CN103642298B - 一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂及其制备方法，其组分为蜡类或蜡类似物、金属盐类或有机金属络合物、组成单体中含有40wt%-70wt%的丙烯酸叔丁酯和（或）甲基丙烯酸叔丁酯的丙烯酸树脂，其中：丙烯酸树脂占消光剂总重量的40-80%，蜡类或蜡类似物占消光剂总重量的15-50%，金属盐类或有机金属络合物占消光剂总重量的3-10%。本发明是通过合成的丙烯酸树脂与蜡类或蜡类似物、金属盐类或有机金属络合物按一定比例在常温下粉碎混合制得。本发明的消光剂能使环氧-聚酯型粉末涂料同时具有耐污与消光的应用效果。

Description

一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及环氧-聚酯型粉末涂料技术领域，具体涉及一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂及其制备方法。

背景技术

环氧-聚酯型粉末涂料可以形成均匀平滑的涂层，具有低污染、高利用率、机械性能优、高附着力等优点，因此在户内建材、家电、家具等诸多领域被广泛采用。随着生活水平和质量的提高，人们对涂层的装饰性和功能性也提出了更高的要求，比如在室内金属建材、厨房用家具或电器等领域应用的涂层，人们希望可以同时提供良好的亚光效果和优秀的耐污性能。因此开发具有耐污性的粉末涂料消光剂，同时改善粉末涂料消光效果和耐污性能，具有巨大的市场需求和实施价值。

当前市场上，有单独提供了改善涂膜耐污性的方法，其一是在羟基聚酯树脂和封端异氰酸酯固化剂所组成的粉末涂料中加入具有一定数量羟基和缩水甘油基的丙烯酸树脂。然而，这项技术仅仅对羟基聚酯和封端异氰酸酯固化剂所组成的粉末涂料有效，对于环氧-聚酯型的粉末涂料，涂层的耐污性没有得到改善。其二是采用一种高分子量和特定SP值的丙烯酸树脂微粒，其平均粒径为0.001-10微米，将这种微粒吸附在粉末涂料粒子的表面，可以改善涂膜的耐污性。然而，制备这种粉末涂料时，需要增加微粒吸附步骤，从而增加粉末涂料的制备成本，更关键的是不能同时实现消光。

当前市场上，可以采用添加消光填料、消光蜡类、含有催化剂的改性蜡等添加剂，单独实现涂膜的消光。此种消光方法，对涂料组合物的其他性能会产生不利影响，尤其在较低光泽下，涂膜的耐污染性能会下降。

发明内容

为克服上述不足，本发明所提供一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂及其制备方法。

一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂，其特征在于：其组分为蜡类或蜡类似物、金属盐类或有机金属络合物、合成单体中含有40wt%-70wt%的丙烯酸叔丁酯和（或）甲基丙烯酸叔丁酯的丙烯酸树脂，所述的丙烯酸树脂占消光剂总重量的40-80%，所述的蜡类或蜡类似物占消光剂总重量的15-50%，所述的金属盐类或有机金属络合物占消光剂总重量的3-10%。

所述蜡类或蜡类似物为下列之一：植物蜡、动物蜡、矿物蜡、合成的蜡。

所述金属盐类或有机金属络合物为下列之一：硬脂酸铝或硬脂酸锌、乙酰丙酮铝或乙酰丙酮锌、甲基丙烯酸锌、五氯苯硫酚锌盐。

合成所述的丙烯酸树脂所用的单体有：丙烯酸缩水甘油酯和（或）甲基丙烯酸缩水甘油酯占丙烯酸总重量的15-30%、丙烯酸叔丁酯和（或）甲基丙烯酸叔丁酯占丙烯酸总重量的40-70%、能与丙烯酸缩水甘油酯单体进行共聚合的其他单体占所用单体总重量的10-40%。合成的丙烯酸树脂数均分子量为 3,000- 30,000，优选为4,000- 8,000，玻璃化温度为40- 120℃。

合成所述的丙烯酸树脂所用的能与丙烯酸缩水甘油酯单体进行共聚合的其他单体是丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类以及其他的乙烯属不饱和单体，其中丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以单独使用，或者是二个或多个单体联合使用。此类丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯 、丙烯酸辛酯 、丙烯酸2-乙基辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯 、甲基丙烯酸2-乙基辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯 、甲基丙烯酸月桂酯 、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯等。其他的乙烯属地单体是苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基苯乙烯、丙烯腈 、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、乙烯恶唑啉、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯 、十二烷基乙烯基醚等。

所述的丙烯酸树脂采用自由基溶液聚合法合成，选用丙烯酸缩水甘油酯和（或）甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸叔丁酯和（或）甲基丙烯酸叔丁酯、其它的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类、乙烯类等作为反应单体；采用苯、甲苯、二甲苯、叔丁醇中的一种作为反应溶液；选择偶氮二异戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔戊基乙烯的一种或两种作为引发剂，引发剂的用量为单体总质量的0.5-2%。

一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂的制备方法是：将所述的丙烯酸树脂与蜡类或蜡类似物、金属盐类或有机金属络合物按一定比例在常温下粉碎混合，得到小颗粒或粉末状物质即本发明的具有耐污性的粉末涂料消光剂。

本发明的消光剂适用于环氧-聚酯型粉末涂料配方中，用量为环氧树脂和聚酯树脂总量的2-10wt%。

由于采用上述技术方案，本发明的具有耐污性的粉末涂料消光剂与现有产品相比具有如下优点：利用该消光剂既可以实现涂膜消光，又可以提高涂膜的耐污性能，同时又不会对粉末涂料的其他性能产生不利影响。本发明的具有耐污性的粉末涂料消光剂，很好的结合了消光和耐污两大性能，对产品性能有明显提升。具有很大的市场需求和实施价值。

具体实施方式

实施例1

将30g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、100g的甲基丙烯酸叔丁酯、20g 的苯乙烯、8g的甲基丙烯酸甲酯、42g的甲基丙烯酸异丁酯、2g 的偶氮二异戊腈配成单体混合物。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加单体混合物，90min后滴加完，80℃-85℃保温2h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃，趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸树脂A，玻璃化温度为80℃，数均分子量为6500。再将丙烯酸树脂A与蜡物质Deuteron wax MPO®、硬脂酸锌按照70：25：5的重量比进行混合粉碎，做成消光剂1。

实施例2 将实施例1中的丙烯酸合成树脂A与蜡物质Polymist F-5A^®、硬脂酸锌按照80：15：5的重量比进行混合粉碎，做成消光剂2。

实施例3

将40g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、120g的甲基丙烯酸叔丁酯、10g的苯乙烯、8g的甲基丙烯酸甲酯、32g的甲基丙烯酸异丁酯、2g 的偶氮二异戊腈配成单体混合物。将1g 的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加单体混合物，90min后滴加完，80℃-85℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸树脂B，玻璃化温度为81℃，数均分子量为6200。再将丙烯酸树脂B与蜡物质Lancowachs® HM 1666、乙酰丙酮锌按照80：15：5的重量比进行混合粉碎，做成消光剂3。

实施例4

将40g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、120g的甲基丙烯酸叔丁酯、10g的丙烯酸羟丙酯、10g的甲基丙烯酸甲酯、30g的甲基丙烯酸异丁酯、2g的偶氮二异戊腈配成单体混合物。将1g的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液。将250g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加混合溶液，80min后滴加完，80℃-85℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸树脂C，玻璃化温度为75℃，数均分子量为6800。再将丙烯酸树脂C与蜡物质Barolub LT 100®、乙酰丙酮铝按照80：15：5的重量比进行混合粉碎，做成消光剂4。

实施例5

将40g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、120g 的甲基丙烯酸叔丁酯、10g的丙烯酸异辛酯、10g的甲基丙烯酸甲酯、30g的甲基丙烯酸异丁酯、1g的偶氮二异戊腈配成滴加混合溶液。将1g的过氧化苯甲酰溶于40g叔丁醇中，配成引发剂补加溶液。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始滴加单体混合物，80min后滴加完，80℃-85℃保温1h。开始补加引发剂溶液，补加完后保温1h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸树脂D，玻璃化温度为68℃，数均分子量为7800。再将丙烯酸树脂D与蜡物质Barolub LT 100®、硬脂酸铝按照65：25：10的重量比进行混合粉碎，做成消光剂5。

实施例6

再将丙烯酸树脂D与蜂蜡、甲基丙烯酸锌按照65：25：10的重量比进行混合粉碎，做成消光剂6。

实施例7

将40g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、90g的甲基丙烯酸叔丁酯、20g的苯乙烯、50g的甲基丙烯酸甲酯、2g 的偶氮二异戊腈配成单体混合物。将200g甲苯加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到100℃-105℃时，开始滴加单体混合物，90min后滴加完，调节温度至80℃-85℃保温2h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸树脂E，玻璃化温度为88℃，数均分子量为7400。再将丙烯酸树脂E与蜡物质Deuteron wax MPO®、乙酰丙酮锌按照80：15：5的重量比进行混合粉碎，做成消光剂7。

实施例8

将60g的甲基丙烯酸缩水甘油酯、50g的甲基丙烯酸叔丁酯、50g的丙烯酸叔丁酯、40g的甲基丙烯酸甲酯、2g的偶氮二异戊腈配成单体混合物。将200g叔丁醇加入1000ml的三口烧瓶中并升温搅拌。到温度达到80℃-85℃时，开始单体混合物，90min后滴加完，80℃-85℃保温2h。在减压条件下蒸净溶剂，温度不超过160℃。趁热放料、冷却、粗粉碎，制得丙烯酸树脂F，玻璃化温度为70℃，数均分子量为6600。再将丙烯酸树脂F与蜡物质Deuteron waxMPO®、硬脂酸锌按照80：15：5的重量比进行混合粉碎，做成消光剂8。

按表一中的配方1-8和对比配方1进行配料，然后将配好的物料通过高速搅拌机进行混合，混合后的物料通过熔融混炼挤出机挤出压片，混炼温度设定为95℃，压片物料通过粉碎机粉碎后，再经过180目筛网过筛后，分别制得配方1-8和对比配方1的粉末涂料。

表一：本发明消光剂的应用性能检测配方

备注：1、E-12：环氧树脂，环氧值0.115-0.130 mol/100克。

2、SJ3B：安徽神剑新材料有限公司生产的羧基聚脂，酸值为68-75mgKOH/g。

3、PV88：Worlee公司生产的聚丙烯酸酯型流平剂。

4、W-44HB：贵州华加精细矿业有限公司生产的硫酸钡。

5、R902：杜邦公司生产的金红石型钛白粉。

使用静电喷涂的方法将上述不同配方的粉末涂料分别喷涂在Q-Panel板上，在180°C下烘烤15 min，固化制成膜厚为60 -70μm 的涂膜，用BYK AG-4450型光泽仪检测60°下涂层光泽，并按以下方法和标准分别评价涂膜的流平性和耐污性能。结果见表二。

涂层的流平分析采用目测对比，评价标准如下：

7、很好 6、好 5、较好 4、一般 3、较差 2、差 1、很差

涂层的耐污性和评价方法和评价标准如下：

万能笔耐污性：用万能笔对前面制备的涂层进行涂染，保持24小时后，用甲醇浸过的棉球进行轻轻擦拭，然后观察剩下的污渍。评价标准如下：

5：没有污渍 4：几乎没有污渍 3：轻微污渍 2 ：许多污渍 1：严重污渍

表二 涂膜应用性能检测结果

通过表四可以看出，对比例1所给出的配方不含本发明所提供的消光剂，涂层几乎没有消光性能和耐污性能。其他8个配方中使用本发明的消光剂，涂层的光泽度较低，且均具有良好的耐污性能，说明本发明的消光剂消光性能良好，而且可以明显改善涂层的耐污性能。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (5)

1.一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂，其特征在于：其组分为蜡类、金属盐类或有机金属络合物、合成单体中含有 40wt%-70wt%的丙烯酸叔丁酯和/或甲基丙烯酸叔丁酯的丙烯酸树脂，所述的丙烯酸树脂占消光剂总重量的40-80%，所述的蜡类占消光剂总重量的15-50%，所述的金属盐类或有机金属络合物占消光剂总重量的3-10%。

2.根据权利要求1所述的一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂，其特征在于：合成所述的丙烯酸树脂所用的单体有：丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯占所用单体总重量的15-30%、丙烯酸叔丁酯和/或甲基丙烯酸叔丁酯占所用单体总重量的40-70%、能与丙烯酸缩水甘油酯单体进行共聚合的其他单体占所用单体总重量的10-40%，合成的丙烯酸树脂数均分子量为3,000-30,000，玻璃化温度为40-120℃。

3.根据权利要求2所述的一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂，其特征在于：合成的丙烯酸树脂数均分子量为4,000-8,000。

4.根据权利要求2所述的一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂，其特征在于：合成所述的丙烯酸树脂所用的其他共聚合单体是除丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯以外的丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类单体，可以单独使用，或者是二个或多个单体联合使用。

5.根据权利要求1所述的一种耐污性环氧-聚酯型粉末涂料消光剂，其特征在于：所述的丙烯酸树脂采用自由基溶液聚合法合成；采用苯、甲苯、二甲苯、叔丁醇中的一种作为反应溶液；选择偶氮二异戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔戊基乙烯的一种或两种作为引发剂，引发剂的用量为单体总质量的0.5-2%。