技术领域
本发明公开了一种耐光氧化涂料粉末的制备方法，属于涂料制造领域。
背景技术
涂料在紫外线和氧的作用下，引发粉末涂料产生自动氧化反应，即氧化连锁反应，使粉末涂料降解。水和热加速了此反应，起着光氧化的促进作用。被污染的大气中含有稠环芳烃化合物，及粉末原材料中的微量杂质，是粉末涂料光氧降解的敏感剂。这些反应的组合和对粉末涂料老化的影响程度，随着环境的不同而异，同时也随着粉末涂料化学组成及物理结构的差异而不同，导致粉末涂料耐候性差别很大。
紫外线是导致聚合物光降解的根本原因，凡是能抑制或消除紫外线的物质都称为光稳定剂，或称为紫外稳定剂。光稳定剂对于防止高分子材料的光老化，延长材料的使用寿命，效果十分显著，而且用量极少。当前，随着高分子材料应用领域的迅速扩大，尤其是户外应用产品的增多，光稳定剂的重要性越来越明显。为了防止材料高温下氧化产生的腐蚀破坏，所以要找到一种材料给高温材料穿上一层外衣，能有效保护材料高温不发生氧化现象。要找到的这种材料防氧化的外衣首先要耐高温、致密性好，防腐性能佳，抗氧化能力强。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前涂料在紫外线的作用下，产生自动氧化反应，容易老化变脆，致使涂料变色或脱落的弊端，提供了一种耐光氧化涂料粉末的制备方法，本发明先制备氧化树脂乳液，向乳液中加入光稳定剂、抗氧剂、消光剂、紫外光吸收剂等助剂，搅拌混合后再向加入纳米SiO2水分散体，混合后离心分离得沉淀物，最后进行干燥、粉碎，即可得到耐光氧化涂料粉末，本发明利用纳米SiO2不仅可以提高分散性，还可以增加对紫外光的屏蔽效果，并且制成的涂料经紫外汞灯人工加速老化96h后的色差值仅1～1.5，耐光氧化效果好。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐光氧化涂料粉末的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称取28～30份E51型环氧树脂、28～30份PBT聚酯树脂、15～20份聚二甲基硅氧烷放入烧杯中，放在水浴锅中加热，设置温度为80～90℃，到达温度后放入高速剪切机中，在5500～6000r/min下加入3～5份辛烷基酚聚氧乙烯醚、3～5份聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯1～3份二乙烯三胺和15～20份丙二醇甲醚，进行高速剪切5～7min：
（2）剪切结束后将烧杯放水浴中内恒温保持在70～80℃，向烧杯中缓慢滴加70～80℃的热水，一边搅拌一边滴加，直至液体开始变浓稠后停止加水，之后放入高速剪切机中继续高速剪切20～30min，即可制得氧化树脂乳液；
（3）向上述制得的乳化液中加入总质量4～6%的光稳定剂，总质量2.5～3.0%的抗氧剂，总质量1.4～1.8%的消光剂，总质量1.1～1.9%的分散剂，总质量0.8～1.7%的光引发剂，总质量1.5～2.3%的紫外线吸收剂，并保持温度在85～95℃下搅拌30～35min，设置搅拌速度为200～300r/min；
（4）按重量份数计，分别称取90～95份的去离子水、1～3份聚丙烯酸铵盐分散剂和3～5份的纳米SiO2，用质量分数10%的氢氧化钠调节溶液pH为10～10.4，之后进行超声分散15～20min，制成纳米SiO2水分散体；
（5)将上述制得的纳米SiO2水分散体加入到步骤（3）的溶液中，搅拌3～5min进行混合均匀，混合后放入离心机中，在3500～4000rpm下离心分离15～20min，取沉淀物；
（6）将上述沉淀物放入80～85℃的烘箱中进行干燥6～7h，烘干后取出将其放在粉碎机中粉碎成粒径为40～50μm的粉末，装袋收集备用。
2.根据权力要求1所述的一种耐光氧化涂料粉末的制备方法，其特征在于：所述的光稳定剂为2,4-二羟基二烷氧基苯乙酮，抗氧剂为聚三甲基二氢喹啉，消光剂为米糠蜡，分散剂为十二烷基磺酸钠，光引发剂为二烷氧基苯乙酮，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
本发明的应用方法：将本发明制成的涂料粉末用高压静电喷枪喷涂在需要的制品上，取一块20cm×20cm涂料后样品于180～190℃下烘烤15～20min固化成膜，形成测试样板，将制备好的测试样板放入紫外汞灯加速老化箱中进行紫外光源加速老化，普通涂料经高压紫外汞灯人工加速老化96h后，色差值接近3.0，而本发明制备的涂料经紫外汞灯人工加速老化96h后的色差值1～1.5。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的涂料粉末中加入纳米SiO2不仅可以提高分散性，还可以增加对紫外光的屏蔽效果；
（2）本发明制备的涂料经紫外汞灯人工加速老化96h后的色差值仅1～1.5，耐光氧化效果好。
具体实施方式
首先按重量份数计，分别称取28～30份E51型环氧树脂、28～30份PBT聚酯树脂、15～20份聚二甲基硅氧烷放入烧杯中，放在水浴锅中加热，设置温度为80～90℃，到达温度后放入高速剪切机中，在5500～6000r/min下加入3～5份辛烷基酚聚氧乙烯醚、3～5份聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯1～3份二乙烯三胺和15～20份丙二醇甲醚，进行高速剪切5～7min：剪切结束后将烧杯放水浴中内恒温保持在70～80℃，向烧杯中缓慢滴加70～80℃的热水，一边搅拌一边滴加，直至液体开始变浓稠后停止加水，之后放入高速剪切机中继续高速剪切20～30min，即可制得氧化树脂乳液；向制得的乳化液中加入总质量4～6%的光稳定剂，总质量2.5～3.0%的抗氧剂，总质量1.4～1.8%的消光剂，总质量1.1～1.9%的分散剂，总质量0.8～1.7%的光引发剂，总质量1.5～2.3%的紫外线吸收剂，并保持温度在85～95℃下搅拌30～35min，设置搅拌速度为200～300r/min；按重量份数计，分别称取90～95份的去离子水、1～3份聚丙烯酸铵盐分散剂和3～5份的纳米SiO2，用质量分数10%的氢氧化钠调节溶液pH为10～10.4，之后进行超声分散15～20min，制成纳米SiO2水分散体；将制得的纳米SiO2水分散体加入到溶液中，搅拌3～5min进行混合均匀，混合后放入离心机中，在3500～4000rpm下离心分离15～20min，取沉淀物；将沉淀物放入80～85℃的烘箱中进行干燥6～7h，烘干后取出将其放在粉碎机中粉碎成粒径为40～50μm的粉末，装袋收集备用。
所述的光稳定剂为2,4-二羟基二烷氧基苯乙酮，抗氧剂为聚三甲基二氢喹啉，消光剂为米糠蜡，分散剂为十二烷基磺酸钠，光引发剂为二烷氧基苯乙酮，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
实例1
首先按重量份数计，分别称取28份E51型环氧树脂、30份PBT聚酯树脂、20份聚二甲基硅氧烷放入烧杯中，放在水浴锅中加热，设置温度为80℃，到达温度后放入高速剪切机中，在5500r/min下加入3份辛烷基酚聚氧乙烯醚、3份聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯1份二乙烯三胺和15份丙二醇甲醚，进行高速剪切5min：剪切结束后将烧杯放水浴中内恒温保持在70℃，向烧杯中缓慢滴加70℃的热水，一边搅拌一边滴加，直至液体开始变浓稠后停止加水，之后放入高速剪切机中继续高速剪切20min，即可制得氧化树脂乳液；向制得的乳化液中加入总质量4%的光稳定剂，总质量2.5%的抗氧剂，总质量1.4%的消光剂，总质量1.1%的分散剂，总质量0.8%的光引发剂，总质量1.5%的紫外线吸收剂，并保持温度在85℃下搅拌30min，设置搅拌速度为200r/min；按重量份数计，分别称取93份的去离子水、2份聚丙烯酸铵盐分散剂和5份的纳米SiO2，用质量分数10%的氢氧化钠调节溶液pH为10，之后进行超声分散15min，制成纳米SiO2水分散体；将制得的纳米SiO2水分散体加入到步骤（3）的溶液中，搅拌3min进行混合均匀，混合后放入离心机中，在3500rpm下离心分离15min，取沉淀物；将沉淀物放入80℃的烘箱中进行干燥6h，烘干后取出将其放在粉碎机中粉碎成粒径为40μm的粉末，装袋收集备用。
所述的光稳定剂为2,4-二羟基二烷氧基苯乙酮，抗氧剂为聚三甲基二氢喹啉，消光剂为米糠蜡，分散剂为十二烷基磺酸钠，光引发剂为二烷氧基苯乙酮，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
将本发明制成的涂料粉末用高压静电喷枪喷涂在需要的制品上，取一块20cm×20cm涂料后样品于180℃下烘烤15min固化成膜，形成测试样板，将制备好的测试样板放入紫外汞灯加速老化箱中进行紫外光源加速老化，普通涂料经高压紫外汞灯人工加速老化96h后，色差值接近3.0，而本发明制备的涂料经紫外汞灯人工加速老化96h后的色差值1，耐光氧化效果好。
实例2
首先按重量份数计，分别称取29份E51型环氧树脂、29份PBT聚酯树脂、16份聚二甲基硅氧烷放入烧杯中，放在水浴锅中加热，设置温度为80～90℃，到达温度后放入高速剪切机中，在5750r/min下加入4份辛烷基酚聚氧乙烯醚、4份聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯2份二乙烯三胺和16份丙二醇甲醚，进行高速剪切6min：剪切结束后将烧杯放水浴中内恒温保持在75℃，向烧杯中缓慢滴加75℃的热水，一边搅拌一边滴加，直至液体开始变浓稠后停止加水，之后放入高速剪切机中继续高速剪切25min，即可制得氧化树脂乳液；向制得的乳化液中加入总质量5%的光稳定剂，总质量2.8%的抗氧剂，总质量1.6%的消光剂，总质量1.5%的分散剂，总质量1.2%的光引发剂，总质量1.9%的紫外线吸收剂，并保持温度在90℃下搅拌33min，设置搅拌速度为250r/min；按重量份数计，分别称取94份的去离子水、2份聚丙烯酸铵盐分散剂和4份的纳米SiO2，用质量分数10%的氢氧化钠调节溶液pH为10.2，之后进行超声分散18min，制成纳米SiO2水分散体；将制得的纳米SiO2水分散体加入到上面溶液中，搅拌4min进行混合均匀，混合后放入离心机中，在3750rpm下离心分离18min，取沉淀物；将沉淀物放入83℃的烘箱中进行干燥6.5h，烘干后取出将其放在粉碎机中粉碎成粒径为45μm的粉末，装袋收集备用。
所述的光稳定剂为2,4-二羟基二烷氧基苯乙酮，抗氧剂为聚三甲基二氢喹啉，消光剂为米糠蜡，分散剂为十二烷基磺酸钠，光引发剂为二烷氧基苯乙酮，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
将本发明制成的涂料粉末用高压静电喷枪喷涂在需要的制品上，取一块20cm×20cm涂料后样品于185℃下烘烤18min固化成膜，形成测试样板，将制备好的测试样板放入紫外汞灯加速老化箱中进行紫外光源加速老化，普通涂料经高压紫外汞灯人工加速老化96h后，色差值接近3.0，而本发明制备的涂料经紫外汞灯人工加速老化96h后的色差值1.3，耐光氧化效果好。
实例3
首先按重量份数计，分别称取30份E51型环氧树脂、28份PBT聚酯树脂、15份聚二甲基硅氧烷放入烧杯中，放在水浴锅中加热，设置温度为90℃，到达温度后放入高速剪切机中，在6000r/min下加入5份辛烷基酚聚氧乙烯醚、4份聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯3份二乙烯三胺和15份丙二醇甲醚，进行高速剪切7min：剪切结束后将烧杯放水浴中内恒温保持在80℃，向烧杯中缓慢滴加80℃的热水，一边搅拌一边滴加，直至液体开始变浓稠后停止加水，之后放入高速剪切机中继续高速剪切30min，即可制得氧化树脂乳液；向制得的乳化液中加入总质量6%的光稳定剂，总质量3.0%的抗氧剂，总质量1.8%的消光剂，总质量1.9%的分散剂，总质量1.7%的光引发剂，总质量2.3%的紫外线吸收剂，并保持温度在95℃下搅拌35min，设置搅拌速度为300r/min；按重量份数计，分别称取95份的去离子水、1份聚丙烯酸铵盐分散剂和4份的纳米SiO2，用质量分数10%的氢氧化钠调节溶液pH为10.4，之后进行超声分散20min，制成纳米SiO2水分散体；将制得的纳米SiO2水分散体加入到上面溶液中，搅拌5min进行混合均匀，混合后放入离心机中，在4000rpm下离心分离20min，取沉淀物；将沉淀物放入85℃的烘箱中进行干燥7h，烘干后取出将其放在粉碎机中粉碎成粒径为50μm的粉末，装袋收集备用。
所述的光稳定剂为2,4-二羟基二烷氧基苯乙酮，抗氧剂为聚三甲基二氢喹啉，消光剂为米糠蜡，分散剂为十二烷基磺酸钠，光引发剂为二烷氧基苯乙酮，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
将本发明制成的涂料粉末用高压静电喷枪喷涂在需要的制品上，取一块20cm×20cm涂料后样品于190℃下烘烤20min固化成膜，形成测试样板，将制备好的测试样板放入紫外汞灯加速老化箱中进行紫外光源加速老化，普通涂料经高压紫外汞灯人工加速老化96h后，色差值接近3.0，而本发明制备的涂料经紫外汞灯人工加速老化96h后的色差值1.5，耐光氧化效果好。