尼龍粉末塗料的製備方法
2023-05-12 15:48:41
專利名稱：尼龍粉末塗料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的尼龍粉末塗料的製備方法，屬於化工技術領域。
背景技術：
尼龍粉末塗料具有無汙染、使用率高等優點，已被廣泛認同。在國外，尼龍11、尼龍12粉末塗料已有很大的應用市場；我國也有尼龍1010、尼龍6等粉末塗料的生產。
利用生物發酵技術生產長鏈二元酸是生物發酵技術應用於石油化工工業生產的典範。開發以十二烷二酸、十三烷二酸等長鏈二元酸為原料的系列尼龍粉末塗料，產品不僅可替代進口，滿足國內粉末塗料塗裝的需要，還可以滿足出口的要求。
目前長碳鏈尼龍粉末塗料，如尼龍1010、尼龍1212粉末塗料，普遍採用長碳鏈二元酸通過腈化、加氫、中和得到長碳鏈尼龍鹽，然後經聚合、擠出改性、深冷粉碎的方法得到尼龍粉末塗料。由於長碳鏈二元酸自身的性能，對腈化、加氫、中和等工序的要求比較嚴格，各工序收率較低，約1.4噸二元酸才能製備1噸長碳鏈尼龍鹽，加上各種原材料、設備損耗、人工、水電等成本，無形中增大了尼龍粉末的成本；此外對於長碳鏈尼龍1212鹽酸值不易測定，嚴重影響了尼龍1212熔融指數的控制，從而影響著長碳鏈尼龍粉末塗料質量的穩定性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種改進的尼龍粉末塗料的製備方法，工藝簡單，設備要求低，原料易得，成本低，操作控制方便，質量穩定，易於實施。
本發明所述的尼龍粉末塗料的製備方法，由二元酸直接與二元胺進行共聚聚合，再經改性、粉碎製得。不通過腈化、加氫、中和等工序，簡化了尼龍粉末塗料的生產工藝，縮短了生產周期，設備要求低，原料易得，成本低，操作控制方便、準確，保證了產品質量，質量穩定。
本發明中配料重量百分組成為二元胺 20～60％己內醯胺0～50％
尼龍66鹽0～30％長碳鏈二元酸30～70％外加助劑0.6～27％。
其中長碳鏈二元酸為C10～C16長碳鏈二元酸。
二元胺為間苯二甲胺、2-甲基戊二胺和己二胺中的一種或兩種或三種任意比例混合，二元胺的重量組成最好為間苯二甲胺 0～20％2-甲基戊二胺0～20％己二胺 0～20％。
助劑由分子量調節劑、抗氧劑、潤滑劑、防結塊劑、填料、流平劑組成，重量組成為分子量調節劑0.1～2％抗氧劑 0.1～5％潤滑劑 0.1～0.5％防結塊劑0.1～0.5％鈦白粉填料 0.1～15％流平劑 0.1～4％。
分子量調節劑為己二酸、月桂酸、十二碳二元酸或冰醋酸中的一種；抗氧劑為亞磷酸、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑330或抗氧劑1098中的一種；潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或EBS中的一種；防結塊劑為氣相二氧化矽；流平劑為聚乙烯醇縮丁醛、水溶性矽油或醋酸纖維素中的一種。其中，抗氧劑1010、抗氧劑1098為抗氧劑的通用商品，抗氧劑1010的化學名稱為四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧劑1098的化學名稱為N，N′-雙-(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯基)己二胺；抗氧劑-168的化學名稱為(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸三酯，抗氧劑330的化學名稱為1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-特丁基-4-羥基苄基)苯；EBS，又名乙烯基雙硬脂醯胺，化學名稱為N，N』-乙撐雙硬脂醯胺。
分子量調節劑在聚合時加入。
抗氧劑分兩部分加入，在聚合時加入一小部分，佔抗氧劑總量的1～10％，以防止聚合時樹脂變黃；其餘部分在改性時加入，以防止擠出改性時樹脂變黃。
填料、流平劑可以在擠出改性時加入，也可以在溶劑粉碎前隨同樹脂一起加入。潤滑劑、防結塊劑在篩粉前加入。
本發明聚合、改性和粉碎的控制要求與通常的尼龍粉末的製備要求基本相同，聚合的溫度為180～250℃，升至180℃、壓力達1.2MPa時開始保壓，時間為1～2小時，然後在2小時內將壓力均勻洩至常壓，然後常壓放空1～2小時或常壓後直接抽真空0.5～1小時即可出料。
經雙螺杆擠出機進行改性，將擠出改性的尼龍顆粒投入高壓釜，加入醇類溶劑溶解，然後沉析得到尼龍粉末，經洗滌、烘乾，或將擠出改性的尼龍顆粒烘乾後，投入深冷粉碎機，用液氮冷卻，進行深冷粉碎，在密閉狀態下，將粉碎後的尼龍粉末粉末升至室溫，然後加入潤滑劑、防結塊劑，經高速混合均勻、過篩得尼龍粉末塗料。
本發明尼龍粉末塗料的製備方法，生產工藝簡單，設備要求低，原料易得，成本低，操作控制方便、準確，保證了穩定的產品質量，既可大規模生產，也可小批量生產，靈活方便，易於推廣應用。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明實施例1聚合將十二碳二元酸66kg、2-甲基戊二胺34kg及分子量調節劑己二酸500g、亞磷酸150g投入高壓聚合釜，二氧化碳置換後，通電加熱，開啟攪拌。當溫度達到190℃、壓力達到1.2MPa時，開始保壓2小時後開始均勻洩壓，常壓1小時後出料得尼龍樹脂。
改性將上述聚合所得樹脂100kg及鈦白粉8kg、抗氧劑1010 1kg、抗氧劑168 1kg、聚乙烯醇縮丁醛300g等混合均勻，然後經雙螺杆擠出機進行改性得尼龍顆粒。
粉碎將擠出改性的尼龍顆粒投入高壓釜，加入乙醇(根據不同的粒度需求，需不同的用量，用量大，細粉含量高，反之，粗粉含量高，一般控制在尼龍粉末∶乙醇重量比為1∶3～1∶5即可)溶解，在溫度150℃，壓力1.0MPa下將尼龍顆粒溶解到乙醇中，然後降溫、沉析得到尼龍粉末，經蒸餾水、軟化水或去離子水常規洗滌、烘乾，然後加入0.1％硬脂酸鈣潤滑劑、0.3％氣相二氧化矽防結塊劑，高速混合均勻，最後經過篩得尼龍粉末塗料成品。
實施例2聚合將十二碳二元酸63kg、間苯二甲胺37kg及分子量調節劑月桂酸400g、亞磷酸100g投入高壓聚合釜，二氧化碳置換後，通電加熱，開啟攪拌。當溫度達到180℃、壓力達到1.2MPa時，開始保壓，1小時後開始均勻洩壓，時間為2小時，常壓1小時後出料尼龍樹脂。
改性將上述聚合所得樹脂100kg及鈦白粉7kg、抗氧劑1010 1.5kg、抗氧劑1681.0kg、醋酸纖維素400g混合均勻，然後經雙螺杆擠出機進行改性得尼龍顆粒。
粉碎將擠出改性的尼龍顆粒烘乾後，投入深冷粉碎機，用液氮冷卻到-130℃，進行深冷粉碎，在密閉狀態下，將粉碎後的尼龍粉末粉末升至室溫，然後加入0.2％硬脂酸鈣潤滑劑、0.3％氣相二氧化矽防結塊助劑，高速混合均勻，最後經過篩得尼龍粉末塗料成品。
實施例3聚合將癸二酸62kg、2-甲基戊二胺38kg及分子量調節劑冰醋酸500g、亞磷酸100g投入高壓聚合釜，二氧化碳置換後，通電加熱，開啟攪拌。當溫度達到180℃、壓力達到1.2MPa時，開始保壓，2小時後開始均勻洩壓，時間為2小時，常壓2小時後出料得尼龍樹脂。
改性將上述聚合所得樹脂100kg及鈦白粉12kg、抗氧劑1010 2kg、抗氧劑168 2kg、水溶性矽油2kg混合均勻，然後經雙螺杆擠出機進行改性得尼龍顆粒。
粉碎將擠出改性的尼龍顆粒烘乾後，投入深冷粉碎機，用液氮冷卻到-150℃，進行深冷粉碎，在密閉狀態下，將粉碎後的尼龍粉末粉末升至室溫，然後加入0.15％硬脂酸鈣潤滑劑、0.2％氣相二氧化矽防結塊助劑，高速混合均勻，最後經過篩得尼龍粉末塗料成品。
實施例4聚合將十一碳二元酸63kg、2-甲基戊二胺30kg、己二胺7kg及分子量調節劑十二碳二元酸500g、亞磷酸150g按一定配比投入高壓聚合釜，二氧化碳置換後，通電加熱，開啟攪拌。當溫度達到200℃、壓力達到1.2MPa時，開始保壓，2小時後開始均勻洩壓，時間為1.5小時，常壓1.5小時後出料得尼龍樹脂。
改性將上述聚合所得樹脂100kg及鈦白粉12kg、抗氧劑1098 1kg、抗氧劑168 1kg、水溶性矽油1kg混合均勻，然後經雙螺杆擠出機進行改性得尼龍顆粒。
粉碎將擠出改性的尼龍顆粒烘乾後，投入深冷粉碎機，用液氮冷卻到-140℃，進行深冷粉碎，在密閉狀態下，將粉碎後的尼龍粉末粉末升至室溫，然後加入0.1％EBS潤滑劑、0.3％氣相二氧化矽防結塊助劑，高速混合均勻，最後經過篩得尼龍粉末塗料成品。
實施例5聚合將十三碳二元酸64kg、間苯二甲胺30kg、己二胺6kg及分子量調節劑己二酸600g、亞磷酸150g投入高壓聚合釜，二氧化碳置換後，通電加熱，開啟攪拌。當溫度達到180℃、壓力達到1.2MPa時，開始保壓，2小時後開始均勻洩壓，時間為2小時，常壓1小時後出料得尼龍樹脂。
改性上述聚合所得樹脂100kg及鈦白粉12kg、抗氧劑1098 1kg、抗氧劑168 1kg、水溶性矽油2kg混合均勻，然後經雙螺杆擠出機進行改性得尼龍顆粒。
粉碎將擠出改性的尼龍顆粒投入高壓釜，加入正丁醇，在高溫高壓下將尼龍顆粒溶解到正丁醇中，然後經降溫、沉析得到尼龍粉末，經常規洗滌、烘乾，然後加入0.1％硬脂酸鋅潤滑劑、0.4％氣相二氧化矽防結塊助劑，高速混合均勻，最後經過篩得尼龍粉末塗料成品。
實施例6聚合將十四碳二元酸52kg、2-甲基戊二胺26kg、尼龍66鹽22kg及分子量調節劑冰醋酸600g、亞磷酸200g投入高壓聚合釜，二氧化碳置換後，通電加熱，開啟攪拌。當溫度達到185℃、壓力達到1.3MPa時，開始保壓，2小時後開始均勻洩壓，時間為2小時，常壓2小時後出料得尼龍樹脂。
改性將上述聚合所得樹脂100kg及鈦白粉15kg、抗氧劑1098 2kg、抗氧劑168 1kg、聚乙烯醇縮丁醛300g混合均勻，然後經雙螺杆擠出機進行改性得尼龍顆粒。
粉碎將擠出改性的尼龍顆粒烘乾後，投入深冷粉碎機，用液氮冷卻到-140℃，進行深冷粉碎，在密閉狀態下，將粉碎後的尼龍粉末粉末升至室溫，然後加入潤滑劑0.1％硬脂酸鈣、0.3％氣相二氧化矽防結塊助劑，高速混合均勻，最後經過篩得尼龍粉末塗料成品。
權利要求
1.一種尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於由二元酸直接與二元胺進行共聚聚合，再經改性、粉碎製得。
2.根據權利要求1所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於配料重量百分組成為二元胺 20～60％己內醯胺0～50％尼龍66鹽0～30％長碳鏈二元酸30～70％外加助劑0.6～27％。
3.根據權利要求2所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於長碳鏈二元酸為C10～C16長碳鏈二元酸。
4.根據權利要求2所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於二元胺為間苯二甲胺、2-甲基戊二胺和己二胺中的一種或兩種或三種任意比例混合。
5.根據權利要求4所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於二元胺的重量組成為間苯二甲胺 0～20％2-甲基戊二胺 0～20％己二胺 0～20％。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於助劑由分子量調節劑、抗氧劑、潤滑劑、防結塊劑、填料、流平劑組成。
7.根據權利要求6所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於助劑的重量組成為分子量調節劑 0.1～2％抗氧劑 0.1～5％潤滑劑 0.1～0.5％防結塊劑 0.1～0.5％鈦白粉填料 0.1～15％流平劑 0.1～4％。
8.根據權利要求7所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於分子量調節劑為己二酸、月桂酸、十二碳二元酸或冰醋酸中的一種；抗氧劑為亞磷酸、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑330或抗氧劑1098中的一種；潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或EBS中的一種；防結塊劑為氣相二氧化矽；流平劑為聚乙烯醇縮丁醛、水溶性矽油或醋酸纖維素中的一種。
9.根據權利要求8所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於分子量調節劑在聚合時加入。
10.根據權利要求9所述的尼龍粉末塗料的製備方法，其特徵在於抗氧劑分兩部分加入，在聚合時加入一小部分其餘部分在改性時加入。
全文摘要
本發明所述的尼龍粉末塗料的製備方法，由二元酸直接與二元胺進行共聚聚合，再經改性、粉碎製得，不通過腈化、加氫、中和等工序，簡化了尼龍粉末塗料的生產工藝，縮短了生產周期，設備要求低，原料易得，成本低，操作控制方便、準確，保證了產品質量，質量穩定，既可大規模生產，也可小批量生產，靈活方便，易於推廣應用。
文檔編號C09D5/03GK1760295SQ20051004510
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月11日 優先權日2005年11月11日
發明者田家強, 徐忠波, 房永民, 王明吉, 周瑞聖 申請人:淄博廣通化工有限責任公司