1.本发明属于粉末涂料制备技术领域，尤其涉及一种低摩擦系数粉末涂料以及制备方法。
背景技术：
2.粉末涂料是一种新型的不含溶剂100%固体粉末状涂料，其具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、涂膜机械强度高等特点。
3.窗帘吊环、导轨、大型精密机床、风机叶轮、轴套、活塞杆等行业，越来越重视由设备自身磨损带来的经济损失，同时也对粉末涂料的减摩性能要求越来越高。粉末涂料广泛应用于这些行业的喷涂装饰中，在设备表面形成具有保护、装饰和特殊功能的涂膜。常规厂家一般情况只考虑粉末涂膜装饰，未考虑这些行业的设备运行时磨损等问题。因此，针对目前行业的问题，而设计了低摩擦系数的粉末涂料。
技术实现要素：
4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种低摩擦系数粉末涂料，以解决现有技术中粉末涂料在窗帘吊环、导轨、大型精密机床、风机叶轮、轴套、 活塞杆等行业，未能起到降低磨损的问题。
5.本发明所提供的技术方案是：一种低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：40份～50份端羧基聚酯树脂a，3份～3.7份异氰尿酸三缩水甘油酯，10份～16份端羟基聚酯树脂b，2.5份～4份封闭型多异氰酸酯，0.7份～1份流平剂，0.7份～1份光亮剂，0.3份～0.5份安息香，5份～10份玻璃微珠，10份～20份滑石粉，0.5份～1份石墨纤维，0.5份～1.5份减摩剂，0.5份～1份聚四氟乙烯，2份～3份蜡粉，0.1份～0.3份硅烷偶联剂，0.05份～0.2份纳米二氧化硅，0.2份～0.5份耐磨剂，2份～20份颜料。
6.作为一种改进的方案，所述端羧基聚酯树脂a的酸值为30～36 mgkoh/g，200℃条件下的粘度为3500～4500 mpa
•
s。
7.作为一种改进的方案，所述端羟基聚酯树脂b的羟值为35～45mgkoh/g，200℃条件下的粘度为 4000～6000 mpa
•
s。
8.作为一种改进的方案，所述异氰尿酸三缩水甘油酯在90℃～105℃的条件下，环氧当量为g/eq≤ 108。
9.作为一种改进的方案，所述封闭型多异氰酸酯的nco含量为14.0-15.0%，所述石墨纤维的碳含量≥99%。
10.作为一种改进的方案，所述减摩剂按重量份由0.5份～1份聚酰胺树脂和1份～2份聚缩醛混合制备，其中，聚酰胺树脂是分子中具有一conh 结构的缩聚型高分子化合物。
11.作为一种改进的方案，所述滑石粉的中位粒径为5～25um，成分为含水硅酸镁石；所述蜡粉是包含聚乙烯蜡和聚四氟乙烯蜡在内的复合微粉的混合蜡，熔程为130℃～135℃，中位粒径为10um～15um。
12.作为一种改进的方案，所述耐磨剂为al2o3/tio2复合粉体，其中al2o3/tio2的莫氏硬度为9。
13.本发明的另一目的在于提供一种基于低摩擦系数粉末涂料的制备方法，所述方法包括下述步骤：s1、将玻璃微珠，石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，纳米二氧化硅，耐磨剂依次加入反应容器中，在80～90℃ 的温度的水浴锅中，对物料进行搅拌的同时用超声波分散2～3个小时后进行邦定工艺处理，让石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，耐磨剂均匀吸附在玻璃微珠表面上，得到混合物a；s2、将蜡粉、滑石粉、颜料、硅烷偶联剂放入搅拌机中进行搅拌，100prm～150 prm的速度下搅拌，直至得到颜色均一的粘稠状的混合物，再经过压片处理、咖啡磨高速研磨，使得蜡粉反复粘附在填料和颜料颗粒表面，得到混合物b；s3、将端羧基聚酯树脂a、异氰尿酸三缩水甘油酯、端羟基聚酯树脂b、滑石粉、封闭型多异氰酸酯、流平剂、光亮剂、安息香、混合物a、混合物b用混料机充分混合均匀，得到混合物c；s4、将所述混合物c熔融挤出，压片处理，破碎处理，微细粉碎处理，过筛分级处理，得到低摩擦系数粉末涂料。
14.作为一种改进的方案，对所述混合物c的熔融挤出的步骤具体包括：混合物c通过单螺杆熔融挤出后，直接进入双螺杆再次进行熔融挤出，其中单螺杆的运行频率为35hz-40hz，双螺杆挤出机的频率为42hz-50hz。
15.在本发明实施例中，封闭型多异氰酸酯作为固化剂与端羟基聚酯树脂b反应生成聚氨酯，由于在封闭型多异氰酸酯在解封闭前的熔融流平过程中，不发生发生官能团之间的化学反应，加上选用的端羧基聚酯树脂a的粘度低，在协同作用下，低摩擦粉末涂料熔融流平过程中，有足够的时间形成光滑平整的涂膜，蜡粉有足够的时间全部迁移到涂膜，滑石粉、减摩剂、石墨纤维有足够的时间形成一层润滑膜，聚四氟乙烯和耐磨剂作用下有足够的时间形成低能量的表面。同时在高温固化过程中，玻璃微珠与聚氨酯相互容纳能提供交联密度高的涂膜，让吸附在玻璃微珠上的石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，耐磨剂得到更好的分散，即端羧基聚酯树脂a、端羟基聚酯树脂b、玻璃微珠等原材料的协同作用，使涂膜表面具有更低的粗糙度、涂膜具有更高致密性；蜡粉在粉末涂料熔融流平过程中，迁移到涂膜表面，降低膜层的表面张力和表面摩擦力系数，起到增滑的作用。蜡基向表面迁移过程中，也使吸附在多孔底材上的气体或涂膜本身的水汽脱出，从而进一步增大涂膜的致密性、提高涂膜的光滑性。本发明对蜡粉、滑石粉、颜料、进行搅拌、压片、研磨的处理工艺，是为了解决蜡粉的添加量过大时，涂膜表面出现起雾、降低光泽、储存稳定性下降等问题；利用滑石粉和减摩剂的自润滑性，配合特殊的六边形片层结构的石墨纤维极易在粉末涂膜表面上形成一层润滑膜，可以有效的降低涂膜的摩擦阻滞；聚四氟乙烯和耐磨剂共同作用，使涂膜形成低能量的表面，使表面分子可以相互滑动，呈现出极低的摩擦系数同时还能加强涂膜的耐磨性。
具体实施方式
16.下面将对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
17.低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，10份滑石粉，1份石墨纤维，1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，8.7份颜料；其中，上述各个组分的具体约束参数如下所述：端羧基聚酯树脂a的酸值为30～36 mgkoh/g，200℃条件下的粘度为3500～4500 mpa
•
s；端羟基聚酯树脂b的羟值为35～45mgkoh/g，200℃条件下的粘度为 4000-6000 mpa
•
s；异氰尿酸三缩水甘油酯在90℃～105℃的条件下，环氧当量为g/eq≤ 108；封闭型多异氰酸酯的nco含量为14.0-15.0%，所述石墨纤维的碳含量≥99%；聚四氟乙烯是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物，白色粉末，形成的长链团分子中的碳原子被周围原子包围住，分子间的实际粘着力很小，形成低能量的表面，使表面分子可以相互滑动，呈现出极低的摩擦系数；减摩剂是由0.5份～1份聚酰胺树脂和1份～2份聚缩醛混合制备，其中聚酰胺树脂是分子中具有一conh 结构的缩聚型高分子化合物；聚缩醛一种热塑性高密度，高结晶性的高分子聚合物，自润滑性良好；玻璃微珠是一种微米级空心结构的无机非金属球状材料,可与聚氨酯和环氧树脂等热固性树脂相兼容，密度为0.25-0.28g/cm3；滑石粉是一种白色粉末，中位粒径为5-25um，主要成分为含水硅酸镁石，具有良好的润滑性、耐高温、抗腐蚀等特点；蜡粉是包含聚乙烯蜡和聚四氟乙烯蜡在内的复合微粉的混合蜡，熔程为130℃～135℃，中位粒径为10um～15um；石墨纤维，具有六方晶体结构，且由于其特殊的六边形片层结构，易发生剪切，使得其在摩擦过程中，极易在摩擦面上形成一层润滑膜，起到良好的自润滑效果；耐磨剂，al2o3/tio2复合粉体具备更加优良的减摩抗磨性能，其中al2o3/tio2的莫氏硬度为9，是一种高强度的耐磨材料。
18.纳米二氧化硅的中位粒径为30
±
5nn，是一种白色粉末，具有分散性好、可大幅度提高涂料耐擦洗性、强度、硬度。
19.基于上述记载，低摩擦系数粉末涂料的制备方法具体包括下述步骤：s1、将玻璃微珠，石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，纳米二氧化硅，耐磨剂依次加入反应容器中，在80-90℃ 的温度的水浴锅中，对物料进行搅拌的同时用超声波分散2-3个小时后进行邦定工艺处理，让石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，耐磨剂均匀吸附在玻璃微珠表
面上，得到混合物a；s2、将蜡粉、滑石粉、颜料、硅烷偶联剂放入搅拌机中进行搅拌，100prm～150 prm的速度下搅拌，直至得到颜色均一的粘稠状的混合物，再经过压片处理、咖啡磨高速研磨，使得蜡粉反复粘附在填料和颜料颗粒表面，得到混合物b；s3、将端羧基聚酯树脂a、异氰尿酸三缩水甘油酯、端羟基聚酯树脂b、滑石粉、封闭型多异氰酸酯、流平剂、光亮剂、安息香、混合物a、混合物b用混料机充分混合均匀，得到混合物c；s4、将所述混合物c熔融挤出，压片处理，破碎处理，微细粉碎处理，过筛分级处理，得到低摩擦系数粉末涂料。
20.在该实施例中，该制备方法 通过不同配方和工艺的优选，制备出性能优异的一种低摩擦系数粉末涂料。
21.其中：上述 减摩剂的制备方法为：按重量份，将0.5份～1聚酰胺树脂，1份～2份聚缩醛放入塑料混合设备中在200-300rpm的条件下共混10-30分钟，再经过单螺杆挤出机熔融挤出压片后得到软混合物片料，再经过摇摆式粉碎机粉碎后得到降低摩擦力能力强的减摩剂；上述 al2o3/tio2复合粉体制备方法：用含铝凝胶与含钛凝胶在水热条件下合成。
22.在该实施例中，让石墨纤维、减摩剂、聚四氟乙烯、耐磨剂均匀分散并吸附在玻璃微珠，而玻璃微珠在高温固化时与聚氨酯相互容纳，使得石墨纤维、减摩剂、聚四氟乙烯、耐磨剂各组分可以均匀分散在涂膜中。
23.在该实施例中，分散剂是纳米二氧化硅，具体工艺为：将石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，耐磨剂、玻璃微珠纳米二氧化硅加入反应容器中，在80-90℃ 的温度的水浴锅中，对物料进行搅拌的同时用超声波分散2-3个小时，让物料进行初步分散，后进行热混合工艺处理。其中热混合工艺是将初步分散的物料加入混合机的反应釜中，在温度为90℃-95℃、转速为1200-1300prm的条件下邦定机600s-800s。
24.在该实施例中，对所述混合物c的熔融挤出的步骤具体包括：混合物c通过单螺杆熔融挤出后，直接进入双螺杆再次进行熔融挤出，其中单螺杆的运行频率为35hz-40hz，双螺杆挤出机的频率为42hz-50hz；通过单螺杆和双螺杆的两次熔融挤出，让各组分均匀分散，进一步提高制备的粉末涂料的稳定性、更低的摩擦系数、更光滑细腻硬度高的表面，进一步提高涂膜的耐用性。
实施例2
25.低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，16份端羟基聚酯树脂b，4份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，10份滑石粉，1份石墨纤维，1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，3.7份颜料；其中，该实施例2与实施例1除了上述各个制备组分的配比不同，其余的制备过程的参数以及制备方法是相同的，在此不再赘述。
实施例3
26.低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：50份端羧基聚酯树脂a，3.7份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，10份滑石粉，1份石墨纤维，1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，3.4份颜料；其中，该实施例3与实施例1除了上述各个制备组分的配比不同，其余的制备过程的参数以及制备方法是相同的，在此不再赘述。
实施例4
27.低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，20份滑石粉，1份石墨纤维，1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，3.7份颜料；其中，该实施例4与实施例1除了上述各个制备组分的配比不同，其余的制备过程的参数以及制备方法是相同的，在此不再赘述。
实施例5
28.低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，10份滑石粉，0.8份石墨纤维，0.5份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，9.4份颜料；其中，该实施例5与实施例1除了上述各个制备组分的配比不同，其余的制备过程的参数以及制备方法是相同的，在此不再赘述。
29.为了说明书上述五个实施例的具体实现结果，下述给出八个对比例：对比例1对比例1与实施例1的区别在于制备原料及配比不同，其它相同，具体为：低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料： 30份端羧基聚酯树脂a，2.2份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，20份滑石粉，1份石墨纤维，1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，14.9份颜料。
30.对比例2对比例2与实施例1的区别在于制备原料及配比不同，其它相同，具体为：低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，10份滑石粉，1份石墨纤维，1份减摩剂，2份蜡粉、0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，9.5份颜料。
31.对比例3对比例3与实施例1的区别在于制备原料及配比不同，其它相同，具体为：低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份滑石粉，0.8份聚四氟乙烯，1份石墨纤维，0.5份减摩剂，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，18.7份颜料。
32.对比例4对比例4与实施例1的区别在于制备原料及配比不同，其它相同，具体为：低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份滑石粉，10份玻璃微珠，0.8份聚四氟乙烯，1份石墨纤维，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，9.7份颜料。
33.对比例5对比例5与实施例1的区别在于制备原料及配比不同，其它相同，具体为：低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠， 1份石墨纤维，1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，18.7份颜料。
34.对比例6对比例6与实施例1的区别在于制备原料及配比不同，其它相同，具体为：低摩擦系数粉末涂料，按照重量份，包括以下制备原料：45份端羧基聚酯树脂a，3.4份异氰尿酸三缩水甘油酯，12份端羟基聚酯树脂b，3份封闭型多异氰酸酯，0.9份流平剂，0.9份光亮剂，0.5份安息香，10份玻璃微珠，10份滑石粉， 1份减摩剂，0.8份聚四氟乙烯，2份蜡粉，0.2份硅烷偶联剂，0.1份纳米二氧化硅， 0.5份耐磨剂，9.7份颜料。
35.对比例7对比例7与实施例1的区别在于，对比例7没有经过单螺杆和双螺杆熔融挤出混合处理，其它与实施例1相同。
36.对比例8与实施例1的区别在于，对比例8中的玻璃微珠，石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，纳米二氧化硅，耐磨剂没有经过在水浴锅中搅拌、超声波分散和邦定工艺处理，其它与实施例1相同。
37.其中对比例1-6与实施例1至5的各原料成分以及用量（重量份）分别如下表所示：
38.针对上述记载的实施例1～5和对比例1～8，下述给出了具体的效果：试验例一：低摩擦系数性能测试参考测试标准bs7976-2-2002 a1-2013，试验结果如下表所示：
39.由该表看可以看出，实施例1-5制备的低摩擦系数粉末涂料具有优异的低摩擦性能，摩擦力的ptv均在32以下；对比例1-6的制备方法和实施例1-5制备方法相同，对比例1中制备的低摩擦力粉末涂料中端羧基聚酯树脂a加入量不足，在高温固化时，没有足够的流动性，导致其表面流平性不好，因此低摩擦能力低；对比例2的配方中没有加聚四氟乙烯；对比例3的配方中没有加玻璃微珠；对比例4配方中没有加减摩剂；对比例5配方中没有加滑石粉；对比例6配方中缺少石墨纤维；但结果表明对比例2-6制备的低摩擦系数粉末涂料的低摩擦力性能明显比实施例1-5制备的低摩擦力粉末涂料的差，说明本发明成分之间具有协同增效的作用，且各
成分的添加量也会影响到粉末涂料的低摩擦性能。
40.与实施例1的区别在于，对比例7中的玻璃微珠，石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，纳米二氧化硅，耐磨剂没有经过单螺杆和双螺杆熔融挤出混合处理；与实施例1的区别在于，对比例8中的玻璃微珠，石墨纤维，减摩剂，聚四氟乙烯，纳米二氧化硅，耐磨剂没有经过在水浴锅中搅拌、超声波分散和邦定工艺处理，其它与实施例1相同；但实验结果表明对比例7-8制备的低摩擦系数粉末涂料的低摩擦力性能明显比实施例1-5制备的低摩擦力粉末涂料的差，说明本发明低摩擦粉末涂料的成分以及工艺协同作用下，能获得低摩擦力性能更好的粉末涂料。
41.试验例二：硬度测试参考测试标准hg/t2006-2022，试验结果如下表所示：
42.由该表的数据分析可知，本发明制备的低摩擦力系数粉末涂料的铅笔硬度达2h以上，具有更佳的使用性能，并由对比例1-8中制备的低摩擦系数粉末涂料的铅笔硬度分析可知，本发明中不同成分、成分的添加量、制备工艺也会影响制备低摩擦系数粉末涂料的硬度。
43.试验例三：耐磨性测试参考测试标准gbt 1768-2006色漆和清漆 耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法，试验结果如下表所示：
44.由该表的数据分析可知，对比例1-8中制备的低摩擦系数粉末涂料形成的涂层的耐磨性明显比实施例1-5制备的低摩擦系数粉末涂料形成的涂层的耐磨性差，说明本发明低摩擦系数粉末涂料的成分以及工艺的协同作用下，能获得耐磨性能更佳的低摩擦系数粉末涂料。
45.试验例四：干附着力测试参考测试标准hg/t2006-2022，试验结果如下表所示：
46.由该表的数据分析可知，本发明制备的低摩擦力系数粉末涂料的干附着力到达了0级别，具有更佳的使用性能，并由对比例1-8中制备的低摩擦力系数粉末涂料的干附着力分析可知，本发明中成分以及成分配比也会影响制备低摩擦系数粉末涂料的附着力。
47.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而
这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。