本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

靜電噴涂利用高壓靜電電暈電場(chǎng)原理。噴槍頭上的金屬導(dǎo)流杯接上高壓負(fù)電，被涂工件接地形成正極。在噴槍和工件之間形成較強(qiáng)的靜電場(chǎng)。當(dāng)運(yùn)載氣體(壓縮空氣)將粉末涂料從供粉桶經(jīng)輸粉管送到噴槍的導(dǎo)流杯時(shí)，其周?chē)a(chǎn)生密集的電荷，粉末帶上負(fù)電荷，在靜電力和壓縮空氣的作用下，粉末均勻的吸附在工件上，經(jīng)加熱、粉末熔融固化(或塑化)成均勻、連續(xù)、平整、光滑的涂膜。

為了使粉末涂料能夠用于靜電噴涂，通常是通過(guò)在涂料中加入導(dǎo)電填料，目前使用的導(dǎo)電填料概括起來(lái)有碳系、金屬系和金屬氧化物系等。碳系以石墨、碳黑為主，存在漆膜附著力和抗?jié)B透性差、會(huì)污染油品等缺點(diǎn)；金屬系導(dǎo)電填料價(jià)格昂貴、易氧化、易沉底結(jié)塊，不便于施工；金屬氧化物系填料本身導(dǎo)電性比較差，使用時(shí)需要摻雜其他金屬來(lái)提高導(dǎo)電性。這些導(dǎo)電填料在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題限制了導(dǎo)電耐蝕涂層的應(yīng)用。碳納米管由于其獨(dú)特的內(nèi)在結(jié)構(gòu)(較大的長(zhǎng)徑比、納米級(jí)管徑等)，表現(xiàn)出高強(qiáng)度、高韌性、強(qiáng)導(dǎo)電性、高化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等良好性能，使得碳納米管成為靜電噴涂涂料的理想填料。但現(xiàn)有技術(shù)中為了使得碳納米管分散在聚合物成膜基體中，不僅需要復(fù)雜的分散工藝，而且存在與基體結(jié)合力差等一系列問(wèn)題，大大限制了靜電噴涂用粉末涂料的開(kāi)發(fā)。此外，除了靜電噴涂的噴涂工藝可以提升涂膜性能以外，還要求改善粉末涂料本身的耐候特性，因此，粉末涂料成分的選擇也至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料及其制備方法，在保證粉末涂料具有良好靜電噴涂效果的前提下，大大提高了涂料的耐候性能。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚酯樹(shù)脂50-80份、醇酸樹(shù)脂15-35份、聚酯包覆碳納米管3-15份、納米二氧化鈦2-6份、納米氧化鋅1-5份、氮化鋁1-3份、磷鎢酸0.5-2份、石英0.5-2份、鋁礬土5-15份、乙烯基三乙氧基硅烷2-6份、鈦白粉5-10份、安息香1-2份、流平劑0.5-2份、助劑0.1-1份、丙二醇甲醚醋酸酯1-5份、β-羥烷基酰胺4-10份；

其中，所述聚酯包覆碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入堿液，超聲震蕩反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入季銨鹽殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入聚酯樹(shù)脂預(yù)聚體進(jìn)行反應(yīng)后，得到所述聚酯包覆碳納米管。

優(yōu)選地，所述聚酯樹(shù)脂的合成方法中采用的多元醇單體為新戊二醇、乙二醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、丙三醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、季戊四醇中的一種或多種的組合，采用的多元酸單體為對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、己二酸中的一種或多種的組合。，

優(yōu)選地，所述醇酸樹(shù)脂的合成方法中采用的植物油酸單體為豆油脂肪酸、亞麻油酸、脫水蓖麻油酸、妥爾油酸、桐油酸中的一種或多種的組合，采用的多元醇單體為季戊四醇、新戊二醇、三甲醇丙烷、丙二醇、乙二醇、二甘醇中的一種或多種的組合，采用多元酸單體為間苯二甲酸、苯酐、四氫苯酐、己二酸、對(duì)苯二甲酸、丁二酸中的一種或多種的組合。

優(yōu)選地，所述聚酯包覆碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為15-20wt％的堿液，在40-60℃下超聲震蕩反應(yīng)3-5h后過(guò)濾，洗滌，100-120℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的1-6wt％的季銨鹽殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的5-15wt％的聚酯樹(shù)脂預(yù)聚體，在鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯或辛酸亞錫催化劑的催化下酯化反應(yīng)1-3h，得到所述聚酯包覆碳納米管。

優(yōu)選地，所述季銨鹽殼聚糖為羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖或羧甲基羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖。

優(yōu)選地，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為25-40kHz。

優(yōu)選地，所述流平劑為聚醚改性有機(jī)硅氧烷溶液、烷基改性有機(jī)硅氧烷溶液、丙烯酸酯共聚物溶液、硅酮乙二醇共聚體溶液中的一種或多種的組合。

優(yōu)選地，所述助劑為聚丙烯酸脂聚合物、高分子有機(jī)硅、氟改性丙烯酸脂聚合物中的一種或多種的組合。

優(yōu)選地，所述的超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚酯樹(shù)脂60-70份、醇酸樹(shù)脂20-30份、聚酯包覆碳納米管5-10份、納米二氧化鈦3-5份、納米氧化鋅3-4份、氮化鋁1-2份、磷鎢酸0.8-1.6份、石英0.8-1.6份、鋁礬土8-12份、乙烯基三乙氧基硅烷3-5份、鈦白粉7-8份、安息香1.3-1.8份、流平劑0.8-1.6份、助劑0.3-0.7份、丙二醇甲醚醋酸酯3-4份、β-羥烷基酰胺6-8份。

一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料的制備方法，包括：按配方量將氮化鋁、磷鎢酸、石英、鋁礬土加入水中超聲分散均勻，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，升溫至60-80℃后攪拌1-1.5h，調(diào)節(jié)pH值為7-8，冷卻至常溫后減壓過(guò)濾，洗滌并干燥，再加入配方量的聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚酯包覆碳納米管、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、鈦白粉、安息香、流平劑、助劑、丙二醇甲醚醋酸酯和β-羥烷基酰胺在高混機(jī)中攪拌均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，壓片，風(fēng)冷，磨粉，過(guò)篩，得到所述超耐候性靜電噴涂用粉末涂料；優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)熔融溫度為70-100℃。

本發(fā)明提出的一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，通過(guò)選擇聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂為聚合物基料，并輔以與聚合物基料具有很好混溶性又具有合適反應(yīng)的β-羥烷基酰胺作為固化劑，使得涂料的貯存穩(wěn)定性、熔融性、流動(dòng)性和固化性之間具有良好平衡的體系，保證涂料具有低溫固化性能的同時(shí)，為涂料的耐候性提供保證，并且醇酸樹(shù)脂的改性添加，優(yōu)化了粉末涂料的機(jī)械性能；此外，為了提高所述粉末涂料的導(dǎo)電性能，本申請(qǐng)中通過(guò)選擇加入聚酯包覆碳納米管為導(dǎo)電填料，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中碳納米管在聚合物基體的容易團(tuán)聚缺陷，通過(guò)先進(jìn)行堿液處理，打散多壁碳納米管互相之間的纏繞狀態(tài)，之后再加入季銨鹽殼聚糖使得二者形成吸附，在多壁碳納米管的表層覆蓋一層殼聚糖分子，再與聚酯預(yù)聚體反應(yīng)后，使得碳納米管的表層包覆有聚酯基體，從而大大增強(qiáng)了碳納米管與聚酯樹(shù)脂基體之間的結(jié)合強(qiáng)度，有效解決了多壁碳納米管難分散、易團(tuán)聚等缺點(diǎn)，使得碳納米管可以作為導(dǎo)電劑賦予所述粉末涂料較強(qiáng)的導(dǎo)電性，從而可以采用靜電噴涂法形成該功能涂層；此后本發(fā)明中還加入納米二氧化鈦、納米氧化鋅、氮化鋁、磷鎢酸、石英作為填料，可進(jìn)一步改善涂膜的耐化學(xué)性、耐候性及高裝飾性，并且在制備方法中將鋁礬土、納米二氧化鈦經(jīng)乙烯基三乙氧基硅烷接枝改性后提高了其在聚酯樹(shù)脂中的分散性和界面接觸性，改善了涂料的適涂性能和自清潔性能；流平劑的加入則能夠極大程度的降低涂料體系的表面張力，增進(jìn)基材潤(rùn)濕性、防止縮孔，同時(shí)增進(jìn)涂層表面的滑爽性和光澤。

具體實(shí)施方式

為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下：

實(shí)施例1

一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚酯樹(shù)脂50份、醇酸樹(shù)脂35份、聚酯包覆碳納米管3份、納米二氧化鈦6份、納米氧化鋅1份、氮化鋁3份、磷鎢酸0.5份、石英2份、鋁礬土5份、乙烯基三乙氧基硅烷6份、鈦白粉5份、安息香2份、聚醚改性有機(jī)硅氧烷溶液0.5份、聚丙烯酸脂聚合物1份、丙二醇甲醚醋酸酯1份、β-羥烷基酰胺10份；

其中，所述聚酯樹(shù)脂的合成方法中采用的多元醇單體為新戊二醇，采用的多元酸單體為對(duì)苯二甲酸；所述醇酸樹(shù)脂的合成方法中采用的植物油酸單體為豆油脂肪酸，采用的多元醇單體為季戊四醇，采用多元酸單體為間苯二甲酸；

所述聚酯包覆碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為15wt％的堿液，在60℃下超聲震蕩反應(yīng)3h后過(guò)濾，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為40kHz，洗滌，100℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的6wt％的羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為25kHz，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的15wt％的聚酯樹(shù)脂預(yù)聚體，在鈦酸四丁酯催化劑的催化下酯化反應(yīng)1h，得到所述聚酯包覆碳納米管。

實(shí)施例2

一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚酯樹(shù)脂80份、醇酸樹(shù)脂15份、聚酯包覆碳納米管15份、納米二氧化鈦2份、納米氧化鋅5份、氮化鋁1份、磷鎢酸2份、石英0.5份、鋁礬土15份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、鈦白粉10份、安息香1份、烷基改性有機(jī)硅氧烷溶液2份、高分子有機(jī)硅0.1份、丙二醇甲醚醋酸酯5份、β-羥烷基酰胺4份；

其中，所述聚酯樹(shù)脂的合成方法中采用的多元醇單體為乙二醇和三羥甲基丙烷，采用的多元酸單體為間苯二甲酸；所述醇酸樹(shù)脂的合成方法中采用的植物油酸單體為亞麻油酸，采用的多元醇單體為戊二醇和三甲醇丙烷，采用多元酸單體為苯酐和四氫苯酐；

所述聚酯包覆碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為20wt％的堿液，在40℃下超聲震蕩反應(yīng)5h后過(guò)濾，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為25kHz，洗滌，120℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的1wt％的羧甲基羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為40kHz，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的5wt％的聚酯樹(shù)脂預(yù)聚體，在鈦酸四異丙酯催化劑的催化下酯化反應(yīng)3h，得到所述聚酯包覆碳納米管。

實(shí)施例3

一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚酯樹(shù)脂60份、醇酸樹(shù)脂30份、聚酯包覆碳納米管5份、納米二氧化鈦5份、納米氧化鋅3份、氮化鋁2份、磷鎢酸0.8份、石英1.6份、鋁礬土8份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、鈦白粉7份、安息香1.8份、丙烯酸酯共聚物溶液0.8份、氟改性丙烯酸脂聚合物0.7份、丙二醇甲醚醋酸酯3份、β-羥烷基酰胺8份；

其中，所述聚酯樹(shù)脂的合成方法中采用的多元醇單體為三羥甲基乙烷和丙三醇，采用的多元酸單體為己二酸；所述醇酸樹(shù)脂的合成方法中采用的植物油酸單體為脫水蓖麻油酸，采用的多元醇單體為丙二醇，采用多元酸單體為己二酸；

所述聚酯包覆碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為17wt％的堿液，在50℃下超聲震蕩反應(yīng)4h后過(guò)濾，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為35kHz，洗滌，110℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的3wt％的羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為35kHz，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的10wt％的聚酯樹(shù)脂預(yù)聚體，在辛酸亞錫催化劑的催化下酯化反應(yīng)2h，得到所述聚酯包覆碳納米管。

實(shí)施例4

一種超耐候性靜電噴涂用粉末涂料，按重量份包括如下原料：聚酯樹(shù)脂70份、醇酸樹(shù)脂20份、聚酯包覆碳納米管10份、納米二氧化鈦3份、納米氧化鋅4份、氮化鋁1份、磷鎢酸1.6份、石英0.8份、鋁礬土12份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、鈦白粉8份、安息香1.3份、流平劑1.6份、助劑0.3份、丙二醇甲醚醋酸酯4份、β-羥烷基酰胺6份；

其中，所述聚酯樹(shù)脂的合成方法中采用的多元醇單體為1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇和季戊四醇，采用的多元酸單體為對(duì)苯二甲酸和己二酸；所述醇酸樹(shù)脂的合成方法中采用的植物油酸單體為妥爾油酸和桐油酸，采用的多元醇單體為二甘醇，采用多元酸單體為對(duì)苯二甲酸和丁二酸；

所述聚酯包覆碳納米管的制備方法包括：將多壁碳納米管浸入濃度為18wt％的堿液，在55℃下超聲震蕩反應(yīng)4h后過(guò)濾，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為30kHz，洗滌，105℃下烘干，再加入去離子水中分散均勻，接著加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的4wt％的羧甲基羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖混勻，超聲震蕩反應(yīng)后得到懸濁液，超聲震蕩反應(yīng)的工作頻率為30kHz，過(guò)濾后烘干，加入以多壁碳納米管為基準(zhǔn)的8wt％的聚酯樹(shù)脂預(yù)聚體，在辛酸亞錫催化劑的催化下酯化反應(yīng)2.5h，得到所述聚酯包覆碳納米管；

所述流平劑為丙烯酸酯共聚物溶液和硅酮乙二醇共聚體溶液；所述助劑為聚丙烯酸脂聚合物和氟改性丙烯酸脂聚合物。

實(shí)施例1-4所述的超耐候性靜電噴涂用粉末涂料的制備方法，包括：按配方量將氮化鋁、磷鎢酸、石英、鋁礬土加入水中超聲分散均勻，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，升溫至60-80℃后攪拌1-1.5h，調(diào)節(jié)pH值為7-8，冷卻至常溫后減壓過(guò)濾，洗滌并干燥，再加入配方量的聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚酯包覆碳納米管、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、鈦白粉、安息香、流平劑、助劑、丙二醇甲醚醋酸酯和β-羥烷基酰胺在高混機(jī)中攪拌均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，熔融溫度為70-100℃，壓片，風(fēng)冷，磨粉，過(guò)篩，得到所述超耐候性靜電噴涂用粉末涂料。

將實(shí)施例1-4所述的超耐候性靜電噴涂用粉末涂料以靜電噴涂的方式噴涂在樣板上，進(jìn)行如下性能測(cè)試，性能測(cè)試結(jié)果如下表所示：

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。