改性剂发生开环酯化，从而在汉麻纤维表面进行羧基化修饰，制得改性汉麻纤维；

10、步骤b、将壳聚糖与醋酸溶液混合，常温搅拌至完全溶解后，加入二环己基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺，加毕搅匀后，再加入改性汉麻纤维，超声分散30-60min后，于室温条件下持续搅拌3-6h，将物料分离，洗涤、干燥处理后，即可制得纤维改性组分。

11、由于壳聚糖结构中含有活性氨基取代基，在二环己基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺的活化作用下，能够与改性汉麻纤维表面修饰的羧基活性冠能团发生酰胺化反应，从而经生物质大分子壳聚糖修饰在汉麻纤维表面，制得纤维改性组分。

12、更进一步地，步骤a中，所述汉麻纤维的长度为0.5-1mm。

13、更进一步地，步骤a中，所述酸酐改性剂为丁二酸酐、戊二酸酐或者马来酸酐中的任一种。

14、更进一步地，步骤b中，所述壳聚糖的脱乙酰度≥95％。

15、更进一步地，所述补强添加组分采用下述方法制备：

16、将3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺和甲苯混合，加入至充满氮气的容器中，搅拌溶解后，继续向容器中加入氯醚类物质，加毕，开启加热，升温至50-60℃，搅拌2-4h后，继续将三乙胺加入至容器中，并进一步提高温度至65-75℃，保温搅拌6-8h后，徹去氮气，减压蒸发，将溶剂去除，所得产物经洗涤、真空干燥处理，制得补强添加剂。

17、在上述技术方案中，以3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺和氯醚类物质为原料，利用3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺结构中含有的仲胺可以与氯醚类物质结构中的卤素取代基发生取代反应的原理，以三乙胺为催化剂，使彼此之间发生连续不间断的取代反应，进而形成首尾相互连接的，具有苝杂环和醚键的嵌段聚合物，通过控制原料的用量比，可使该嵌段聚合物分子链末端为仲胺基，制得补强添加剂。

18、更进一步地，所述3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺和氯醚类物质的摩尔比为1:0.9-1。

19、更进一步地，所述氯醚类物质为二(2-氯乙基)醚或者二乙二醇双氯乙酯。

20、更进一步地，所述固化剂为十七烷基咪唑；所述颜料为钛白粉、碳酸钙或者炭黑中的任一种。

21、一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

22、第一步、按照重量份数称取环氧树脂、纤维改性组分、补强添加组分、固化剂、颜料和助剂，倒入混料缸中搅拌均匀后，经喂料器进入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机一区温度为100-110℃，二区温度为80-90℃，螺杆转速为40-50r/min，经熔融挤出，待其冷却，可制得混合物料；

23、第二步、将混合物料压制成厚度为0.5-1.5mm的片状物，再将其移入磨粉机中，设置主磨频率为45-50hz，副磨频率为28-33hz，喂料频率为25-30hz，研磨结束后，过180目筛，可获得热固性粉末涂料。

24、本发明的有益效果：

25、a)本发明首先通过对汉麻纤维进行表面修饰，制备纤维改性组分，由于修饰物壳聚糖结构中含有大量氨基，这些氨基的存在使得纤维之间产生静电排斥，能够促使纤维改性组分均匀分散在环氧树脂中，另外，这些氨基还可在环氧树脂粉末涂料高温固化过程中，参与环氧树脂的固化反应，从而解决了汉麻纤维与环氧树脂之间的相容性问题，并使得纤维与环氧树脂之间相互缠结，进而促使汉麻纤维能够牢牢嵌入环氧树脂固化后的涂层中，从而高效结合汉麻纤维的优势，有效增强环氧树脂粉末涂料的冲击性能等。

26、b)本发明制备的补强添加料结构中含有苝杂环和醚键的嵌段聚合物，而且其分子链末端的仲胺同样能够参与到环氧树脂的高温固化过程中，从而与环氧树脂分子链形成高度的缠绕交联，不仅能够提高涂层的致密性，同时还能通过苝杂环的刚性特征，增强涂层的耐热稳定性和硬度。另外，醚键的大量存在能够提高涂料与电木底材的附着力，进一步降低环氧树脂粉末涂料在长期高温条件下发生脱落的可能性。

27、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：环氧树脂90-100份、纤维改性组分3-5份、补强添加组分4-6份、固化剂2-4份、颜料1-3份、流平助剂1-3份；

2.根据权利要求1所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，所述纤维改性组分采用下列方法制备：

3.根据权利要求2所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，步骤a中，所述汉麻纤维的长度为0.5-1mm。

4.根据权利要求2所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，步骤a中，所述酸酐改性剂为丁二酸酐、戊二酸酐或者马来酸酐中的任一种。

5.根据权利要求2所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，步骤b中，所述壳聚糖的脱乙酰度≥95％。

6.根据权利要求1所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，所述补强添加组分采用下述方法制备：

7.根据权利要求6所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，所述3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺和氯醚类物质的摩尔比为1:0.9-1。

8.根据权利要求6所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，所述氯醚类物质为二(2-氯乙基)醚或者二乙二醇双氯乙酯。

9.根据权利要求1所述的一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为十七烷基咪唑；所述颜料为钛白粉、碳酸钙或者炭黑中的任一种。

10.一种如权利要求1所述的用于涂装电木底材的热固性粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及涂料技术领域，公开了一种用于涂装电木底材的热固性粉末涂料及其制备方法，该热固性粉末涂料是以环氧树脂为基体，以纤维改性组分和补强添加组分等为添加料，经共混、挤出和磨粉工艺制得，纤维改性组分能够参与环氧树脂的固化反应，从而高效结合汉麻纤维的优势，有效增强环氧树脂粉末涂料的冲击性能等，补强添加料同样能够参与到环氧树脂的高温固化过程中，与环氧树脂分子链形成高度的缠绕交联，不仅能够提高涂层的致密性，同时还能通过苝杂环的刚性特征，增强涂层的耐热稳定性和硬度。另外，醚键的大量存在能够提高涂料与电木底材的附着力，进一步降低环氧树脂粉末涂料在长期高温条件下发生脱落的可能性。技术研发人员：汪民,董泽,董精深受保护的技术使用者：广东德泽新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13