CN102516855B - 一种铝型材用粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝型材用粉末涂料及其制备方法，粉末涂料由端羧基饱和聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、二氧化钛、沉淀硫酸钡、光亮剂、流平剂、安息香组成；制备方法步骤是先混料，然后熔融挤出，最后，破碎和微细粉碎。利用本发明制备的铝型材用粉末涂料的固化温度低；减少了残留在TGIC低分子有机物的挥发量，有利于环保和人体健康；且涂膜外观更加平整、细腻。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料和针对粉末涂料的制备方法。
背景技术
原有的聚酯/TGIC粉末涂料主要缺点是：
1、涂膜的固化温度高，一般为200℃。
2、在高温固化下，残留在TGIC中的低分子有机物容易挥发，对环境和人体健康产生一定的影响。
虽然现在也出现了低固化粉末涂料，如β-羟烷基酰胺(HAA)体系低温固化粉末涂料，对于这种粉末涂料，在固化反应时会产生水分子蒸发，导致涂膜易产生针孔弊病，尤其是β-羟烷基酰胺具有胺类固有的缺陷，使得HAA固化的涂膜容易变黄，性能不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝型材用粉末涂料及其制备方法，利用本发明制备的铝型材用粉末涂料的固化温度低；减少了残留在TGIC低分子有机物的挥发量，有利于环保和人体健康；且涂膜外观更加平整、细腻。
为达到上述目的，一种铝型材用粉末涂料由下述重量百分比的原材料制备，具体配方为：
其中，端羧基饱和聚酯树脂的酸值为30-36mgKOH/g，软化点为105-115℃，玻璃化温度(Tg)为55～60℃；
所述的异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)的分子式为：
其中，环氧值：0.92～0.96，环氧当量/100g，平均当量E＝105。
制备铝型材用粉末涂料的方法是：
(1)按照上述原材料重量百分比预混合。
(2)将预混合后的原材料进行熔融挤出，均匀分散。
(3)将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎。
(4)将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分。
本发明的有益效果是：
由于加入了酸值为30-36mgKOH/g，软化点为105-115℃，玻璃化温度(Tg)为55～60℃的端羧基饱和聚酯树脂，因此，能降低固化温度至158-162℃，固化时间为9-11min；由于固化温度的下降，减少了残留在TGIC低分子有机物的挥发量，有利于环保和人体健康；端羧基饱和聚酯树脂与异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)交联反应成膜后，产生了极性基团羟基(-OH基)，这种极性基团将对基材铝及其合金产生更加坚固的附着力；与现有的粉末涂料相比，具有更低的熔融粘度和更高的反应活性，在保持原有涂膜各项性能的同时，使低温固化的涂膜外观更加平整、细腻，更好地美化了铝型材的装饰效果；本发明的粉末涂料，配方简单，制备容易，生产成本低，综合效果好。
本发明的粉末涂料在固化时的反应机理是：
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
本发明的粉末涂料由端羧基饱和聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、二氧化钛、沉淀硫酸钡、光亮剂、流平剂、安息香组成；其中，端羧基饱和聚酯树脂的酸值为30-36mgKOH/g，软化点为105-115℃，玻璃化温度(Tg)为55～60℃；
所述的异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)的分子式为：
其中，异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)的环氧值为0.92～0.96，环氧当量为/100g，平均当量E＝105。
所述的光亮剂是丙烯酸酯类的共聚物；所述的流平剂是聚丙烯酸酯。
实施例1
取624g端羧基饱和聚酯树脂、52g异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、250g二氧化钛、50g沉淀硫酸钡、10g光亮剂、15g流平剂、4g安息香预混合。然后将预混合后的原材料进行熔融挤出均匀分散，所述的熔融挤出是指用双螺杆挤出机对预混合后的原材料进行熔融混炼均匀分散，其中，挤出机Ⅰ区温度为115～125℃，挤出机Ⅱ区的温度为105～115℃；接着，将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎，微细粉碎是指用ACM磨粉碎机分级粉碎至粉末粒径为20～80微米；最后，将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分得到本发明铝型材用粉末涂料。
实施例2
取605g端羧基饱和聚酯树脂、46g异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、250g二氧化钛、70g沉淀硫酸钡、10g光亮剂、15g流平剂、4g安息香预混合。然后将预混合后的原材料进行熔融挤出均匀分散，所述的熔融挤出是指用双螺杆挤出机对预混合后的原材料进行熔融混炼均匀分散，其中，挤出机Ⅰ区温度为115～125℃，挤出机Ⅱ区的温度为105～115℃；接着，将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎，微细粉碎是指用ACM磨粉碎机分级粉碎至粉末粒径为20～80微米；最后，将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分得到本发明铝型材用粉末涂料。
实施例3
取577g端羧基饱和聚酯树脂、44g异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、250g二氧化钛、100g沉淀硫酸钡、10g光亮剂、15g流平剂、4g安息香预混合。然后将预混合后的原材料进行熔融挤出均匀分散，所述的熔融挤出是指用双螺杆挤出机对预混合后的原材料进行熔融混炼均匀分散，其中，挤出机Ⅰ区温度为115～125℃，挤出机Ⅱ区的温度为105～115℃；接着，将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎，微细粉碎是指用ACM磨粉碎机分级粉碎至粉末粒径为20～80微米；最后，将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分得到本发明铝型材用粉末涂料。
实施例4
取558g端羧基饱和聚酯树脂、43g异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、250g二氧化钛、120g沉淀硫酸钡、10g光亮剂、15g流平剂、4g安息香预混合。然后将预混合后的原材料进行熔融挤出均匀分散，所述的熔融挤出是指用双螺杆挤出机对预混合后的原材料进行熔融混炼均匀分散，其中，挤出机Ⅰ区温度为115～125℃，挤出机Ⅱ区的温度为105～115℃；接着，将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎，微细粉碎是指用ACM磨粉碎机分级粉碎至粉末粒径为20～80微米；最后，将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分得到本发明铝型材用粉末涂料。
实施例5
取531g端羧基饱和聚酯树脂、40g异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)、250g二氧化钛、150g沉淀硫酸钡、10g光亮剂、15g流平剂、4g安息香预混合。然后将预混合后的原材料进行熔融挤出均匀分散，所述的熔融挤出是指用双螺杆挤出机对预混合后的原材料进行熔融混炼均匀分散，其中，挤出机Ⅰ区温度为115～125℃，挤出机Ⅱ区的温度为105～115℃；接着，将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎，微细粉碎是指用ACM磨粉碎机分级粉碎至粉末粒径为20～80微米；最后，将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分得到本发明铝型材用粉末涂料。
粉末涂料制备完成后，在涂料固化过程中发生如下化学反应：
将制备的粉末涂料用静电喷涂制板，在160±2℃/10min的恒温烘箱中烘烤成膜，将制得试板与常规(200℃/10min)粉末涂料一起进行性能测试，结果如表1所示：
表1
由表1可见，本发明的粉末涂料，涂膜的各项技术性能与常规粉末涂料的各项技术性能相比没有明显差异。
上述实施例中粉末涂料试验结果见表2。
表2
由表2可见，本发明的铝型材用低温固化粉末涂料，采用不同质量百分比的颜填料制备的粉末涂料，其技术性能没有明显差异；适当加大颜填料在配方中的比例，不仅能提高涂膜的机械性能强度和抗介质的侵蚀能力，而且有利于降低粉末涂料成本。
在本发明中，由于加入了酸值为30-36mgKOH/g，软化点为105-115℃，玻璃化温度(Tg)为55～60℃的端羧基饱和聚酯树脂，因此，能降低固化温度至158-162℃，固化时间为9-11min；由于固化温度的下降，减少了残留在TGIC低分子有机物的挥发量，有利于环保和人体健康；端羧基饱和聚酯树脂与异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)交联反应成膜后，产生了极性基团羟基(-OH基)，这种极性基团将对基材铝及其合金产生更加坚固的附着力；与现有的粉末涂料相比，具有更低的熔融粘度和更高的反应活性，在保持原有涂膜各项性能的同时，使低温固化的涂膜外观更加平整、细腻，更好地美化了铝型材的装饰效果；本发明的粉末涂料，配方简单，制备容易，生产成本低，综合效果好。
Claims (7)
1.一种铝型材用粉末涂料，其特征在于：其由下述重量百分比的原材料制备，具体配方为：
其中，端羧基饱和聚酯树脂的酸值为30-36mgKOH/g，软化点为105-115℃，玻璃化温度为55～60℃；
所述的异氰脲酸三缩水甘油酯的分子式为：
其中，环氧值:0.92～0.96，环氧当量/100g，平均当量E=105。
2.根据权利要求1所述的铝型材用粉末涂料，其特征在于：原材料的重量百分比含量是：
3.根据权利要求1至2任一项所述的铝型材用粉末涂料，其特征在于：所述的光亮剂是丙烯酸酯类的共聚物。
4.根据权利要求1至2任一项所述的铝型材用粉末涂料，其特征在于：所述的流平剂是聚丙烯酸酯。
5.一种铝型材用粉末涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按照下述原材料重量百分比预混合由端羧基饱和聚酯树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、二氧化钛、沉淀硫酸钡、光亮剂、流平剂、安息香组成的原材料；
其中，端羧基饱和聚酯树脂的酸值为30-36mgKOH/g，软化点为105-115℃，玻璃化温度为55～60℃；
所述的异氰脲酸三缩水甘油酯的分子式为：
其中，环氧值:0.92～0.96，环氧当量/100g，平均当量E=105；
（2）将预混合后的原材料进行熔融挤出，均匀分散；
（3）将挤出的物料经压片辊压片并冷却后进行破碎和微细粉碎；
（4）将微细粉碎的粉末涂料用标准筛筛分;
在涂料固化过程中发生如下化学反应：
6.根据权利要求5所述的铝型材用粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述的熔融挤出是指用双螺杆挤出机对预混合后的原材料进行熔融混炼均匀分散，其中，挤出机Ⅰ区温度为115～125℃，挤出机Ⅱ区的温度为105～115℃。
7.根据权利要求5或6所述的铝型材用粉末涂料的制备方法，其特征在于：微细粉碎是指用ACM磨粉碎机分级粉碎至粉末粒径为20～80微米。
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Denomination of invention: A kind of powder coating for aluminum profile and preparation method thereof Effective date of registration: 20220816 Granted publication date: 20140219 Pledgee: China Guangfa Bank Co.,Ltd. Zhaoqing Branch Pledgor: GUANGDONG HUAJIANG POWDER TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980012753 |
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Date of cancellation: 20240103 Granted publication date: 20140219 Pledgee: China Guangfa Bank Co.,Ltd. Zhaoqing Branch Pledgor: GUANGDONG HUAJIANG POWDER TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980012753 |