本發(fā)明涉及塑粉涂料制備，具體涉及一種高耐磨熱固性塑粉涂料及其制備方法。

背景技術：

1、隨著工業(yè)技術的不斷進步和人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，涂料行業(yè)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)溶劑型涂料向環(huán)保、高效、高性能涂料轉(zhuǎn)變的過程。熱固性塑粉涂料，作為涂料行業(yè)的重要分支，因其環(huán)保、節(jié)能、高效等優(yōu)點，逐漸成為市場的主流，環(huán)氧熱固性塑粉涂料是以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)，通過加熱固化形成堅硬、耐久的涂層。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘結(jié)力、耐化學腐蝕性和機械性能，但其耐磨性有限，在高耐磨環(huán)境下，材料的使用壽命和性能表現(xiàn)仍需進一步提升。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高耐磨熱固性塑粉涂料及其制備方法，解決了現(xiàn)階段環(huán)氧熱固性塑粉涂料耐磨效果差的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種高耐磨熱固性塑粉涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

4、步驟a1：將均苯三甲醛、3-氨基-1,2-丙二醇和甲醇混合均勻，在轉(zhuǎn)速為60-80r/min，溫度為65-70℃的條件下，回流反應2-3h，制得中間體1，將4-甲?；脚鹚?、中間體1、無水硫酸鎂和dmf混合均勻，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min，溫度為20-25℃的條件下，進行反應20-25h，制得中間體2；

5、步驟a2：將八甲基環(huán)四硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基氫氧化銨、1,3-雙（氨丙烷基）四甲基二硅醚、去離子水和二甲基亞砜混合，通入氮氣保護，在轉(zhuǎn)速為120-150r/min，溫度為90-95℃的條件下，進行反應10-12h，制得雙胺端聚硅氧烷；

6、步驟a3：將雙胺端聚硅氧烷、前驅(qū)體、氯鉑酸和dmf混合均勻，通入氮氣保護，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min，溫度為80-85℃的條件下，進行反應6-8h，制得預處理前驅(qū)體，將預處理前驅(qū)體、中間體2和四氫呋喃混合均勻，在轉(zhuǎn)速為120-150r/min，溫度為75-80℃的條件下，回流反應3-5h，制得改性填料；

7、步驟a4：將環(huán)氧樹脂e-12、改性填料、四（3-巰基丙酸）季戊四醇酯、4-二甲氨基吡啶、2-異丙基硫雜蒽酮和4,4’-二氨基二苯甲烷加入雙螺桿擠出機中，在一區(qū)溫度為90-95℃，二區(qū)溫度為90-100℃，三區(qū)溫度為100-105℃，四區(qū)溫度為100-105℃的條件下，擠出冷卻并粉碎，制得高耐磨熱固性塑粉涂料。

8、進一步，步驟a1所述的均苯三甲醛和3-氨基-1,2-丙二醇的摩爾比為1:3，4-甲酰基苯硼酸、中間體1和無水硫酸鎂的摩爾比為3:1:2.4。

9、進一步，步驟a2所述的八甲基環(huán)四硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、四甲基氫氧化銨、1,3-雙（氨丙烷基）四甲基二硅醚和去離子水的用量比為2mol:0.4mol:2mol:3mol:5l。

10、進一步，步驟a3所述的雙胺端聚硅氧烷和前驅(qū)體的質(zhì)量比為5:1，氯鉑酸的用量為雙胺端聚硅氧烷質(zhì)量1‰，預處理前驅(qū)體和中間體2的質(zhì)量比為6:1。

11、進一步，步驟a4所述的環(huán)氧樹脂e-12、改性填料、四（3-巰基丙酸）季戊四醇酯、4-二甲氨基吡啶、2-異丙基硫雜蒽酮和4,4’-二氨基二苯甲烷的重量份比為220-250:150-180:40-50:2-6:1-5:55-60。

12、進一步，所述的前驅(qū)體由如下步驟制成：

13、步驟b1：將六方氮化硼和氫氧化鈉溶液混合，在頻率為20-30khz，溫度為20-25℃的條件下，超聲處理1-1.5h后，升溫至120-125℃，回流處理20-25h，制得羥基化六方氮化硼，將羥基化六方氮化硼分散在乙醇中，在轉(zhuǎn)速為300-500r/min，溫度為70-80℃的條件下，攪拌并加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和去離子水，進行反應3-5h，制得改性六方氮化硼；

14、步驟b2：將甲基三甲氧基硅烷、異丙醇、去離子水和氫氧化鈉混合，在轉(zhuǎn)速為120-150r/min，溫度為80-85℃的條件下，進行反應2-3h后，降溫至20-25℃，繼續(xù)反應10-12h，制得八甲基環(huán)四硅氧烷四硅醇鈉，將八甲基環(huán)四硅氧烷四硅醇鈉、三乙胺、甲基二氯硅烷和四氫呋喃混合，通入氮氣保護，在轉(zhuǎn)速為200-300r/min，溫度為0-3℃的條件下，進行反應3-5h后，升溫至20-25℃，進行反應20-25h，制得二氫基籠型倍半硅氧烷；

15、步驟b3：將改性六方氮化硼、二氫基籠型倍半硅氧烷、氯鉑酸和dmf混合均勻，通入氮氣保護，在轉(zhuǎn)速為500-600r/min，溫度為80-85℃的條件下，進行反應4-6h，制得前驅(qū)體。

16、進一步，步驟b1所述的六方氮化硼和氫氧化鈉溶液的用量比為1g:100ml，氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/l，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的用量為羥基化六方氮化硼質(zhì)量的1%。

17、進一步，步驟b2所述的甲基三甲氧基硅烷、異丙醇、去離子水和氫氧化鈉的用量比為30mmol:30ml:1ml:20mmol，八甲基環(huán)四硅氧烷四硅醇鈉、三乙胺、甲基二氯硅烷和四氫呋喃的用量比為12g:4.5ml:3.5g:20ml。

18、進一步，步驟b3所述的改性六方氮化硼上的雙鍵和二氫基籠型倍半硅氧烷的摩爾比為1:1，氯鉑酸的用量為二氫基籠型倍半硅氧烷質(zhì)量1‰。

19、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明制備的一種高耐磨熱固性塑粉涂料包括如下原料：環(huán)氧樹脂e-12、改性填料、四（3-巰基丙酸）季戊四醇酯、4-二甲氨基吡啶和4,4’-二氨基二苯甲烷，改性填料以均苯三甲醛和3-氨基-1,2-丙二醇為原料，使得均苯三甲醛上的醛基和3-氨基-1,2-丙二醇上的氨基反應，形成碳氮雙鍵，制得中間體1，將中間體1和4-甲?；脚鹚岱磻沟弥虚g體1上的丙二醇和4-甲?；脚鹚嵘系呐鹚峄磻?，制得中間體2，將八甲基環(huán)四硅氧烷開環(huán)，與甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷水解縮合，再用1,3-雙（氨丙烷基）四甲基二硅醚封端，制得雙胺端聚硅氧烷，將雙胺端聚硅氧烷和前驅(qū)體反應，使得雙胺端聚硅氧烷側(cè)鏈的雙鍵和前驅(qū)體表面的硅氫鍵反應，制得預處理前驅(qū)體，將預處理前驅(qū)體和中間體2反應，使得預處理前驅(qū)體表面的氨基和中間體2上的醛基反應，形成碳氮雙鍵，制得改性填料。

20、前驅(qū)體以六方氮化硼為原料用氫氧化鈉溶液處理，制得羥基化六方氮化硼，將羥基化六方氮化硼用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷處理，使得表面接枝雙鍵，將甲基三甲氧基硅烷水解縮合，形成八甲基環(huán)四硅氧烷四硅醇鈉，將八甲基環(huán)四硅氧烷四硅醇鈉和甲基二氯硅烷反應，使得八甲基環(huán)四硅氧烷四硅醇鈉上的硅醇鈉和甲基二氯硅烷上的氯原子位點反應，制得二氫基籠型倍半硅氧烷，將改性六方氮化硼和二氫基籠型倍半硅氧烷反應，使得改性六方氮化硼上的雙鍵和二氫基籠型倍半硅氧烷上的si-h鍵反應，制得前驅(qū)體。

21、在塑粉涂料噴涂固化過程中，在4-二甲氨基吡啶的作用下四（3-巰基丙酸）季戊四醇酯上的部分巰基會與環(huán)氧樹脂e-21上的環(huán)氧基反應，剩余環(huán)氧基會與4,4’-二氨基二苯甲烷反應，固化完畢后受到光照影響，環(huán)氧樹脂固化鏈段側(cè)鏈的巰基會與改性填料表面的雙鍵接枝，使得分子間進一步交聯(lián)，從而增強了涂膜的耐磨效果，同時改性填料表面包覆著有機硅聚合物，有機硅聚合物之間含有亞胺結(jié)構(gòu)和硼酸酯結(jié)構(gòu)，二者為動態(tài)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在涂膜受到外力作用下，二者發(fā)生斷裂，進而降低外力作用下，且內(nèi)部的籠型倍半硅氧烷核心是由si-o-si鍵構(gòu)成的無機框架，與外部的有機硅聚合物形成核殼結(jié)構(gòu)，受到擠壓時，籠型倍半硅氧烷作用下內(nèi)部六方氮化硼上的進而產(chǎn)生滑動，進而抵消外力，使得塑粉涂料具有很好的耐磨效果。