[发明专利]不同维度纳米复合环氧粉末涂料的制备工艺

说明书

本发明适用于涂料制备技术领域，提供了一种不同维度纳米复合环氧粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：A、选用改性剂或分散剂对纳米材料进行改性处理，将改性后的纳米材料与环氧树脂按比例进行球磨混合，制成纳米材料预分散体；B、按设计配方称量预分散体与环氧树脂、固化剂、流平剂、填料、颜料和助剂，将其混合物粉碎，然后进行混合搅拌；C、将混合均匀的粉末进行熔融挤出；D、将挤出的聚合物进行冷却压片，研磨，然后进行筛选，筛选粉末钼数为110～130钼，得到所需的粉末涂料产品。借此，本发明具有工艺简单、生产效率高、改性效果好、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及涂料制备技术领域，尤其涉及一种不同维度纳米复合环氧粉末涂料的制备工艺。

背景技术

腐蚀是金属结构普遍存在的一种现象，给人类造成巨大的经济损失和生命威胁。常用的减缓腐蚀速率的防腐方法有涂层保护、阴极保护和添加缓蚀剂。其中表面涂层是目前最常用的金属表面防腐方法，它通常将金属表面与腐蚀介质隔离开来。而涂料是工业上最常用的防腐材料，因为它具有优异的耐机械和耐化学腐蚀性能。溶剂型涂料由于挥发性有机化合物(VOCs)的释放，易会造成大气污染。随着粉末涂料的出现，与液体涂料相比，粉末涂料具有环保、省资源和效率高的优点。环氧粉末涂料是一种最有效的用于保护钢铁免受腐蚀的涂料，在海水、海洋和工业环境等腐蚀性介质中都有研究。环氧基涂料具有优异的性能，在腐蚀性环境中具有良好的稳定性，在金属基体上具有良好的附着力，以及良好的机械性能和热学性能，但是环氧树脂的固化体交联密度较高，存在内应力大、质脆、耐冲击性和耐开裂性能较差等缺点，为了提高粉末涂料的机械性能、热学性能和化学性能，在涂料的化学成分中加入了纳米填料。

随着纳米技术的发展，纳米材料在涂料中的应用越来越多，纳米材料以其独特的物理、化学性能及常规材料所不具备的小尺寸效应、量子尺寸效应和表面界面效应，大幅度地提高了涂料产品的耐水洗性、附着力、光洁度和抗老化性，涂层表面韧性与硬度也大为提高。但是纳米微粒的比表面积大，表面活性高，粒子间易结成团，而且环氧树脂本身粘度大，要使纳米粒子在环氧树脂基体中均匀分散就成为难点。

纳米材料的表面改性方法，按作用效果或实施改性的手段等进行分类，可以将其概括地分为物理法、化学法和机械力化学方法3大类。

物理法是通过吸附、涂敷、包覆等物理手段进行表面改性的方法。表面吸附是通过范德华力或静电引力将异质材料吸附在纳米颗粒表面，防止纳米材料团聚；涂敷、包覆是将无机或有机化合物包裹在纳米材料表面，减弱团聚作用。

化学法是利用各种表面改性剂或化学反应对纳米材料进行表面改性，目前用的最多的是表面活性剂和偶联剂，两者的改性机理都是改性剂在纳米材料表面上架接了各种官能基团，使表面具有反应活性，改变其表面结构和化学状态的方法。

机械力化学方法是通过粉碎、磨碎、摩擦等机械方法，使纳米材料晶格结构、晶型等发生变化，体系内能增大，温度升高，促使粒子融解、热分解，产生游离基或离子，增强纳米材料表面活性，促使纳米材料和其它物质发生化学反应或相互附着，达到表面改性的目的。

通过包覆手段进行改性时，存在反应耗时较长，能耗较高，操作复杂等缺点；通过机械法虽然操作简单，成本低，但是粒径的分布不均匀；而利用偶联剂或表面活性剂进行化学修饰改性时，分散稳定性差又易重新发生团聚，因此，单纯的采用普通的机械共混法或熔融共混法难以达到纳米微粒在环氧树脂基体中的均匀分散，在无机纳米材料和有机材料共混使用过程中，很容易在分子间力、静电等作用下聚集成团，从而失去纳米材料应有的作用。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种不同维度纳米复合环氧粉末涂料的制备工艺，其可以利用球磨法和熔融混炼法协同作用，将改性后的纳米微粒均匀分布在纳米复合环氧树脂粉末中，从而能够在常规生产设备上生产出高性能的粉末涂料。