CN104910659B - 一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料 - Google Patents

一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括：端羧基聚酯树脂50‑65份、羟基丙烯酸树脂10‑25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1‑3.5份、三(2‑羟乙基)异氰尿酸酯1.5‑2.5份、N,N,N’,N’‑四(2‑羟乙基)己二酰胺0.3‑1份、钛白粉15‑35份、硫酸钡10‑25份、蒙脱土4‑15份、中空玻璃微珠3‑10份、苯骈三氮唑0.1‑0.5份、氟硅酸钠0.3‑1.2份、流平剂0.2‑1.5份、安息香0.2‑0.8份。本发明所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，在120‑150℃下固化性能好，具有良好的稳定性和耐热性，耐候性能优异，使用寿命长，对基材的保护作用好。

Description

一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料。
背景技术
粉末涂料是一种新型的不含溶剂、100％固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点，目前，粉末涂料广泛地应用于家用电器、机械设备、防腐管道和建筑材料等领域。
聚酯粉末涂料与其它类型粉末涂料相比，具有独特的性质，例如，由于聚酯树脂带有极性基团，所以上粉率比环氧树脂高，烘烤过程中不易泛黄，光泽度高，流平性好，漆膜丰满，颜色浅等，一般多用于电冰箱、洗衣机、吸尘器、仪表外壳、自行车、家具等领域。随着社会的发展，人们对粉末涂料的性能提出了更高的要求，现有的聚酯树脂粉末涂料其耐候性不是很理想，在使用的过程中容易起皮、龟裂，影响其性能，且一般需要在高温条件下固化，限制了其应用范围。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，涂膜在120-150℃的温度下固化性能好，性能优良，具有良好的稳定性和耐热性，耐候性能优异，使用寿命长，对基材的保护作用好。
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂50-65份、羟基丙烯酸树脂10-25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-3.5份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.5-2.5份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.3-1份、钛白粉15-35份、硫酸钡10-25份、蒙脱土4-15份、中空玻璃微珠3-10份、苯骈三氮唑0.1-0.5份、氟硅酸钠0.3-1.2份、流平剂0.2-1.5份、安息香0.2-0.8份。
在具体实施例中，本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料中，端羧基聚酯树脂的重量份可以为50、53、56、58、58.6、59、59.3、61、62、63、63.8、64、64.3、65份；羟基丙烯酸树脂的重量份可以为10、12、13、15、16、18、18.6、19、19.3、21、23、23.5、24、24.6、25份；甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量份可以为1、1.2、1.5、1.68、1.8、1.9、2、2.3、2.6、2.85、2.9、3、3.1、3.4、3.46、3.5份；三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的重量份可以为1.5、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.26、2.3、2.34、2.4、2.42、2.5份；N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺的重量份可以为0.3、0.5、0.59、0.6、0.63、0.7、0.75、0.8、0.86、0.9、0.93、1份；钛白粉的重量份可以为15、16、18、19、19.3、21、23、24、25、26、28.6、29、29.3、31、32、34、34.6、35份；硫酸钡的重量份可以为10、12、13、13.8、14、14.6、15、15.3、16、16.9、18、19、19.3、21、23、23.4、24、24.6、25份；蒙脱土的重量份可以为4、5、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、12.6、13、13.4、14、14.6、15份；中空玻璃微珠的重量份可以为3、4、5、5.3、6、6.7、8、8.6、9、9.3、10份；苯骈三氮唑的重量份可以为0.1、0.18、0.2、0.26、0.3、0.37、0.4、0.46、0.5份；氟硅酸钠的重量份可以为0.3、0.38、0.5、0.56、0.9、0.94、1、1.16、1.2份；流平剂的重量份可以为0.2、0.3、0.5、0.58、0.8、0.86、0.9、1、1.2、1.3、1.35、1.4、1.46、1.5份；安息香的重量份可以为0.2、0.28、0.、30.5、0.6、0.64、0.7、0.73、0.8份。
优选地，其原料中，端羧基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂的重量比为55-63：14-22。
优选地，其原料中，甲基丙烯酸缩水甘油酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺的重量比为1.6-3.2：1.6-2.3：0.5-0.9。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂57-60份、羟基丙烯酸树脂18-20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2-3份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.8-2.1份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.7-0.9份、钛白粉26-30份、硫酸钡17-21份、蒙脱土8-13份、中空玻璃微珠6-9份、苯骈三氮唑0.25-0.4份、氟硅酸钠0.5-1份、流平剂0.8-1.2份、安息香0.5-0.7份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂59份、羟基丙烯酸树脂19份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.3份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.78份、钛白粉28份、硫酸钡20份、蒙脱土10份、中空玻璃微珠7.5份、苯骈三氮唑0.34份、氟硅酸钠0.57份、流平剂1份、安息香0.63份。
优选地，所述端羧基聚酯树脂的酸值为55-65mgKOH/g,玻璃化转变温度为58-63℃，平均分子量为3850-4200。
优选地，所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将5-8份新戊二醇、1-3份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.1-0.3份1,6-己二酸、0.1-0.3份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至120-135℃，在搅拌状态下加入3-4份对苯二甲酸、0.3-0.8份间苯二甲酸和0.006-0.01份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至220-245℃，搅拌60-200min，随后降温至200-215℃，然后加入1-1.8份间苯二甲酸、0.3-0.5份1,4-环己烷二羧酸，升温至240-255℃，反应至酸值为60-70mgKOH/g，降温至220-230℃抽真空反应20-50min得到端羧基聚酯树脂。
优选地，所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将6份新戊二醇、1.8份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.2份1,6-己二酸、0.25份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至130℃，在搅拌状态下加入3.4份对苯二甲酸、0.5份间苯二甲酸和0.008份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至240℃，搅拌180min，随后降温至210℃，然后加入1.3份间苯二甲酸、0.46份1,4-环己烷二羧酸，升温至250℃，反应至酸值为65mgKOH/g，降温至223℃抽真空反应30min得到端羧基聚酯树脂。
本发明所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料可以按照常规的粉末涂料制备工艺，将各原料按配比混合均匀后，通过挤出机中混炼挤出，然后压片破碎后，再经过微粉碎机粉碎、过筛得到；在使用的过程中，可以利用静电喷涂，喷涂温度为125-155℃，固化时间为25-35min。
本发明中，选择了端羧基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂配合作为涂料的主料，同时具有两者的优势，提高了涂料的综合性能；优选方式中，端羧基聚酯树脂的制备过程中，引入了2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,6-己二酸和1,4-环己烷二羧酸，增加了端羧基聚酯树脂的疏水性，改善了端羧基聚酯树脂的耐候性，作为涂料主料耐候性能优异；苯骈三氮唑、氟硅酸钠、安息香的加入与端羧基聚酯树脂配合，改善了涂膜的泛黄现象，进一步提高了涂料的耐候性；添加了甲基丙烯酸缩水甘油酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺，并调节了三者的比例，加入到体系中，与体系的相容性好，且赋予体系较高的反应活性，促进了端羧基聚酯树脂的固化，降低了固化温度，同时缩短了固化时间，固化性能优异；添加的钛白粉、硫酸钡、蒙脱土、中空玻璃微珠配合使用，对热和光的稳定性好，使得到的涂膜流行性好，外观平整、在室温贮存稳定性好、耐化学药品和耐候性能优异，同时降低了成本。
将所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料在120-150℃下固化10-20min后进行性能检测，检测结果如下所示：外观平整光滑，硬度为1-2H，50kg.cm冲击强度正反通过，附着力0级，40℃放置24h松散，QUV-B240h保光率85-92％；由以上数据可知，所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，固化温度低，其涂膜光泽度高、硬度高，耐候性好，储存稳定性能优异，完全符合粉末涂料的基本要求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂59份、羟基丙烯酸树脂19份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.3份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.78份、钛白粉28份、硫酸钡20份、蒙脱土10份、中空玻璃微珠7.5份、苯骈三氮唑0.34份、氟硅酸钠0.57份、流平剂1份、安息香0.63份；
其中，所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将6份新戊二醇、1.8份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.2份1,6-己二酸、0.25份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至130℃，在搅拌状态下加入3.4份对苯二甲酸、0.5份间苯二甲酸和0.008份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至240℃，搅拌180min，随后降温至210℃，然后加入1.3份间苯二甲酸、0.46份1,4-环己烷二羧酸，升温至250℃，反应至酸值为65mgKOH/g，降温至223℃抽真空反应30min得到端羧基聚酯树脂。
实施例2
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂57份、羟基丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2.1份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.7份、钛白粉30份、硫酸钡17份、蒙脱土13份、中空玻璃微珠6份、苯骈三氮唑0.4份、氟硅酸钠0.5份、流平剂1.2份、安息香0.5份；
其中，所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将5份新戊二醇、3份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.1份1,6-己二酸、0.3份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至120℃，在搅拌状态下加入4份对苯二甲酸、0.3份间苯二甲酸和0.01份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至220℃，搅拌200min，随后降温至200℃，然后加入1.8份间苯二甲酸、0.3份1,4-环己烷二羧酸，升温至255℃，反应至酸值为60mgKOH/g，降温至230℃抽真空反应20min得到端羧基聚酯树脂。
实施例3
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂60份、羟基丙烯酸树脂18份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.8份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.9份、钛白粉26份、硫酸钡21份、蒙脱土8份、中空玻璃微珠9份、苯骈三氮唑0.25份、氟硅酸钠1份、流平剂0.8份、安息香0.7份；
其中，所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将8份新戊二醇、1份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.3份1,6-己二酸、0.1份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至135℃，在搅拌状态下加入3份对苯二甲酸、0.8份间苯二甲酸和0.006份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至245℃，搅拌60min，随后降温至215℃，然后加入1份间苯二甲酸、0.5份1,4-环己烷二羧酸，升温至240℃，反应至酸值为70mgKOH/g，降温至220℃抽真空反应50min得到端羧基聚酯树脂。
实施例4
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂58份、羟基丙烯酸树脂19份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3.2份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2.1份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.7份、钛白粉31份、硫酸钡17份、蒙脱土11份、中空玻璃微珠8.3份、苯骈三氮唑0.3份、氟硅酸钠1份、流平剂0.7份、安息香0.6份；其中，所述端羧基聚酯树脂的酸值为55mgKOH/g,玻璃化转变温度为63℃，平均分子量为3850。
实施例5
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂50份、羟基丙烯酸树脂25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2.5份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.3份、钛白粉35份、硫酸钡10份、蒙脱土15份、中空玻璃微珠3份、苯骈三氮唑0.5份、氟硅酸钠0.3份、流平剂1.5份、安息香0.2份；其中，所述端羧基聚酯树脂的酸值为65mgKOH/g,玻璃化转变温度为58℃，平均分子量为4200。
实施例6
本发明提出的一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂65份、羟基丙烯酸树脂10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3.5份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.5份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺1份、钛白粉15份、硫酸钡25份、蒙脱土4份、中空玻璃微珠10份、苯骈三氮唑0.1份、氟硅酸钠1.2份、流平剂0.2份、安息香0.8份；其中，所述端羧基聚酯树脂的酸值为60mgKOH/g,玻璃化转变温度为61℃，平均分子量为4000。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂50-65份、羟基丙烯酸树脂10-25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-3.5份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.5-2.5份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.3-1份、钛白粉15-35份、硫酸钡10-25份、蒙脱土4-15份、中空玻璃微珠3-10份、苯骈三氮唑0.1-0.5份、氟硅酸钠0.3-1.2份、流平剂0.2-1.5份、安息香0.2-0.8份；
所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将5-8份新戊二醇、1-3份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.1-0.3份1,6-己二酸、0.1-0.3份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至120-135℃，在搅拌状态下加入3-4份对苯二甲酸、0.3-0.8份间苯二甲酸和0.006-0.01份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至220-245℃，搅拌60-200min，随后降温至200-215℃，然后加入1-1.8份间苯二甲酸、0.3-0.5份1,4-环己烷二羧酸，升温至240-255℃，反应至酸值为60-70mgKOH/g，降温至220-230℃抽真空反应20-50min得到端羧基聚酯树脂。
2.根据权利要求1所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，其原料中，端羧基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂的重量比为55-63：14-22。
3.根据权利要求1或2所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，其原料中，甲基丙烯酸缩水甘油酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺的重量比为1.6-3.2：1.6-2.3：0.5-0.9。
4.根据权利要求1或2所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂57-60份、羟基丙烯酸树脂18-20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2-3份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯1.8-2.1份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.7-0.9份、钛白粉26-30份、硫酸钡17-21份、蒙脱土8-13份、中空玻璃微珠6-9份、苯骈三氮唑0.25-0.4份、氟硅酸钠0.5-1份、流平剂0.8-1.2份、安息香0.5-0.7份。
5.根据权利要求1或2所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：端羧基聚酯树脂59份、羟基丙烯酸树脂19份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.3份、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯2份、N,N,N’,N’-四(2-羟乙基)己二酰胺0.78份、钛白粉28份、硫酸钡20份、蒙脱土10份、中空玻璃微珠7.5份、苯骈三氮唑0.34份、氟硅酸钠0.57份、流平剂1份、安息香0.63份。
6.根据权利要求1或2所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，所述端羧基聚酯树脂的酸值为55-65mgKOH/g,玻璃化转变温度为58-63℃，平均分子量为3850-4200。
7.根据权利要求1或2所述耐候性改性聚酯树脂粉末涂料，其特征在于，所述端羧基聚酯树脂按照以下工艺进行制备：按摩尔份将6份新戊二醇、1.8份2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、0.2份1,6-己二酸、0.25份2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单丁酯混合均匀，升温至130℃，在搅拌状态下加入3.4份对苯二甲酸、0.5份间苯二甲酸和0.008份单丁基氧化锡，在氮气的保护下升温至240℃，搅拌180min，随后降温至210℃，然后加入1.3份间苯二甲酸、0.46份1,4-环己烷二羧酸，升温至250℃，反应至酸值为65mgKOH/g，降温至223℃抽真空反应30min得到端羧基聚酯树脂。
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