一種含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料的制備及應(yīng)用，屬于涂料技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料是由自修復(fù)材料與傳統(tǒng)的環(huán)氧粉末涂料相結(jié)合的一種具有 自修復(fù)功能的表面涂料。自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料使材料能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)，但與此同時不會影 響原有的操作流程，也不會影響材料表面效果。易于操作、反應(yīng)平穩(wěn)、工藝條件易于控制、表 面效果好且環(huán)保等特點(diǎn)使它廣泛的應(yīng)用于金屬和木質(zhì)材料的表面噴涂。
[0003] 傳統(tǒng)的粉末涂料不能在沒有外界條件的輔助下進(jìn)行自我恢復(fù)，所以當(dāng)涂層表面產(chǎn) 生微裂紋時，傳統(tǒng)粉末材料會慢慢積累最終導(dǎo)致外觀發(fā)生形變。而自修復(fù)涂料表面產(chǎn)生微 小裂紋時，材料內(nèi)部的納米級微膠囊會逐步釋放并與催化劑結(jié)合使裂紋重新黏結(jié)，可以從 根本上愈合或防止裂紋產(chǎn)生，最終實(shí)現(xiàn)涂料性能的恢復(fù)。在不影響材料表面美觀與光澤的 同時，延長了涂料的使用壽命，減少了后期不必要的成本維護(hù)。
[0004] 目前，粉末涂料的技術(shù)正在不斷完善，并廣泛的應(yīng)用在機(jī)械外殼、家電、家具領(lǐng)域。 環(huán)氧樹脂粉末涂料的使用總量也在逐年上漲。而一般的粉末涂料美觀、環(huán)保，所以被應(yīng)用于 裝飾涂料，但涂層在損壞后重新涂刷修復(fù)會增加一定的經(jīng)濟(jì)成本，為了降低修復(fù)成本，延長 環(huán)氧粉末涂料的使用壽命，于是我們想到研究一種含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料，用 于材料表面微小裂紋的修復(fù)，從而節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，其制備方法具有十分重要的意義和應(yīng)用 價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是，提出一種含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料的制備，將自修復(fù)微 膠囊與粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫固化工藝制備使用。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：將自修復(fù)微膠囊與粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫固 化工藝制備；含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料，由以下重量份的成分構(gòu)成：
[0007] 微裂紋自修復(fù)膠囊 5~15份；
[0008]Grubbs催化劑 2~4份；
[0009] 環(huán)氧粉末或/與聚酯樹脂 51~57份；
[0010] 自修復(fù)微膠囊的囊壁為：尿素和37%的甲醛溶液以物質(zhì)的量之比為0. 5~0. 6 :1 的比例制備的脲醛樹脂，囊芯為二聚環(huán)戊二烯。
[0011] 將自修復(fù)微膠囊與環(huán)氧粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫固化工藝應(yīng)用：尤其 是100KV靜電條件噴涂，在150°C~180°C下高溫固化。
[0012] 可增加各類添加劑劑 34~38份。
[0013] 其中納米級微膠囊顆粒其有較好的修復(fù)效果。
[0014] 所述的含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料及其制備方法，包括以下步驟：
[0015] (1)自修復(fù)微膠囊的制備：在攪拌環(huán)境下將尿素溶于2. 5%乙烯馬來酸酐EMA溶 液中，待尿素全部溶解后，加入適量氯化銨和間苯二酚；用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)體系 pH= 4~5,再加入二聚環(huán)戊二烯，待穩(wěn)定形成乳液后，最后加入37 %甲醛溶液，尿素和 37%的甲醛溶液以物質(zhì)的量之比為0. 5~0. 6 :1 ;上述體系加熱至55±8°C反應(yīng)3~6h;冷 卻至室溫，抽濾洗滌，自然風(fēng)干；用篩子篩取備用；
[0016] ⑵粉末涂料的重量份配比：
[0017] 環(huán)氧樹脂： 250~400份；
[0018] 聚酯樹脂： 250~400份；
[0019] 其它添加劑：
[0020] 鈦白粉： 20(廣250份 沉淀硫酸鋇：120~160份； 流平劑： KT15份； 光亮劑: 5~15份; 安息香： 5~15份； 蠟粉： 2、份；
[0021] (3)靜電噴涂：將制備好的微膠囊與粉末涂料混合均勻用于靜電噴涂，在160°C~ 180°C下高溫固化。
[0022] 步驟（1)中控制攪拌速度300~600r/min，以獲得粒徑范圍在180nm~300nm的 納米級微膠囊。
[0023] 步驟（2)中，需要將粉末混合均勻，然后對之進(jìn)行加熱擠出，以消除水對粉末涂料 的影響，然后再經(jīng)過粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，用篩子篩選留下400目以下的粉末，加入自修復(fù)微膠 囊和催化劑與之混合均勻，在靜電條件下噴涂，在150°C~180°C下高溫固化。
[0024] 步驟（1)，反應(yīng)體系處于密封條件下進(jìn)行反應(yīng)制備。
[0025] 微膠囊與樹脂混合后制備自恢復(fù)性涂料，其中微膠囊的質(zhì)量含量為5wt%~ 15wt%〇
[0026] 所述樹脂為環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂混合，二者重量比為30-70:70-30。制備自修復(fù)微 膠囊需控制攪拌速度為300~600r/min，以獲得粒徑范圍在180nm~300nm的納米級微膠 囊。
[0027] 含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料需要將配比好的粉末混合均勻，加熱擠出，以 消除水對粉末涂料的影響，然后進(jìn)行粉碎，用篩子篩選留下400目以下的粉末，加入自修復(fù) 微膠囊和催化劑混合均勻，在靜電條件下噴涂，在150°C~180°C下高溫固化。
[0028] 微膠囊與樹脂混合后制備自恢復(fù)性涂料，其中微膠囊的質(zhì)量含量為5wt%~ 15wt% 〇
[0029] 本發(fā)明一種含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料，所述樹脂為環(huán)氧樹脂或/和聚酯 樹脂。其中不飽和聚酯種類眾多可選性也大大增加。
[0030]本發(fā)明一種含有微膠囊的自修復(fù)環(huán)氧粉末涂料，在修復(fù)過程中，需要額外添加催 化劑，當(dāng)涂層發(fā)生裂紋時，微膠囊破裂，二聚環(huán)戊二烯會迅速滲入，遇到Grubbs催化劑作用 產(chǎn)生聚合交聯(lián)，以達(dá)到修復(fù)的目的。抑制了涂層產(chǎn)生裂紋后導(dǎo)致的涂層破損、剝離等失效形 式的擴(kuò)大。
[0031] 本發(fā)明采用原位聚合法的基本原理，來合成自修復(fù)微膠囊，并將其按照一定功能 配比制成粉末涂料。其中不飽和聚酯的種類眾多，可選性也大大增加。本發(fā)明的修復(fù)機(jī)理 是裂紋產(chǎn)生誘導(dǎo)微膠囊的自修復(fù)發(fā)生，減少了人工檢測的繁瑣工作。涂層內(nèi)有裂紋萌生和 生長、涂層受外力擠壓變形、有微裂紋能促使修復(fù)微膠囊的囊壁破裂，智能防腐涂層中的修 復(fù)劑可以從囊內(nèi)流出，填充裂紋。
[0032] 在一般的條件下環(huán)境下，本發(fā)明粉末涂料儲存穩(wěn)定，可用于機(jī)械外殼，家具表面的 防護(hù)。
[0033] 有益效果：本發(fā)明采用自修復(fù)型微膠囊與環(huán)氧樹脂相結(jié)合，顯著改善了傳統(tǒng)環(huán)氧 類涂料破壞后不能自修復(fù)的現(xiàn)狀，將自修復(fù)微膠囊與粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫 固化工藝制備使用具有更好的效果。因此本發(fā)明提供了更好的用于