一种食品级粉末涂料及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种食品级粉末涂料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
随着社会的发展和生活水平的提高，人们对于自身的生活环境越来越关注，而且，近年来国家对于涂料涂装行业的环保要求越来越严格，漆改粉、漆改水是一个大趋势。因此，从事涂装行业的企业纷纷选择使用更为绿色环保的涂料来代替传统的溶剂型涂料，尤其以涂装与食品接触的器物的企业对于这方面的需求更为迫切。粉末涂料以4e(环保、经济、高效和性能卓越)优点，成为了溶剂型涂料的主力替代品。
[0003]
目前，粉末涂料在家用电器领域得到了广泛应用，未来有可能会完全取代传统的家电用溶剂型涂料。随着生活水平的提高，人们对家电的要求也不断提高，希望能够在满足基本性能要求下，产品的附加价值(例如：绿色环保、对人体健康无害等)进一步提高。然而，现有的家电用粉末涂料已经难以满足人们日益增长的需求。
[0004]
因此，有必要开发一种成膜后漆膜具有优异的耐高低温性能、耐烘烤性能、耐酸碱性能和耐候性，且附着力强的食品级粉末涂料。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种食品级粉末涂料及其制备方法。
[0006]
本发明所采取的技术方案是：
[0007]
一种食品级粉末涂料，包括以下质量份的组分：
[0008]
聚酯树脂：160份～240份；
[0009]
填料：80份～140份；
[0010]
固化剂：12份～22份；
[0011]
固化促进剂：0.5份～1.6份；
[0012]
附着力促进剂：2份～6份；
[0013]
其它助剂：1份～15份；
[0014]
所述聚酯树脂由酸值25mgkoh/g～40mgkoh/g的聚酯树脂和酸值45mgkoh/g～60mgkoh/g的聚酯树脂复配而成。
[0015]
优选的，一种食品级粉末涂料，包括以下质量份的组分：
[0016]
聚酯树脂：190份～210份；
[0017]
填料：120份～140份；
[0018]
固化剂：15份～18份；
[0019]
固化促进剂：0.5份～1.6份；
[0020]
附着力促进剂：2份～6份；
[0021]
其它助剂：5份～10份；
[0022]
所述聚酯树脂由酸值25mgkoh/g～35mgkoh/g的聚酯树脂和酸值50mgkoh/g～
60mgkoh/g的聚酯树脂复配而成。
[0023]
优选的，所述酸值25mgkoh/g～35mgkoh/g的聚酯树脂、酸值50mgkoh/g～60mgkoh/g的聚酯树脂的质量比为1：(0.3～3)。
[0024]
进一步优选的，所述酸值25mgkoh/g～35mgkoh/g的聚酯树脂、酸值50mgkoh/g～60mgkoh/g的聚酯树脂的质量比为1:1。
[0025]
优选的，所述食品级粉末涂料还包括颜料0.3份～3份。
[0026]
进一步优选的，所述食品级粉末涂料还包括颜料0.5份～1.6份。
[0027]
优选的，所述填料为钛白粉、硫酸钡、硅微粉中的至少一种。
[0028]
优选的，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)、封闭型多异氰酸酯、β-羟烷基酰胺中的至少一种。
[0029]
进一步优选的，所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯。聚酯树脂和异氰脲酸三缩水甘油酯作为成膜体系，再结合附着力促进剂，可以使涂层与金属基材之间的作用力增大，从而提高涂层对金属底材的附着力，减小涂层与底材之间的缝隙，有效阻止水分子和其它化学物质的侵蚀与迁移，改善涂层对底材的附着力，提高涂层的附着力，使涂层在长时间水煮后仍然具有良好的附着力，能够延长部件的使用寿命。
[0030]
优选的，所述固化促进剂为季胺盐类固化促进剂。
[0031]
优选的，所述附着力促进剂为树脂类附着力促进剂、硅烷偶联剂附着力促进剂、有机金属类附着力促进剂中的至少一种。
[0032]
进一步优选的，所述附着力促进剂为苏州帕特纳化工有限公司的w-6072、苏州帕特纳化工有限公司的w-6083、苏州帕特纳化工有限公司的w-6085、苏州帕特纳化工有限公司的w-9350中的至少一种。
[0033]
更进一步优选的，所述附着力促进剂为苏州帕特纳化工有限公司的w-9350。w-9350能够显著提高涂层对金属底材的附着力，同时封闭涂层与底材之间的缝隙，有效地阻止水分子和其它化学物质的侵蚀与迁移，改善涂层底材的附着力。
[0034]
优选的，所述其它助剂为消泡剂、抗氧剂、砂纹剂中的至少一种。
[0035]
优选的，所述消泡剂为安息香、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
[0036]
进一步优选的，所述消泡剂为安息香。
[0037]
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010(即四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂300(即4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚))、抗氧剂1076(即β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)中的至少一种。
[0038]
进一步优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
[0039]
优选的，所述砂纹剂为广州圣圻高分子材料科技有限公司的sq-605、上海黎轩实业有限公司的hc-503、苏州启航粉体材料有限公司的h61中的至少一种。
[0040]
优选的，所述食品级粉末涂料的中位粒径(d
50
)为20μm～45μm。
[0041]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分混合，进行搅拌，再用双螺杆挤出机挤出，粉碎，过筛，即得食品级粉末涂料。
[0042]
优选的，所述搅拌在搅拌机转速50rpm～200rpm的条件下进行，搅拌时间为10min～15min。
[0043]
优选的，所述挤出分两个温度段，第一段温度为95℃～105℃，第二段温度为105℃～115℃。
[0044]
进一步优选的，所述挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃。
[0045]
本发明的有益效果是：本发明的粉末涂料成膜后漆膜具有优异耐高低温性能、耐烘烤性能、耐酸碱性能和耐候性能，附着力强，且符合食品级涂料产品国家标准，符合家电涂装企业标准。
[0046]
具体来说：
[0047]
1)本发明将低酸值的聚酯树脂和高酸值的聚酯树脂复配使用，可以使涂层的交联密度合适，反应完全，涂层结构紧密，有利于阻止涂层物质向接触的水中或者有机溶液中迁移，进而符合食品级涂料要求；
[0048]
2)本发明的粉末涂料形成的涂层具有良好的耐候性(例如：耐中性盐雾、耐化学侵蚀性、耐酸碱)，且完全符合“gb 4806.10-2016食品安全国家标准食品接触用涂料及涂层”，安全环保；
[0049]
3)本发明的粉末涂料符合家电涂装企业标准，可以替代传统的家电用溶剂型涂料，广泛用于电热水壶、电冰箱、洗碗机、消毒碗柜等。
具体实施方式
[0050]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
[0051]
实施例1：
[0052]
一种食品级粉末涂料，其组成如下表所示：
[0053]
表1一种食品级粉末涂料的组成表
[0054][0055]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分加入搅拌机，调节搅拌机的转速至100rpm，搅拌10min，再将物料转入双螺杆挤出机，挤出，挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃，粉碎，筛分得到中位粒径(d
50
)25μm～35μm的粉体，即得食品级粉末涂料。
[0056]
实施例2：
[0057]
一种食品级粉末涂料，其组成如下表所示：
[0058]
表2一种食品级粉末涂料的组成表
[0059]
[0060][0061]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分加入搅拌机，调节搅拌机的转速至100rpm，搅拌10min，再将物料转入双螺杆挤出机，挤出，挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃，粉碎，筛分得到中位粒径(d
50
)25μm～35μm的粉体，即得食品级粉末涂料。
[0062]
实施例3：
[0063]
一种食品级粉末涂料，其组成如下表所示：
[0064]
表3一种食品级粉末涂料的组成表
[0065]
[0066][0067]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分加入搅拌机，调节搅拌机的转速至100rpm，搅拌10min，再将物料转入双螺杆挤出机，挤出，挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃，粉碎，筛分得到中位粒径(d
50
)25μm～35μm的粉体，即得食品级粉末涂料。
[0068]
实施例4：
[0069]
一种食品级粉末涂料，其组成如下表所示：
[0070]
表4一种食品级粉末涂料的组成表
[0071][0072]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分加入搅拌机，调节搅拌机的转速至100rpm，搅拌10min，再将物料转入双螺杆挤出机，挤出，挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃，粉碎，筛分得到中位粒径(d
50
)25μm～35μm的粉体，即得食品级粉末涂料。
[0073]
实施例5：
[0074]
一种食品级粉末涂料，其组成如下表所示：
[0075]
表5一种食品级粉末涂料的组成表
[0076][0077]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分加入搅拌机，调节搅拌机的转速至100rpm，搅拌10min，再将物料转入双螺杆挤出机，挤出，挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃，粉碎，筛分得到中位粒径(d
50
)25μm～35μm的粉体，即得食品级粉末涂料。
[0078]
实施例6：
[0079]
一种食品级粉末涂料，其组成如下表所示：
[0080]
表6一种食品级粉末涂料的组成表
[0081]
[0082][0083]
上述食品级粉末涂料的制备方法包括以下步骤：将各组分加入搅拌机，调节搅拌机的转速至100rpm，搅拌10min，再将物料转入双螺杆挤出机，挤出，挤出分两个温度段，第一段温度为100℃～105℃，第二段温度为105℃～110℃，粉碎，筛分得到中位粒径(d
50
)25μm～35μm的粉体，即得食品级粉末涂料。
[0084]
对比例1：
[0085]
一种粉末涂料，除了未添加附着力促进剂w-9350，其余组分和制备过程与实施例4完全一样。
[0086]
对比例2：
[0087]
一种粉末涂料，除了用等量的羟基乙酰胺替代tgic，其余组分和制备过程与实施例4完全一样。
[0088]
对比例3：
[0089]
一种粉末涂料，除了用等量的附着力促进剂w-9820(苏州帕特纳化工有限公司)替代附着力促进剂w-9350，其余组分和制备过程与实施例4完全一样。
[0090]
对比例4：
[0091]
一种粉末涂料，除了未添加酸值25mgkoh/g～35mgkoh/g、t
g
为60℃的聚酯树脂，其余组分和制备过程与实施例4完全一样。
[0092]
对比例5：
[0093]
一种粉末涂料，除了未添加酸值50mgkoh/g～60mgkoh/g、t
g
为55℃的聚酯树脂，其余组分和制备过程与实施例4完全一样。
[0094]
性能测试：
[0095]
1)将实施例1～6和对比例1～5的粉末涂料采用静电喷涂的方法分别喷涂在0.15mm厚的冷轧铁板上，然后在180℃下用电烘烤箱固化10min，制得厚度为80μm
±
5μm的涂层，再进行性能测试，测试结果如下表所示：
[0096]
表7涂层的外观、附着力、耐酸碱性能、耐中性盐雾测试结果
[0097][0098]
注：
[0099]
附着力：参照“gb/t 9286-1998色漆和清漆划格试验”进行测试，分三种情况：1、涂层不做处理，直接进行百格法测试；2、涂层置于沸水(三级水)中5h后再进行测试；3、涂层在120℃烘箱中放置3h，然后取出放入0℃冰箱中，此为一个周期，反复试验10个周期，再进行测试；附着力分为0级、1级、2级、3级、4级、5级、6级，其中0级附着力最好)；
[0100]
耐酸碱性能：参照“gb/t 9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定”进行测试，耐酸测试条件为10％醋酸溶液浸泡72h，耐碱测试条件为1％氢氧化钠溶液浸泡72h，测试色差δe，δe≤2.0即为合格；
[0101]
耐中性盐雾：参照“gb/t 1771-1991色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定”进行测试。
[0102]
2)对实施例1～6和对比例1～5的粉末涂料制得的涂层进行食品级检测，测试结果如下表所示：
[0103]
表8实施例1～6的粉末涂料制得的涂层的食品级检测结果
[0104][0105]
表9对比例1～5的粉末涂料制得的涂层的食品级检测结果
[0106][0107]
由表7～表9可知：实施例1～6和对比例1～5的粉末涂料形成的涂层的食品级测试都符合要求，但在其余性能测试中，实施例1～6的粉末涂料形成的涂层的性能要优于对比例1～5的粉末涂料形成的涂层，更符合家电企业的实际性能需求，其中，实施例4的粉末涂料效果最好，各项性能十分突出。
[0108]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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