本發(fā)明屬于粉末涂料，涉及一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、粉末涂料是一種不含溶劑的涂料，由樹脂、顏料、填料及其他添加劑通過粉末形式配制而成。它不同于傳統(tǒng)的液體涂料，主要通過靜電噴涂的方式將涂料粉末均勻地噴涂到物體表面，隨后加熱熔化并固化，形成堅固的涂層，粉末涂料廣泛應(yīng)用于汽車、家電、建筑、家居等多個領(lǐng)域，特別是在汽車零部件的涂裝發(fā)揮了重要作用。

2、然而，汽車運行過程中零部件始終保持高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，傳統(tǒng)的粉末涂料可能無法提供足夠的耐磨保護，涂層的磨損會加速，進而影響產(chǎn)品的使用壽命和性能；此外，汽車的運行使得某些零部件可能暴露在高溫環(huán)境下，這就要求粉末涂料具備較高的阻燃性能，以防止火災(zāi)隱患。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料及其制備方法，通過對環(huán)氧樹脂進行改性、復(fù)合填料的多尺度復(fù)合以及復(fù)合填料組分的改性處理，顯著提升涂層的耐磨性、阻燃性，延長涂料使用壽命。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，所述阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料的原料按重量份計，包括70-90份改性環(huán)氧樹脂、15-21份復(fù)合填料、4.5-5.5份固化劑、0.4-0.6份咪唑促進劑、1.5-2.5份流平劑和0.8-1.2份防結(jié)塊劑。

4、進一步地，所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法為：

5、a、將雙酚a型環(huán)氧樹脂溶于無水乙醇中，攪拌并加熱至75-85℃，保持溫度不變攪拌4-6min后加入dopo和聚醚胺，保持溫度不變攪拌3-4h，于70℃旋蒸去除無水乙醇后，得到改性環(huán)氧樹脂。

6、進一步地，步驟a所述雙酚a型環(huán)氧樹脂、無水乙醇、dopo和聚醚胺的質(zhì)量比為70-90:180-220:6-10:3-5。

7、進一步地，所述復(fù)合填料的制備方法為：

8、b、將三氧化二鋁、改性納米二氧化硅和改性納米蒙脫土混合后于球磨機中以300-400rpm轉(zhuǎn)速球磨5.6-6.4h，過100μm篩后得到復(fù)合填料。

9、進一步地，步驟b所述三氧化二鋁、改性納米二氧化硅和改性納米蒙脫土的質(zhì)量比為8.9-11.5:3.8-4.4:3.3-3.9；所述三氧化二鋁的平均粒徑為1-5μm。

10、進一步地，步驟b所述改性納米二氧化硅的制備方法為：

11、c1、將納米二氧化硅加入無水乙醇中，設(shè)置超聲頻率和功率分別為20-40khz和100-200w，超聲25-35min后，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，于55-65℃下，以200-400rpm轉(zhuǎn)速攪拌1.5-2.5h，再用去離子洗滌3次，于60℃烘箱中干燥至恒重，得到物料一；

12、c2、將物料一加入ph為8-9的tris-hcl緩沖液中，以250-350rpm轉(zhuǎn)速攪拌20-40min后，加入多巴胺鹽酸鹽，于室溫下攪拌10-14h，攪拌結(jié)束后用去離子水洗滌3次，于50℃烘箱中干燥至恒重，得到改性納米二氧化硅。

13、進一步地，步驟c1所述納米二氧化硅、無水乙醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為3.8-4.2:95-105:0.3-0.5；步驟c2所述物料一、tris-hcl緩沖液、多巴胺鹽酸鹽的質(zhì)量比為3.5-4.5:100-110:2.8-3.2。

14、進一步地，步驟b所述改性納米蒙脫土的制備方法為：

15、d、將納米蒙脫土加入到去離子水中，以400-600rpm轉(zhuǎn)速攪拌20-40min后，加入六亞甲基四胺，于75-85℃下攪拌2.8-3.4h，再以2800-3200rpm轉(zhuǎn)速離心8-12min，保留沉淀，沉淀用去離子水洗滌3次后于60℃烘箱中干燥至恒重，得到改性納米蒙脫土。

16、進一步地，步驟d所述納米蒙脫土、去離子水、六亞甲基四胺的質(zhì)量比為3.7-4.3:90-110:0.7-0.9。

17、進一步地，所述制備方法為：

18、按照重量份備好原料，將改性環(huán)氧樹脂、復(fù)合填料、固化劑、咪唑促進劑和流平劑于高速混合機中以800-1200rpm轉(zhuǎn)速混合5-11min，得到預(yù)混料，將預(yù)混料放入雙螺桿擠出機中，設(shè)置擠出機的擠出溫度為110-120℃，擠出機的螺桿速度為200-300rmp，擠出后冷卻至室溫，得到擠出料，將擠出料粉碎至1-5mm，再加入防結(jié)塊劑，混合均勻得到阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、(1)本發(fā)明的改性環(huán)氧樹脂中添加了dopo，dopo作為一種高效的含磷阻燃劑，在火焰接觸時能夠迅速形成穩(wěn)定的炭化層，不僅能隔絕氧氣和熱量，還能抑制有害氣體的釋放，從而有效減緩火焰的傳播速度；聚醚胺則含有長鏈柔性分子結(jié)構(gòu)，能改善環(huán)氧樹脂地交聯(lián)密度，改善環(huán)氧樹脂地柔韌性和抗裂性，使得涂層在溫度變化或者高摩擦等機械應(yīng)力時不易開裂或脫落，從而提高涂層的耐久性。

21、(2)本發(fā)明的復(fù)合填料由微米級的三氧化二鋁、改性納米二氧化硅和改性納米蒙脫土復(fù)配得到，通過多尺度填充作用有效填充了涂層中的微孔和空隙，顯著提高了涂層的致密性；其中的三氧化二鋁因其高硬度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效提高涂層的耐磨性能和機械強度；改性納米二氧化硅中的納米二氧化硅經(jīng)過γ-氨丙基三乙氧基硅烷的作用，表面活性增強，進而提高與環(huán)氧樹脂基體之間的結(jié)合力，同時多巴胺鹽酸鹽在tris-hcl緩沖液中發(fā)生氧化自聚合反應(yīng)，在納米二氧化硅表面形成一層聚多巴胺涂層，使納米二氧化硅在環(huán)氧樹脂基體中能夠更均勻地分散，避免填料團聚，此外聚多巴胺涂層在高溫下會發(fā)生炭化反應(yīng)，生成一種致密的碳化保護層，有效阻隔氧氣和熱量的傳遞，從而增強涂層的阻燃性能，從而進一步提升涂層的耐磨性和阻燃性；蒙脫土通過六亞甲基四胺的表面處理，顯著改善了其在環(huán)氧樹脂基體中的分散性、界面增強能力以及阻燃性能，其中的六亞甲基四胺在高溫條件下分解，能夠在涂層表面形成一種膨脹型炭化層，且蒙脫土本身的層狀結(jié)構(gòu)能夠有效阻止熱量和燃燒產(chǎn)物的擴散，從而提高涂層的阻燃性能，此外，改性納米蒙脫土在環(huán)氧樹脂基體中均勻分散后，其高縱橫比的層狀結(jié)構(gòu)能夠顯著提升涂層的機械增強效果，起到阻斷裂紋擴展的作用，從而延緩?fù)繉拥钠茐模娱L涂層的使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：所述阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料的原料按重量份計，包括70-90份改性環(huán)氧樹脂、15-21份復(fù)合填料、4.5-5.5份固化劑、0.4-0.6份咪唑促進劑、1.5-2.5份流平劑和0.8-1.2份防結(jié)塊劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：步驟a所述雙酚a型環(huán)氧樹脂、無水乙醇、dopo和聚醚胺的質(zhì)量比為70-90:180-220:6-10:3-5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：所述復(fù)合填料的制備方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：步驟b所述三氧化二鋁、改性納米二氧化硅和改性納米蒙脫土的質(zhì)量比為8.9-11.5:3.8-4.4:3.3-3.9；所述三氧化二鋁的平均粒徑為1-5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：步驟b所述改性納米二氧化硅的制備方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：步驟c1所述納米二氧化硅、無水乙醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為3.8-4.2:95-105:0.3-0.5；步驟c2所述物料一、tris-hcl緩沖液、多巴胺鹽酸鹽的質(zhì)量比為3.5-4.5:100-110:2.8-3.2。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：步驟b所述改性納米蒙脫土的制備方法為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料，其特征在于：步驟d所述納米蒙脫土、去離子水、六亞甲基四胺的質(zhì)量比為3.7-4.3:90-110:0.7-0.9。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項所述的阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料的制備方法，其特征在于：所述制備方法為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料及其制備方法，屬于粉末涂料技術(shù)領(lǐng)域。其中的阻燃高耐磨環(huán)氧粉末涂料的原料包括改性環(huán)氧樹脂、復(fù)合填料、固化劑、咪唑促進劑、流平劑和防結(jié)塊劑，通過對環(huán)氧樹脂進行改性、復(fù)合填料的多尺度復(fù)合以及復(fù)合填料組分的改性處理，顯著提升涂層的耐磨性、阻燃性，延長涂料使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：黃路長,曾濤英
受保護的技術(shù)使用者：廣東長青藤化工有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8