CN104031534A - 一种新型单涂聚酯涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型单涂聚酯涂料；它包括以下各原料：聚酯树脂、氨基树脂、硅胶粒子、着色颜料、助剂；其中，聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9，助剂为常规用量；该新型单涂聚酯涂料对基材的附着力好、耐腐蚀性好、且耐化学品、硬度高、耐划。本发明还公开了该新型单涂聚酯涂料的制备方法。

Description

一种新型单涂聚酯涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚酯涂料技术领域。具体地，涉及一种新型单涂聚酯涂料及其制备方法。

背景技术

卷材涂料包括卷钢涂料和卷铝涂料，是一种涂覆于钢板上对钢板起保护和装饰作用的专用涂料，它是通过辊涂作业的方法将涂料涂覆于钢板、铝材的表面，然后制成预涂卷材(彩涂板)，此具有外表美观、色彩艳丽、强度高、耐化学药品性好、加工成型方便等优点，而且还可以使用户降低成本，减少污染，因此获得了广泛的应用。

卷材涂料一般是采用底漆与面漆配套的两涂两烘工艺。其中，底漆提供附着力、防腐蚀性，面漆提供装饰性、耐候性。但对于越来越追求环保、低能耗、低成本的市场趋势，两涂两烘的传统工艺上已受到应用上的限制。

现已开始研究将底漆和面漆结合起来，只经过一次涂装、一次烘烤的单涂体系的新型工艺。但，现有的单一面漆对基材的附着力不好、耐腐蚀性很差，将底漆的防腐蚀颜料或助剂加入面漆中又将引起涂膜的储存不稳定、固化不完全，造成漆膜的耐化学品、硬度、耐划、耐候性等性能较差，无法满足用户的性能需求。

因此，需要提供一种新型单涂聚酯涂料，它的涂装工艺简单且漆膜的耐化学品、硬度、耐划、耐候性等性能好。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新型单涂聚酯涂料；包括以下各原料：聚酯树脂、氨基树脂、硅胶粒子、着色颜料、助剂；其中，聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9；该新型单涂聚酯涂料对基材的附着力好、耐腐蚀性好、且耐化学品、硬度高、耐划。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种新型单涂聚酯涂料的制备方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种新型单涂聚酯涂料，包括以下各原料：

聚酯树脂、氨基树脂、硅胶粒子、着色颜料、助剂；

其中，聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9，助剂为常规用量。

优选地，所述硅胶粒子的粒径2-4μm，吸油量75-85ml/100g，比重1.96-2.00。

优选地，所述硅胶粒子和着色颜料的比值为1：3-10。

本文中，“聚酯氨基比”是指聚酯树脂的固体份和氨基树脂的固体份的重量比。“颜基比”是指颜料与树脂的固体份的重量比；其中，颜料包括硅胶粒子和着色颜料，树脂包括聚酯树脂和氨基树脂。

硅胶粒子是作为防腐蚀颜料。现有涂料中，通常使用锶铬黄、磷酸锌、三聚磷酸铝或其他离子型防腐蚀颜料，常温下这些防腐蚀颜料在涂料体系中不稳定，它们会与部分助剂，如酸催化剂，反应，这就会影响最后的涂膜的成膜性能。

优选地，所述硅胶粒子的粒径3μm，吸油量80ml/100g，比重1.98。

优选地，所述新型单涂聚酯涂料，各个原料按重量份数计为：

助剂为常规用量。

优选地，所述聚酯树脂的分子量为4000-10000，羟基值30-80mgKOH/g，酸值0-13mgKOH/g。采用高分子量的线性或部分支链聚酯树脂，能保证涂料高的柔韧性、加工性和附着力。使用该类型树脂得到的漆膜的光泽＞60°。聚酯树脂的羟基值过高，则反应基团不能完全反应，影响成膜后的耐水性；羟基值过低，则反应基团不够，影响成膜后的加工性。所述聚酯树脂可通过市售购买得到。例如:ETERNAL 5055-70、EVONIK LH833。

更优选地，使用固体份≥60％的聚酯树脂。

优选地，所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂。

更优选地，所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂和部分甲醚化氨基树脂的混合物或者是完全甲醚化三聚氰胺树脂和高亚氨基甲醚化三聚氰胺树脂的混合物；这种混合物能提供更快的反应速度和固化硬度。根据彩涂线的工艺需要或者根据用户的要求来选定最终使用的氨基树脂。所述氨基树脂可通过市售购买得到。例如：氰特树脂CYMEL 303。

更优选地，使用固体份≥60％的氨基树脂。

所述着色颜料，例如钛白粉、炭黑等等耐温着色颜料。可根据实际需要来选择。

优选地，所述助剂包括0.15-0.3份酸催化剂和0.5-10份分散剂。助剂有助于涂料稳定并容易操作。

优选地，所述酸催化剂为强酸。

更优选地，所述强酸为下列酸中的一种或两种以上混合物：对甲苯磺酸及其封闭型酸、二壬基萘磺酸及其封闭型酸。

最优选地，所述强酸为下列酸中的一种或两种：对甲苯磺酸封闭型酸、二壬基萘磺酸封闭型酸。使用封闭型酸时，涂料的储存稳定性更好。所述强酸可通过市售购买得到。

所述分散剂选择普通卷材涂料中常用的分散剂即可。例如，美国金氏公司NACURE 2500，BYK-450等。

优选地，所述助剂还包括附着力促进剂。附着力促进剂的具体种类不做限定，满足在涂料体系中稳定、混容性好、不影响成膜后的光泽即可，本领域技术人员可根据生产需要添加，例如，德谦ADP。

优选地，所述助剂还可以包括流平剂、脱泡剂等等其他助剂。用量、种类等不作限定。本领域技术人员可根据生产需要添加，如流平剂EFKA 3777、脱泡剂迪高TEGO 900、流平助剂BYK354等等。

应了解，在实际生产时会添加若干溶剂。溶剂由本领域技术人员根据需要选择，选择普通涂料常用的溶剂即可。例如，S-150芳烃溶剂，乙二醇丁醚，丙二醇甲醚等等。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：

上述新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂、着色颜料和溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂、氨基树脂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

在步骤1)或2)中加入硅胶粒子；

在步骤1)和/或2)中加入助剂；

所述步骤1)的聚酯树脂和步骤2)中聚酯树脂的用量之和满足聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9；

助剂为常规用量。

所述制备在室温下进行即可。得到的新型单涂聚酯涂料的最低成膜温度为200℃。

优选地，在步骤1)中加入硅胶粒子。相同条件下，得到的涂料的光泽比在步骤2)中添加时能再提高5°左右。

优选地，步骤1)中，研磨至细度不大于10μm。

步骤2)将各原料混合后，可根据需要调节颜色、光泽、粘度，之后过滤(通常用300目以上的滤网)，包装。

优选地，步骤2)中，混合后，调节混合物的粘度为100-140秒，用涂-4杯测定。

上述新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂、着色颜料、分散剂、硅胶粒子和溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂、氨基树脂、酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

步骤1)的聚酯树脂和步骤2)中聚酯树脂的用量之和满足聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9。

更优选地，所述新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂20-25份、着色颜料15-30份、分散剂0.5-10份、硅胶粒子3-5份、若干溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂20-30份、氨基树脂5-10份、酸催化剂0.15-0.3份，混合，得到新型单涂聚酯涂料。

按照此步骤添加聚酯树脂和硅胶粒子，得到的涂料的性能最佳。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用硅胶粒子作为防腐蚀颜料，突破了以往采用金属离子型或络合反应防腐蚀颜料的体系不稳定性的局限，得到了稳定的单涂涂料体系。

2、本发明的单涂聚酯涂料只需经一次涂装、一次烘烤，工艺简便。

3、本发明的单涂聚酯涂料无铬、环保，解决了单一涂层附着力差的难题。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂20-25份、分散剂0.5-10份、着色颜料15-30份、硅胶粒子3-5份和溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂20-30份、氨基树脂5-10份、酸催化剂0.15-0.3份，混合，得到新型单涂聚酯涂料。

其中，聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9；

所述硅胶粒子的粒径3μm，吸油量80ml/100g，比重1.98。

该单涂聚酯涂料能在PMT金属板温224-232℃下快速固化，干涂膜厚度15微米下的性能为：T弯能达到1-2T，耐MEK擦拭超过100次，耐5％NaOH、耐5％H₂SO₄溶液24小时无起泡、无变色，耐腐蚀盐雾实验240小时划叉部分单边腐蚀不超过2毫米，涂料的光泽＞60°。

实施例2

一种新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂10份、着色颜料18份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂10份、硅胶粒子3份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为4，颜基比为0.7；

所述硅胶粒子的粒径2μm，吸油量75ml/100g，比重1.96。

结果与实施例1类似。

实施例3

一种新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂10份、硅胶粒子5份、着色颜料19.3份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂5份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为8，颜基比为0.9；

所述硅胶粒子的粒径4μm，吸油量85ml/100g，比重2.00。

所述聚酯树脂的分子量为4000-6000，羟基值30-80mgKOH/g，酸值0-13mgKOH/g，固体份不小于60％。

所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂。

所述酸催化剂为强酸。

结果与实施例1类似。

实施例4

一种新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂34份、硅胶粒子5份、着色颜料34份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂20份、氨基树脂7份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份70％，所述氨基树脂固体份90％，聚酯氨基比为6，颜基比为0.9；

所述硅胶粒子的粒径2.5μm，吸油量83ml/100g，比重1.97。

所述聚酯树脂的分子量为6000-8000，羟基值30-80mgKOH/g，酸值0-13mgKOH/g，固体份不小于60％。

所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂和部分甲醚化氨基树脂的混合物(体积比1：1)。

所述酸催化剂为对甲苯磺酸和二壬基萘磺酸的混合物(体积比1：1)。

结果与实施例1类似。

实施例5

同实施例4，区别在于：所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂和高亚氨基甲醚化三聚氰胺树脂的混合物(体积比1：1)。所述聚酯树脂的分子量为8000-10000。结果与实施例1类似。

实施例6

同实施例4，区别在于：所述酸催化剂为二壬基萘磺酸封闭型酸。结果与实施例1类似。

实施例7

同实施例4，区别在于：所述酸催化剂为对甲苯磺酸、对甲苯磺酸封闭型酸和二壬基萘磺酸的混合物(体积比1：2：2)。结果与实施例1类似。

实施例8

一种新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂20份、分散剂10份、着色颜料16份、硅胶粒子5份、若干溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂20份、氨基树脂10份、酸催化剂0.3份，混合，得到新型单涂聚酯涂料。

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为4，颜基比为0.7；

所述硅胶粒子的粒径2-4μm，吸油量75-85ml/100g，比重1.96-2.00。

结果与实施例1类似。

实施例9

同实施例8，区别在于：2)中还包括加入附着力促进剂0.1份。

实施例10

同实施例8，区别在于：2)中还包括加入流平剂。

实施例11

同实施例8，区别在于：1)中研磨至细度不大于10μm。

实施例12

同实施例8，区别在于：2)混合后，调节混合物的粘度为100-140秒，用涂-4杯测定。

对比例1

包括以下步骤：

1)将聚酯树脂10份、硅胶粒子4份、着色颜料25份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂20份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为2，颜基比为0.8。

由于氨基过多，自交联过多，成膜后的漆膜过脆，T弯差，耐化学药品性差，性能不合格。

对比例2

包括以下步骤：

1)将聚酯树脂10份、硅胶粒子3份、着色颜料18份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂4份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为10，颜基比为0.8。

过多的聚酯没有参与反应，成膜后的漆膜过软，耐化学药品性差，性能不合格。

对比例3

包括以下步骤：

1)将聚酯树脂10份、硅胶粒子5份、着色颜料10份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂7份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为5.7，颜基比为0.5。

着色颜料用量太少，遮盖厚度小于15μm，必须增加成膜厚度。

对比例4

包括以下步骤：

1)将聚酯树脂20份、硅胶粒子5份、着色颜料35份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂10份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为5，颜基比为1.1。颜料过多，树脂不能完全包裹颜料，加工时容易掉粉，加工性差。

对比例5

包括以下步骤：

1)将聚酯树脂20份、硅胶粒子35份、着色颜料5份、适量分散剂、适量溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂30份、氨基树脂10份、适量酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

所述聚酯树脂固体份60％，所述氨基树脂固体份60％，聚酯氨基比为5，颜基比为1.1。

硅胶粒子太多，颜色为灰色，不能体现成膜后的装饰性要求。

对比例6

同实施例1，区别在于：用锶铬黄替代硅胶粒子。

漆膜的耐盐雾性和耐酸碱性不合格。

对比例7

同实施例1，区别在于：用三聚磷酸铝替代硅胶粒子。

漆膜的耐盐雾性和耐酸碱性不合格。

对比例8

同实施例1，区别在于：

所述硅胶粒子的粒径1μm，吸油量90ml/100g，比重1.50。

漆膜的耐盐雾和耐酸碱性不合格。

对比例9

同实施例1，区别在于：

所述硅胶粒子的粒径6μm，吸油量65ml/100g，比重1.50。

漆膜的耐盐雾和耐酸碱不合格。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (17)

1.一种新型单涂聚酯涂料，其特征在于，包括以下各原料：

聚酯树脂、氨基树脂、硅胶粒子、着色颜料、助剂；

其中，聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9，助剂为常规用量。

2.根据权利要求1所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述硅胶粒子的粒径2-4μm，吸油量75-85ml/100g，比重1.96-2.00。

3.根据权利要求1或2所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述硅胶粒子的粒径3μm，吸油量80ml/100g，比重1.98。

4.根据权利要求1所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述硅胶粒子和着色颜料的比值为1：3-10。

5.根据权利要求1所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，各个原料按重量份数计为：

助剂为常规用量。

6.根据权利要求1或5所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述聚酯树脂的分子量为4000-10000，羟基值30-80mgKOH/g，酸值0-13mgKOH/g。

7.根据权利要求1或5所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂。

8.根据权利要求7所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述氨基树脂是完全甲醚化三聚氰胺树脂和部分甲醚化氨基树脂的混合物或者是完全甲醚化三聚氰胺树脂和高亚氨基甲醚化三聚氰胺树脂的混合物。

9.根据权利要求1或5所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述助剂包括酸催化剂和分散剂；其中，酸催化剂0.15-0.3份；分散剂0.5-10份。

10.根据权利要求9所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述酸催化剂为强酸。

11.根据权利要求11所述的新型单涂聚酯涂料，其特征在于，所述强酸为下列酸中的一种或两种以上混合物：对甲苯磺酸及其封闭型酸、二壬基萘磺酸及其封闭型酸。

12.如权利要求1-8任一所述的新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂、着色颜料和溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂、氨基树脂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

在步骤1)或2)中加入硅胶粒子；

在步骤1)和/或2)中加入助剂；

所述步骤1)的聚酯树脂和步骤2)中聚酯树脂的用量之和满足聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9；

助剂为常规用量。

13.根据权利要求12所述的新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，在步骤1)中加入硅胶粒子。

14.根据权利要求12所述的新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为S-150芳烃溶剂、乙二醇丁醚或丙二醇甲醚。

15.根据权利要求13所述的新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，混合后，调节混合物的粘度为100-140秒，用涂-4杯测定。

16.如权利要求9所述的新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂、着色颜料、分散剂、硅胶粒子和溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂、氨基树脂、酸催化剂，混合，得到新型单涂聚酯涂料；

步骤1)的聚酯树脂和步骤2)中聚酯树脂的用量之和满足聚酯氨基比为4-8，颜基比为0.7-0.9。

17.如权利要求16所述的新型单涂聚酯涂料的制备方法，其特征在于，所述新型单涂聚酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚酯树脂20-25份、着色颜料15-30份、分散剂0.5-10份、硅胶粒子3-5份、若干溶剂混合，研磨，得到浆料；

2)在浆料中加入聚酯树脂20-30份、氨基树脂5-10份、酸催化剂0.15-0.3份，混合，得到新型单涂聚酯涂料。