CN104277685A - 一种粉末涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粉末涂料，其原料组分及其质量份为：低温固化聚酯树脂280-320份、固化剂280-320份、流平剂8-12份、钛白粉140-160份、填料240-260份、助剂3份、增光剂3份。本发明粉末涂料具有很好的低温固化性能，涂层对基材的附着力较好，同时具有较好的流平和耐化学性能。

Description

一种粉末涂料
技术领域
本发明属于有机涂料技术领域，具体涉及一种粉末涂料。
背景技术
粉末涂料近年来发展迅速，与传统液体涂料相比，粉末涂料具有节能、环保、综合性能优异的特点。随着节能、环保理念的加强，开发低温固化聚酯树脂是一个发展趋势，此外，一些热敏性基材(如中密度纤维板)对温度的敏感性也要求低温固化。降低固化温度，势必要求树脂具有高的反应活性，而高的反应活性又会对涂层性能造成一定的影响。现有的粉末涂料体系，用于低温固化时主要存在以下问题，一方面体系反应活性不够，粉末涂料不能完全固化，涂层性能不理想；另一方面涂层的平整性较差，这主要是由于为了达到低温固化所需的反应活性，聚酯树脂往往具有较高的熔融粘度，反应活性高，低温条件下无法充分流平。这些都大大影响了粉末涂料的装饰性能。此外，高反应活性体系的储存稳定性也是一个比较难以解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种粉末涂料，本发明粉末涂料具有很好的低温固化性能，涂层对基材的附着力较好，同时具有较好的流平和耐化学性能。
本发明所采用的技术方案是：
一种粉末涂料，其原料组分及其质量份为：低温固化聚酯树脂280-320份、固化剂280-320份、流平剂8-12份、钛白粉140-160份、填料240-260份、助剂3份、增光剂3份；
所述的固化剂为环氧树脂，环氧树脂的环氧当量为500～600；
所述流平剂为德国德信利化学有限公司的PV88；
所述助剂为安息香；
所述增光剂为宁波南海化学有限公司的701；
所述填料为青岛东风公司的超细钡。
所述低温固化聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至90～110℃，开启搅拌，依次投入醇、酸和酯化催化剂，投完料后封釜升温至170～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升温速度升温至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升温速度升温至245～248℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，使酸值为6～10mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至180～220℃，投入酸，然后升温至210～230℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，使酸值为80～86mgKOH/g；
(3)真空阶段：在200-220℃条件下，以真空度-0.094～-0.098MPa抽真空2.5～4h，使酸值为68～74mgKOH/g，粘度为1500～2500mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在180～210℃，投入固化促进剂，维持20～30min，完成反应，放料。
所述制备方法中投入的原料组分及其质量份为：醇7-9份、酸14-15份、酯化催化剂0.02份、固化促进剂0.2-0.3份；
所述醇为新戊二醇或新戊二醇与乙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种的混合物；
所述新戊二醇、乙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷的质量比为：6-7：0-1.5：0-1.5：0-1：0-0.5；
所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐中的一种或几种；
所述对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐的质量比为9-11.5:0-3:1-1.5:1.9-2.65；
所述酯化催化剂为单丁基氧化锡；
所述固化促进剂为铵盐或磷盐，如四丁基氯化铵、乙基三苯基溴化磷。
所述升温阶段投入的酸为对苯二甲酸或对苯二甲酸与间苯二甲酸的混合物，投入的质量份为11-12；所述降温阶段投入的酸为己二酸和偏苯三酸酐，投入的质量份为3.0-3.7，并使升温阶段和降温阶段投入的酸的量之和为14-15份；
所述升温阶段投入的对苯二甲酸和间苯二甲酸的质量比为9-11.5:0-3，所述降温阶段投入的己二酸和偏苯三酸酐的质量比为1-1.5:1.9-2.65。
与现有技术相比，本发明粉末涂料具有很好的低温固化，涂层对基材的附着力较好，同时具有较好的流平和耐化学性能。
具体实施方式
实施例1
一种粉末涂料，其原料组分及其质量份见表2；
粉末涂料中聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至110℃，开启搅拌，依次投入配方量的醇、酸和配方量的酯化催化剂，投完料后封釜升温至175℃，然后以0.8℃/15min的升温速度升温至215℃，最后以2℃/15min的升温速度升温至247℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，取样检测酸值9.3mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至185℃，投入酸，然后升温至220℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，取样检测酸值83.4mgKOH/g；
(3)真空阶段：在210℃条件下，以真空度-0.094MPa抽真空3h，取样检测酸值71.5mgKOH/g、粘度2100mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在200℃，投入四丁基氯化铵，维持20min，完成反应，放料。
制备方法中各步加入的原料组分及其质量见表1。
实施例2
一种粉末涂料，其原料组分及其质量份见表2；
粉末涂料中聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至98℃，开启搅拌，依次投入配方量的醇、酸和配方量的酯化催化剂，投完料后封釜升温至179℃，然后以1℃/15min的升温速度升温至210℃，最后以1℃/15min的升温速度升温至248℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，取样检测酸值7.9mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至190℃，投入酸，然后升温至230℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，取样检测酸值82.6mgKOH/g；
(3)真空阶段：在220℃条件下，以真空度-0.098MPa抽真空2.5h，取样检测酸值70.2mgKOH/g、粘度2090mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在195℃，投入乙基三苯基溴化磷，维持25min，完成反应，放料。
制备方法中各步加入的原料组分及其质量见表1。
实施例3
一种粉末涂料，其原料组分及其质量份见表2；
粉末涂料中聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至105℃，开启搅拌，依次投入配方量的醇、酸和配方量的酯化催化剂，投完料后封釜升温至180℃，然后以1.1℃/15min的升温速度升温至220℃，最后以3℃/15min的升温速度升温至246℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，取样检测酸值7.5mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至180℃，投入酸，然后升温至225℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，取样检测酸值83.1mgKOH/g；
(3)真空阶段：在205℃条件下，以真空度-0.094～-0.098MPa抽真空3.5h，取样检测酸值71.3mgKOH/g、粘度1830mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在180℃，投入四丁基氯化铵，维持30min，完成反应，放料。
制备方法中各步加入的原料组分及其质量见表1。
实施例4
一种粉末涂料，其原料组分及其质量份见表2；
粉末涂料中聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至90℃，开启搅拌，依次投入配方量的醇、酸和配方量的酯化催化剂，投完料后封釜升温至170℃，然后以1.2℃/15min的升温速度升温至212℃，最后以1.6℃/15min的升温速度升温至245℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，取样检测酸值7.9mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至193℃，投入酸，然后升温至228℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，取样检测酸值84.1mgKOH/g；
(3)真空阶段：在215℃条件下，以真空度-0.094～-0.098MPa抽真空3h，取样检测酸值70.6mgKOH/g、粘度2010mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在195℃，投入四丁基氯化铵，维持24min，完成反应，放料。
制备方法中各步加入的原料组分及其质量见表1。
实施例5
一种粉末涂料，其原料组分及其质量份见表2；
粉末涂料中聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至98℃，开启搅拌，依次投入配方量的醇、酸和配方量的酯化催化剂，投完料后封釜升温至178℃，然后以0.9℃/15min的升温速度升温至218℃，最后以2.3℃/15min的升温速度升温至247℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，取样检测酸值6.9mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至208℃，投入酸，然后升温至223℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，取样检测酸值82.6mgKOH/g；
(3)真空阶段：在208℃条件下，以真空度-0.094～-0.098MPa抽真空3.5h，取样检测酸值72.5mgKOH/g、粘度2050mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在198℃，投入四丁基氯化铵，维持27min，完成反应，放料。
制备方法中各步加入的原料组分及其质量见表1。
实施例1～5酸、醇、酯化催化剂、固化促进剂的投入量见表1。
表1 各物质投入量(单位:kg)
实施例1～5制得的聚酯树脂为A～E。
将实施例1～5聚酯树脂、固化剂、流平剂、钛白粉、助剂、增光剂、填料按配方比例均匀混合，通过双螺杆挤出机挤出、压片，冷却后破碎、过筛、静电喷涂。各组分配比见表3。所述的固化剂为环氧树脂，环氧树脂的环氧当量为500～600；流平剂为德国德信利化学有限公司的PV88；助剂为安息香；增光剂为宁波南海化学有限公司的701；所述填料为青岛东风公司的超细钡。
表2 粉末涂料各组分配比(单位:g)
将制得的涂层按照国标进行性能测试，胶化时间根据GB/T 16995-1997测试，光泽根据GB/T9754-2007测试，测试结果见表3。
表3 二次检测指标
从测试结果可以看出，涂料具有很高的反应活性和对基材良好的附着力，同时涂层外观(光泽度高)、耐化学性能(MEK擦拭/通过次数)、耐冲击性能和耐弯折性能均较为优异，制备出的粉末固化条件为130℃/20min，实现了低温固化，应用前景十分广阔。

Claims (4)

1.一种粉末涂料，其原料组分及其质量份为：低温固化聚酯树脂280-320份、固化剂280-320份、流平剂8-12份、钛白粉140-160份、填料240-260份、助剂3份、增光剂3份。
2.如权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于：所述的固化剂为环氧树脂，环氧树脂的环氧当量为500～600。
3.如权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于：所述低温固化聚酯树脂通过以下方法制备：
(1)升温阶段：将反应釜釜温升至90～110℃，开启搅拌，依次投入醇、酸和酯化催化剂，投完料后封釜升温至170～180℃，然后以0.5～1.2℃/15min的升温速度升温至210～220℃，最后以1～3℃/15min的升温速度升温至245～248℃，维持反应至反应釜顶温降至70℃以下，使酸值为6～10mgKOH/g；
(2)降温阶段：将釜温降至180～220℃，投入酸，然后升温至210～230℃维持，待反应釜顶温降至60℃以下，使酸值为80～86mgKOH/g；
(3)真空阶段：在200-220℃条件下，以真空度-0.094～-0.098MPa抽真空2.5～4h，使酸值为68～74mgKOH/g，粘度为1500～2500mPa.s。
(4)添加固化促进剂阶段：将釜温控制在180～210℃，投入固化促进剂，维持20～30min，完成反应，放料。
所述制备方法中投入的原料组分及其质量份为：醇7-9份、酸14-15份、酯化催化剂0.02份、固化促进剂0.2-0.3份。
4.如权利要求3所述的粉末涂料，其特征在于：所述醇为新戊二醇或新戊二醇与乙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种的混合物；
所述新戊二醇、乙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷的质量比为：6-7：0-1.5：0-1.5：0-1：0-0.5；
所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐中的一种或几种；
所述对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐的质量比为9-11.5:0-3:1-1.5:1.9-2.65；
所述酯化催化剂为单丁基氧化锡；
所述固化促进剂为铵盐或磷盐，如四丁基氯化铵、乙基三苯基溴化磷。
所述升温阶段投入的酸为对苯二甲酸或对苯二甲酸与间苯二甲酸的混合物，投入的质量份为11-12；所述降温阶段投入的酸为己二酸和偏苯三酸酐，投入的质量份为3.0-3.7，并使升温阶段和降温阶段投入的酸的量之和为14-15份；
所述升温阶段投入的对苯二甲酸和间苯二甲酸的质量比为9-11.5:0-3，所述降温阶段投入的己二酸和偏苯三酸酐的质量比为1-1.5:1.9-2.65。
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