CN104263211A

CN104263211A - 高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN104263211A
Application number: CN201410554374.8A
Authority: CN
Inventors: 强富彬; 张梅; 杨�嘉
Original assignee: NORTHWEST YONGXIN PAINT & COATINGS Co Ltd
Current assignee: NORTHWEST YONGXIN PAINT & COATINGS Co Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: CN104263211B

Abstract

本发明公开了一种高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料及其制备方法，该粉末涂料由端羧基聚酯树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、二氧化钛、超微细硫酸钡、增电剂、干粉流动助剂、安息香、流平剂、光亮剂组成；制备方法主要为：首先将原料预混均匀，然后熔融挤出，最后进行破碎及微细粉碎。本发明制备得到的高装饰性纯聚酯铝型材防腐粉末涂料对涂层不同厚度的情况下适应性强，厚涂（≥120μm）及薄凃（≤60μm）的情况下均表现出较好的流平效果，尤其针对施工现场立式喷涂设备喷涂后粉末产品在烘烤固化过程中受重力影响，出现工件上涂覆的粉末熔融下坠、产生薄厚不均的现象，有较大改善并且漆膜薄凃时外观优异无颗粒现象。

Description

高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料。

背景技术

铝型材专用粉末涂料，一般为纯聚酯型粉末涂料，主要用于户外建筑铝合金门窗等建筑材料的涂装。基于建筑铝型材涂覆的特点，其适用的粉末涂料相应具有高耐候性、多样的色泽及美术效果、好的施工适应性、及高流平性的外观设计、相当强的耐蚀性等特点。

随着粉末涂料施工喷涂自动化程度的逐步提高，已由原来的手动喷涂变为机械化自动喷涂，不可避免的存在施工过程中被涂工件存局部喷涂较厚或者局部喷涂较薄的情况，从而使漆膜外观出现桔皮或颗粒的问题。

在粉末生产过程中由于设备参数、筛分筛网细度等因素对粉末成品粒径的影响，使得粉末喷凃现场由于产品中粒径较小的超细粉末过多引起的粉末粒子漂浮或粒径较粗且静电吸附力不足的粗粉粒子过多引起的粉末落粉过多造成的施工现场环境污染较严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其具备较高的耐候性的同时具有很好的流平效果，能够改善施工中的喷涂不均造成的涂膜外观平整度差和颗粒问题。

本发明的另一个目的是提供一种高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的制备方法。

本发明的技术方案如下：一种高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，由以下重量份的原料制成：端羧基聚酯树脂A为43.2—44份、端羧基聚酯树脂C为4—4.8份、异氰尿酸三缩水甘油酯3.5—3.8份、二氧化钛18.3—18.5份、超微细硫酸钡26.3—27份、增电剂0.49—0.8份、干粉流动助剂0.29—0.5份、安息香0.49—0.6份、流平剂1—1.2份和光亮剂0.49—0.6份；其中，端羧基聚酯树脂A的酸值32—38mgKOH/g，软化点 115—120℃玻璃化温度57—60℃;端羧基聚酯树脂C的酸值30—35mgKOH/g，软化点 105—120℃玻璃化温度55—60℃。增电剂和干粉流动助剂为现有产品。

优选的，所述异氰尿酸三缩水甘油酯中环氧值为0.9257—0.96，环氧当量为100/g,平均当量E为105。

优选的，所述安息香为二苯乙醇酮，所述光亮剂为丙烯酸酯类共聚物，所述流平剂为聚丙烯酸酯。

优选的，所述超微细硫酸钡的平均粒径为1.09，白度≥90，吸油量为16，其中BaSO₄含量97.65%。所述超微细硫酸钡的平均粒径为7.16，白度91.5，吸油量为11，其中BaSO₄含量97.15%。

所述高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

A、将原料预混合，搅拌均匀，然后熔融挤出；

B、由压片辊压片冷却，经过破碎后，进行微粉碎处理；

C、微细粉碎后的粉末进行筛分。

优选的，所述步骤A熔融挤出采用双螺杆挤压原料，熔融混合均匀后进行挤出，挤出温度设定一区温度100—115℃，二区温度110—125℃，螺杆转动频率为43HZ；所述步骤A搅拌时间为300秒，所述步骤B破碎时间为120秒。

优选的，所述步骤C微细粉碎是指采用ACM粉碎机分级粉碎至粉末粒径10—100微米， ACM粉碎机（1）筛分筛网为160目，ACM粉碎机副磨频率26.6HZ。

本发明特点如下：

1、通过对普通纯聚酯铝型材粉末涂料配方中聚酯树脂以及填料的筛选，得到了高耐候性防腐铝型材粉末涂料，其耐老化性能不仅满足HG/T 2006-2006标准检测要求，而且通过了国家化学建筑材料测试中心检测，满足GB5237.4-2008检测标准，与行业内其他生产同类粉末相比较耐候性更佳。高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料还可以根据其光泽及美术效果要求的不同制成高光、平光、低光及砂纹、桔纹等系列粉末，以其优异的性能和多样化的装饰效果满足不同的客户要求。

2、高装饰性纯聚酯铝型材防腐粉末涂料在对配方中流平剂等助剂的量进行优化的同时采用了对相同反应机理但不同理化指标的聚酯树脂配搭的方式，很好的改善了漆膜外观平整度的；并且通过对不同细度填料的筛选，很好的改进了涂膜较薄（厚度约50μm）时的颗粒问题，从而整体上改进了施工过程中产品的涂膜外观原有的纯聚酯粉末涂料存在漆膜流平性不好的问题。

本发明制备得到的高装饰性纯聚酯铝型材防腐粉末涂料对涂层不同厚度的情况下适应性强，厚涂（≥120μm）及薄凃（≤60μm）的情况下均表现出较好的流平效果，尤其针对施工现场立式喷涂设备喷涂后粉末产品在烘烤固化过程中受重力影响，出现工件上涂覆的粉末熔融下坠、产生薄厚不均的现象，有较大改善并且漆膜薄凃时外观优异无颗粒现象。

3、高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料通过对微细粉碎工序ACM磨粉机设备参数进行调整使得在此参数下对应的产品中粒径范围（10μm-100μm）的粉末量含量≥92%，减少了产品中粒径较小（粒径≤11μm）的超细粉末的漂浮和粒径较粗的粗粉粒子（粒径≥100μm）过多引起的粉末落粉；从而达到上粉率提高的目的，同时由于减少了超细粉粒的子漂浮和粗粉粒子的粉末落粉过多造成的现场环境污染问题，有利于现场施工人员的环境安全健康。

附图说明

图1是ACM粉碎机副磨频率22.5时高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的粒径分布图；

图2是ACM粉碎机副磨频率26.6时高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的粒径分布图；

图3是ACM粉碎机副磨频率30.0时高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的粒径分布图；

图4是纯聚酯铝型材粉末涂料改善前外观图；

图5是纯聚酯铝型材粉末涂料改善后外观图；

图6是纯聚酯铝型材粉末涂料改善前漆膜外观图；

图7是纯聚酯铝型材粉末涂料改善后漆膜外观图；

图8是纯聚酯铝型材砂纹粉末涂料改善前漆膜外观图；

图9是纯聚酯铝型材砂纹粉末涂料改善后漆膜外观图。

具体实施方式

以下实施例中增电剂和干粉流动助剂为现有产品，其他产品也均为商购。

实施例1

原料配比如下：端羧基聚酯树脂A为44kg、端羧基聚酯树脂C为4kg、异氰尿酸三缩水甘油酯3.8kg、二氧化钛18.5kg、超微细硫酸钡27kg、增电剂0.8kg、干粉流动助剂0.5kg、二苯乙醇酮0.6kg、聚丙烯酸酯1.2kg和丙烯酸酯类共聚物0.6kg；其中，端羧基聚酯树脂A的酸值32—38mgKOH/g，软化点 115—120℃玻璃化温度57—60℃;端羧基聚酯树脂C的酸值30—35mgKOH/g，软化点 105—120℃玻璃化温度55—60℃。

异氰尿酸三缩水甘油酯中环氧值为0.9257—0.96，环氧当量为100/g,平均当量E为105。超微细硫酸钡的平均粒径为1.09，白度≥90，吸油量为16，其中BaSO₄含量97.65%。

制备过程如下：

A、将原料预混合，搅拌均匀，搅拌时间为300秒，然后熔融挤出，采用双螺杆挤压原料，熔融混炼均匀后进行挤出，挤出温度设定一区温度115℃，二区温度125℃，螺杆转动频率为43HZ；

B、由压片辊压片冷却后经过破碎后，搅拌，进行微粉碎处理；破碎时间为120秒；预混机破碎时间为120秒，搅拌时间为300秒。

C、微细粉碎后的粉末进行筛分，采用ACM粉碎机分级粉碎至粉末粒径100微米， ACM粉碎机（1）筛分筛网为160目，ACM粉碎机副磨频率26.6HZ。

实施例2

原料配比如下：端羧基聚酯树脂A为43.2kg、端羧基聚酯树脂C为4.5kg、异氰尿酸三缩水甘油酯3.6kg、二氧化钛18.3kg、超微细硫酸钡26.3kg、增电剂0.49kg、干粉流动助剂0.29kg、二苯乙醇酮0.49kg、聚丙烯酸酯1.17kg和丙烯酸酯类共聚物0.49kg；其中，端羧基聚酯树脂A的酸值32—38mgKOH/g，软化点 115—120℃玻璃化温度57—60℃;端羧基聚酯树脂C的酸值30—35mgKOH/g，软化点 105—120℃玻璃化温度55—60℃。

异氰尿酸三缩水甘油酯中环氧值为0.9257—0.96，环氧当量为100/g,平均当量E为105。超微细硫酸钡D平均粒径为1.09，白度≥90，吸油量为16，其中BaSO₄含量97.65%。

制备过程如下：

A、将原料预混合，搅拌均匀，搅拌时间为300秒，然后熔融挤出，采用双螺杆挤压原料，熔融混炼均匀后进行挤出，挤出温度设定一区温度110℃，二区温度120℃，螺杆转动频率为43HZ；

C、微细粉碎后的粉末进行筛分，采用ACM粉碎机分级粉碎至粉末粒径50微米， ACM粉碎机（1）筛分筛网为160目，ACM粉碎机副磨频率26.6HZ。

实施例3

原料配比如下：端羧基聚酯树脂A为43.5kg、端羧基聚酯树脂C为4.5kg、异氰尿酸三缩水甘油酯3.5kg、二氧化钛18.3kg、超微细硫酸钡26.5kg、增电剂0.6kg、干粉流动助剂0.4kg、二苯乙醇酮0.55kg、聚丙烯酸酯1.0kg和丙烯酸酯类共聚物0.55kg；其中，端羧基聚酯树脂A的酸值32—38mgKOH/g，软化点 115—120℃玻璃化温度57—60℃;端羧基聚酯树脂C的酸值30—35mgKOH/g，软化点 105—120℃玻璃化温度55—60℃。

异氰尿酸三缩水甘油酯中环氧值为0.9257—0.96，环氧当量为100/g,平均当量E为105。超微细硫酸钡的平均粒径为7.16，白度91.5，吸油量为11，其中BaSO₄含量97.15%。

制备过程如下：

A、将原料预混合，搅拌均匀，搅拌时间为300秒，然后熔融挤出，采用双螺杆挤压原料，熔融混炼均匀后进行挤出，挤出温度设定一区温度100℃，二区温度110℃，螺杆转动频率为43HZ；

C、微细粉碎后的粉末进行筛分，采用ACM粉碎机分级粉碎至粉末粒径10微米， ACM粉碎机（1）筛分筛网为160目，ACM粉碎机副磨频率26.6HZ。

为得到本发明方案，研究过程如下：

一、树脂筛选：选用粉末涂料型耐候性较好的端羧基聚酯树脂A、B、C 分别制备高装饰性纯聚酯铝型材防腐粉末涂料，按照以下重量百分比的原料制备，具体配方为：

配方（一）由下列重量份的原料组成：端羧基聚酯树脂A为48—50、异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）3.6—3.65、二氧化钛18.3—18.5、超微细硫酸钡26.3—27、增电剂0.49—0.8、干粉流动助剂0.29—0.5、安息香0.49—0.6、流平剂1.0—1.2和光亮剂0.49—0.6；其中端羧基聚酯树脂A为浅黄色透明固体，酸值32-38mgKOH/g，软化点115-120℃；

配方（二）由下列重量份的原料组成：端羧基聚酯树脂B为48—50、异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）3.6—3.65、二氧化钛18.3—18.5、超微细硫酸钡26.3—27、增电剂0.49—0.8、干粉流动助剂0.29—0.5、安息香0.49—0.6、流平剂1.0—1.2和光亮剂0.49—0.6；其中端羧基聚酯树脂B为淡黄色透明固体，酸值32-38mgKOH/g，软化点100-120℃；

配方（三）由下列重量份的原料组成：端羧基聚酯树脂C为48—50、异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）3.6—3.65、二氧化钛18.3—18.5、超微细硫酸钡26.3—27、增电剂0.49—0.8、干粉流动助剂0.29—0.5、安息香0.49—0.6、流平剂1.0—1.2和光亮剂0.49—0.6，注：其中端羧基聚酯树脂C为淡白透明固体，酸值30-32mgKOH/g，软化点105-120℃。

性能检测对比：根据上述配方分别制备高耐候高装饰性纯聚酯铝型材粉末涂料并制涂料试板进行性能检测对比如表1：

由表1可见，以上配方一至配方三所得产品具有较好的耐候性、强的机械性能及很好的耐蚀性，符合实验需求。同时，为保证该产品具有较好的外观装饰性的同时节约材料成本，采用价格相对便宜，但流平性能一般的端羧基聚酯树脂A及价格相对较高但流平性能较优异的端羧基聚酯树脂C进行搭配使用的方法，做到既能保证很好的流平装饰效果，又可以降低材料成本。

根据上述配方及制备方法制成涂料试板并与国内其他厂家同类型粉末涂料检测试板进行性能检测对比如下表2：

由表2可见，以上配方一至配方三所得产品具有较好的耐候性、强的机械性能及很好的耐蚀性，其耐老化性能不仅满足HG/T 2006-2006标准检测要求，通过在端羧基聚酯树脂A中加入了软化点较低的端羧基聚酯树脂C使其流平性得到增加，具有了较好的外观装饰流平效果，并且与国内及国际先进厂家生产的该类型粉末相比较耐候性相当甚至略好。

二、填料筛选

用权利要求1的配方铝型材防腐粉末涂料选用性能较为稳定的填料，主要有超微细硫酸钡D和超微细硫酸钡E，进行性能对比如下：

超微细硫酸钡D平均粒径为1.09，白度≥90，吸油量为16，其中BaSO₄含量97.65%;

超微细硫酸钡E平均粒径为7.16，白度91.5，吸油量为11，其中BaSO₄含量97.15%。

将包含超微细硫酸钡D和超微细硫酸钡E的涂料分别制涂料试板并进行涂膜外观对比，当涂膜喷涂厚度＜60微米时，尤其在40—50μm时, 包含超微细硫酸钡E的涂料出现涂膜表面颗粒现象,而包含超微细硫酸钡D的涂料无此现象。

因此包含超微细硫酸钡D的涂料效果最佳，实现了高装饰性高耐候，其对施工时出现的厚涂及薄凃现象均表现出较高的流平效果及该粉末涂料在喷涂较薄时的涂膜外观无颗粒，高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料还可以根据其光泽及美术效果要求的不同制成高光、平光、低光及砂纹、桔纹等系列粉末，以其优异的性能和多样化的装饰效果满足不同的客户诉求。

三、上粉率研究

本发明通过对生产工艺的调整，解决了粉末喷凃现场由于产品中粒径较小的超细粉末过多引起的粉末粒子漂浮或粒径较粗静电吸附力不足的粗粉粒子过多引起的粉末落粉过多的问题，使得该产品上粉率得到了提高，同时有利于现场施工人员的环境健康卫生。

提高上粉率，主要方案采用在设备及相应筛分筛网细度等条件一致的情况下，对ACM粉碎机副磨的频率进行调整，对应的产品粒径及上粉率如下表3：

上述ACM粉碎机副磨频率调整，使得高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料粒径范围的改变，从而减少了产品中粒径较小的超细粉末粒子漂浮损耗和减少了粒径较粗的粗粉粒子引起的粉末落粉，使得该产品上粉率得到了提高，同时有利于现场施工人员的环境健康卫生。

ACM粉碎机副磨频率25.0时的欧美克仪器粒度测试报告见表3-11，粒度特征参数见表3-12，粒径分布表见表3-13。

ACM粉碎机副磨频率26.6时的欧美克仪器粒度测试报告见表3-21，粒度特征参数见表3-22，粒径分布表见表3-23。

ACM粉碎机副磨频率30.0时的欧美克仪器粒度测试报告见表3-31，粒度特征参数见表3-32，粒径分布表见表3-33。

图4-图9示出了纯聚酯铝型材粉末涂料外观图，其中图4是纯聚酯铝型材粉末涂料改善前外观图，有桔皮现象；图5是纯聚酯铝型材粉末涂料改善后外观图，外观平整；图6是纯聚酯铝型材粉末涂料改善前漆膜外观图，有颗粒现象；图7是纯聚酯铝型材粉末涂料改善后漆膜外观图，无颗粒现象；图8是纯聚酯铝型材砂纹粉末涂料改善前漆膜外观图，外观粗糙；图9是纯聚酯铝型材砂纹粉末涂料改善后漆膜外观图，外观平整。

Claims

1.一种高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于它由以下重量份的原料制成：端羧基聚酯树脂A为43.2—44份、端羧基聚酯树脂C为4—4.8份、异氰尿酸三缩水甘油酯3.5—3.8份、二氧化钛18.3—18.5份、超微细硫酸钡26.3—27份、增电剂0.49—0.8份、干粉流动助剂0.29—0.5份、安息香0.49—0.6份、流平剂1—1.2份和光亮剂0.49—0.6份；其中，端羧基聚酯树脂A的酸值32—38mgKOH/g，软化点 115—120℃玻璃化温度57—60℃;端羧基聚酯树脂C的酸值30—35mgKOH/g，软化点 105—120℃玻璃化温度55—60℃。

2.根据权利要求书1所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于：所述异氰尿酸三缩水甘油酯中环氧值为0.9257—0.96，环氧当量为100/g,平均当量E为105。

3.根据权利要求书1或2所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于：所述安息香为二苯乙醇酮。

4.根据权利要求书3所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于：所述光亮剂为丙烯酸酯类共聚物。

5.根据权利要求书4所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸酯。

6.根据权利要求书5所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于：所述超微细硫酸钡的平均粒径为1.09，白度≥90，吸油量为16，其中BaSO₄含量97.65%。

7.根据权利要求书5所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料，其特征在于：

所述超微细硫酸钡的平均粒径为7.16，白度91.5，吸油量为11，其中BaSO₄含量97.15%。

8.权利要求1所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于其包括如下步骤：

A、将原料预混合，搅拌均匀，然后熔融挤出；

B、由压片辊压片冷却，经过破碎后，进行微粉碎处理；

C、微细粉碎后的粉末进行筛分。

9.根据权利要求书8所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤A熔融挤出采用双螺杆挤压原料，熔融混合均匀后进行挤出，挤出温度设定一区温度100—115℃，二区温度110—125℃，螺杆转动频率为43HZ；所述步骤A搅拌时间为300秒，所述步骤B破碎时间为120秒。

10.根据权利要求书8所述的高装饰性纯聚酯铝型材专用防腐粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤C微细粉碎是指采用ACM粉碎机分级粉碎至粉末粒径10—100微米， ACM粉碎机（1）筛分筛网为160目，ACM粉碎机副磨频率26.6HZ。