[發(fā)明專利]一種超疏水粉末涂料的制作方法

有效

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• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102925028A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳剛;趙玉濤;朱敏華;楊勝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D7/12;C09D5/03
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及粉末涂料及其制作方法，具體而言為涉及一種靜電噴涂用超疏水粉末涂料及其制作方法。

技術(shù)背景

隨著環(huán)保要求的提高，對大氣VOC排放量的限制越來越嚴格，傳統(tǒng)的溶劑型涂料因有機揮發(fā)成分大，對環(huán)境污染嚴重，市場份額正迅速縮小，而具有環(huán)保特性的粉末涂料、輻射固化涂料、水性涂料正在全球涂料市場成為持續(xù)熱點；粉末涂料作為無溶劑涂料，符合國際上流行的“4E”原則，因此得到高速發(fā)展，開發(fā)符合環(huán)保要求的高性能涂料品種是現(xiàn)代涂料發(fā)展方向，其中高性能包括高裝飾、重防腐、超耐久、功能化以及良好的施工應用等性能。

超疏水特性是材料的一種重要功能特性。超疏水材料與水的接觸角大于150°，而水接觸角滯后常小于5°，具有防水、防霧、防雪、防污染、抗粘連、抗氧化、防腐蝕和自清潔以及防止電流傳導等特點，在國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的應用；低的表面自由能和合適的表面微細結(jié)構(gòu)是固體表面產(chǎn)生超疏水特性的兩個前提條件，通過采用疏水材料作基體，或使用低表面能物質(zhì)對固體表面進行修飾，很容易降低材料表面的自由能，因此超疏水表面制備的關鍵就在于構(gòu)建合適的表面微細結(jié)構(gòu)；目前超疏水表面主要制備方法有：機械加工法、微加工法、激光刻蝕法、等離子體刻蝕法、物理氣相沉積法、化學氣相沉積法、電化學方法、溶膠-凝膠方法、聚合物溶液澆注法、靜電紡紗法、聚電解質(zhì)交替沉積法、納米管（棒）陣列法、添加顆粒填料的聚合物溶液涂層法、采用多孔材料作基體等；上述這些方法尚存在各種問題，主要包括三類：1、如何降低膜層制備成本；2、膜層的耐磨性問題；3、膜層與被保護材料之間的結(jié)合問題。

近年來，隨著納米技術(shù)的興起，人們越來越多地將納米材料應用于涂料。由于納米材料具有特異的性能，可以大大改善涂料性能，比如獲得高的耐磨性、紫外線屏蔽性、高的表面活性等，其應用前景十分誘人；納米技術(shù)在超疏水表面制備方面也得到了應用；專利CN101417278（一種超疏水表面的制備方法）公開了一種采用具有納米孔隙或納米修飾表面的微米或亞微米顆粒與低表面能材料復合制備超疏水表面的方法，具體為：采用具有納米尺寸孔隙或表面經(jīng)過納米修飾的微米或亞微米顆粒與低表面能材料復合制備超疏水表面，首先通過目前已經(jīng)成熟的表面活化技術(shù)對顆粒表面進行活化，以去除顆粒表面的鈍化膜，然后將低表面能材料、經(jīng)過表面活化的微米或亞微米顆粒、偶聯(lián)劑等均勻混合，再根據(jù)需要將混合物噴涂或涂刷在需要處理的表面上，最后自然干燥或在適當溫度下烘干即獲得超疏水表面，該發(fā)明可解決了以往技術(shù)對特殊形狀表面處理困難的問題，工藝過程簡單，適合大批量應用，所制作的超疏水表面使用壽命長。

專利CN101845242A（超疏水納米復合涂料及其制備方法）公開了一種超疏水納米復合涂料中各組分配比按質(zhì)量百分比計為：疏水二氧化硅0.5～10.5％，疏水高分子材料0.2～5.4％，溶劑86.5～99.3％，且水滴在用該涂料制成的膜表面上的接觸角為152～169°，滾動角為1～9°；當涂料為透明時，制成膜的可見光透過率為80～94％，該發(fā)明還公開了上述超疏水納米復合涂料的制備方法。該發(fā)明提供的納米復合涂料不僅超疏水性優(yōu)異，產(chǎn)品價格低廉，且制備工藝設備簡易，生產(chǎn)效率高；但是，上述專利方法均使用了溶劑，與目前涂料開發(fā)的無溶劑化發(fā)展趨勢相悖。

因此，為了適應環(huán)保和實際應用的需要，希望開發(fā)新型粉末涂料，同時起到減摩耐磨、抗老化、改善與被保護材料之間的結(jié)合以及涂層超疏水特性的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種超疏水粉末涂料及其制作方法，其原理是：在疏水樹脂粉體中加入納米陶瓷顆粒形成混合物涂料顆粒，通過靜電噴涂實現(xiàn)與需要防護的表面的結(jié)合；納米陶瓷顆粒先采用偶聯(lián)劑、分散劑預處理，然后制成樹脂包裹陶瓷顆粒的復合粉體，保證其在待涂覆表面上的鋪展，并由納米陶瓷顆粒形成納米尺度的粗糙表面；通過調(diào)整納米陶瓷顆粒的種類和加入量，可以實現(xiàn)既減摩、抗老化及改善超疏水特性，又提高被保護材料和所噴涂膜層之間的結(jié)合強度。

本發(fā)明提出一種超疏水粉末涂料及其制作方法，其特征在于：將疏水樹脂粉體通過高速粉碎機進行預粉碎，然后與經(jīng)預處理的納米陶瓷顆粒、固化劑一起通過雙螺桿擠出機熔融擠出，冷卻后用高速粉碎機二次粉碎，分級過篩，獲得尺寸為60~90μm的粉末涂料，使用時采用靜電噴涂成膜，并在一定條件下進一步固化涂料膜。

所涉及的疏水樹脂是指，在常溫、常壓條件下光滑表面與水的接觸角大于90o的有機硅化學共聚改性環(huán)氧樹脂。