CN106675152B - 粉末涂料用消光改性剂及其应用、以及含有其的消光粉末涂料 - Google Patents

粉末涂料用消光改性剂及其应用、以及含有其的消光粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粉末涂料用消光改性剂及其应用、以及含有其的消光粉末涂料，它包括无机填料和硅烷改性剂，所述硅烷改性剂质量为所述无机填料质量的0.5~1.5%；所述无机填料的粒径D100≤40μm；所述硅烷改性剂为第一硅烷和第二硅烷按质量比1：0.5~2组成的混合物，所述第一硅烷为选自环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷和乙烯基硅烷中的一种或多种组成的混合物，所述第二硅烷为选自氟硅烷、烷基硅烷和含硫硅烷中的一种或多种组成的混合物。不仅能够提高粉末涂料的硬度至1H以上，而且其水煮失光△E>1；向粉末涂料中添加一定质量比例的后，可以使其光泽≤35度，成本较低。

Description

粉末涂料用消光改性剂及其应用、以及含有其的消光粉末 涂料
技术领域
本发明属于涂料消光材料领域，涉及一种消光改性剂，具体涉及一种粉末涂料用消光改性剂及其应用、以及含有其的消光粉末涂料。
背景技术
消光型粉末涂料通常采用在粉末涂料配方中添加具有消光作用的填充料、蜡粉、改性蜡粉、消光型GMA丙烯酸树脂、或采用含羧基丙烯酸树脂的复合型消光剂等方法进行消光。这些消光方法均不同程度存在一定的自身无法克服的缺陷，这些方法或对于光泽高于40％的产品最有效或对于光泽低于10％最有效，这些消光方法或对于粉末涂料体系具有选择性或对于聚酯树脂具有选择性或对生产设备具有选择性，同时这些消光方法均不同程度使粉末涂料制造成本具有大幅度提高，显著削弱了此类粉末涂料在市场中的竞争力。
一般来说，现有技术为了使粉末涂料达到哑光＜35度，需要添加消光填料硫酸钡和专用消光剂(户外聚酯添加量在2％-3.5％之间，光泽在33-20度)：其中要求硫酸钡粒径D50为5μm、D100为37μm，通过大粒径在表面形成粗糙面降低光泽。该方法的缺点是，所采用的专用消光剂价格高昂(65～75元/kg)，导致涂料成本较高。而且，虽然光泽达到要求，然而漆膜硬度仅为1H左右、水煮失光△E≥3，还需要进一步改善。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种粉末涂料用消光改性剂，由其改性后的粉末涂料不仅能实现哑光效果，而且成本较低，漆膜硬度高、水煮失光小。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种粉末涂料用消光改性剂，它包括无机填料和硅烷改性剂，所述硅烷改性剂质量为所述无机填料质量的0.5～1.5％；所述无机填料的粒径D100≤40μm；所述硅烷改性剂为第一硅烷和第二硅烷按质量比1：0.5～2组成的混合物，所述第一硅烷为选自环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷和乙烯基硅烷中的一种或多种组成的混合物，所述第二硅烷为选自氟硅烷、烷基硅烷和含硫硅烷中的一种或多种组成的混合物。
优化地，所述第一硅烷为环氧硅烷。
进一步地，所述第二硅烷为烷基甲氧基硅烷且其烷基的碳原子数为1～16。所述烷基的碳原子数优选为6～16。
优化地，所述第一硅烷和第二硅烷的质量比为1：0.8～1.2。
优化地，所述无机填料的粒径D50为12～15μm，D100为32～38μm。
进一步地，所述无机填料为以下质量分数的组分复配后在1000～1500℃熔融、冷却后，再经过球磨、分级制得；
Figure BDA0001188437090000021
优化地，消光改性剂的制备方法包括以下步骤：
(a)按比例称取所述第一硅烷和所述第二硅烷，置于酒精或其它醇类溶液中稀释并搅拌均匀；
(b)将所述无机填料先在60～70℃的条件下低速搅拌，随后进行高速搅拌并向其中匀速线状滴加硅烷改性剂后升温至90～120℃，搅拌后保温放料即可。
本发明的又一目的在于提供一种上述粉末涂料用消光改性剂的应用，将所述消光改性剂加入到所述粉末涂料中混合搅拌20min以上，经双螺杆机挤出、冷却压片、粉末分级即可；所述消光改性剂与所述粉末涂料的质量比为2～2.5：10。
本发明的再一目的在于提供一种消光粉末涂料，它包含有上述的消光改性剂，所述消光改性剂在所述消光粉末涂料中的质量含量为16.7％～20％。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明粉末涂料用消光改性剂，由特定的硅烷改性剂与无机填料进行复配形成，不仅能够提高粉末涂料的硬度至1H以上，而且其水煮失光△E≤1；向粉末涂料中添加一定质量比例的后，可以使其光泽≤35度，成本较低。
具体实施方式
本发明粉末涂料用消光改性剂，它包括无机填料和硅烷改性剂，所述硅烷改性剂质量一般为所述无机填料质量的0.5～1.5％，在该范围内，硅烷改性剂的用量越高越好，高于1.5％，改性效果不会提高，但成本会增加；所述无机填料的粒径D100≤40μm；所述硅烷改性剂为第一硅烷和第二硅烷按质量比1：0.5～2组成的混合物，所述第一硅烷为选自环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷和乙烯基硅烷中的一种或多种组成的混合物，所述第二硅烷为选自氟硅烷、烷基硅烷和含硫硅烷(如硅烷偶联剂Si-69等常规的)中的一种或多种组成的混合物。
向粉末涂料中添加一定质量比例的消光改性剂后，可以使其光泽≤35°、硬度2H、水煮失光△E≤1；而且，无机填料可以提高固化涂料膜的铅笔硬度，且不会影响流动性及涂膜流平。
第一硅烷优选为环氧硅烷(结构式例如为
Figure BDA0001188437090000031
)，它能够提高消光改性剂与涂料树脂的相容性，提高其流平和附着力。第二硅烷优选为烷基甲氧基硅烷且其烷基的碳原子数为1～16(即第二硅烷优选为C1-C16烷基甲氧基硅烷)；更优选地为烷基的碳原子数为6～16(如十六烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷等)，这是因为此时的烷基甲氧基硅烷与粉末涂料相容性变差或者不相容，从而使得消光效果更优。所述第一硅烷和第二硅烷的质量比优选为1：0.8～1.2。所述无机填料的粒径优选为D50为12～15μm，D100为32～38μm；此粒范围的产品流动性好、光泽低、硬度高、流平性好。所述无机填料为以下质量分数的组分复配后在1000～1500℃熔融、冷却后，再经过球磨、分级制得：SiO240～70％、Al2O310～25％、Fe2O30.1～5％、CaO2～10％、MgO1～5％和B2O35～15％；这些成分都是常规较为廉价的原料，有利于降低成本。上述消光改性剂的制备方法包括以下步骤：(a)按比例称取所述第一硅烷和所述第二硅烷，置于酒精或其它醇类溶液中稀释并搅拌均匀；(b)将所述无机填料先在60～70℃的条件下低速搅拌，随后进行高速搅拌并向其中匀速线状滴加硅烷改性剂后升温至90～120℃，搅拌后保温放料即可；这样有利于第一硅烷和第二硅烷对无机填料表面改性的均匀性，提高其效果。具体为：(a)硅烷改性剂配制：将环氧硅烷与烷基硅烷按比例称取，随后用有机溶剂稀释，开启高速搅拌器调速至1500r/min左右，搅拌10min；(b)改性工艺：将无机填料投入高速搅拌机中，先在温度60～70℃条件下低速(约为650～750r/min)搅拌5～15min，再开启高速搅拌(约为1300～1500r/min)，向其中匀速线状滴加硅烷改性剂后升温至90～120℃左右，敞口搅拌15～60min，保温10min左右放料。
上述粉末涂料用消光改性剂的应用具体为：将上述消光改性剂加入到所述粉末涂料中混合搅拌20min以上，经双螺杆机挤出、冷却压片、粉末分级即可；所述消光改性剂与所述粉末涂料的质量比为2～2.5：10。本发明还涉及一种消光粉末涂料，它包含有上述的消光改性剂，所述消光改性剂在所述消光粉末涂料中的质量含量对应为16.7％～20％。
下面将结合通过具体实施例对本发明进行详细说明。
表1实施例1-7、对比例1-4中消光改性剂的组成表
Figure BDA0001188437090000041
上述实施例中无机填料为以下质量分数的组分复配后在1000～1500℃熔融、冷却后，再经过球磨、分级制得(D50为12～15μm)：SiO2 61％、Al2O3 17％、Fe2O3 1％、CaO 8％、MgO3％和B2O3 10％。
将实施例1至对比例4中的消光改性剂分别加入粉末涂料中(消光改性剂与粉末涂料的质量比为1：5)混合搅拌20min以上，经双螺杆机挤出、冷却压片、粉末分级即可；并将其按现有方法制成涂料膜。
表2利用实施例1至对比例4中消光改性剂制得的涂料膜测试数据
Figure BDA0001188437090000051
表2续
Figure BDA0001188437090000052
Figure BDA0001188437090000061
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粉末涂料用消光改性剂，其特征在于：它包括无机填料和硅烷改性剂，所述硅烷改性剂质量为所述无机填料质量的0.5~1.5%；所述无机填料的粒径D100为32~38μm；所述硅烷改性剂为第一硅烷和第二硅烷按质量比1：0.8~1.2组成的混合物，所述第一硅烷为选自环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷和乙烯基硅烷中的一种或多种组成的混合物，所述第二硅烷为选自氟硅烷、烷基甲氧基硅烷和含硫硅烷中的一种或多种组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料用消光改性剂，其特征在于：所述第一硅烷为环氧硅烷。
3.根据权利要求1或2所述的粉末涂料用消光改性剂，其特征在于：所述的烷基甲氧基硅烷的烷基的碳原子数为1~16。
4.根据权利要求3所述的粉末涂料用消光改性剂，其特征在于：所述烷基的碳原子数为6~16。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料用消光改性剂，其特征在于：所述无机填料的粒径D50为12~15μm。
6.根据权利要求1或5所述的粉末涂料用消光改性剂，其特征在于：所述无机填料为以下质量分数的组分复配后在1000~1500℃熔融、冷却后，再经过球磨、分级制得；
SiO2 40~70%；
Al2O3 10~25%；
Fe2O3 0.1~5%；
CaO 2~10%；
MgO 1~5%；
B2O3 5~15%。
7.根据权利要求1所述的粉末涂料用消光改性剂，其特征在于，它的制备方法包括以下步骤：
（a）按比例称取所述第一硅烷和所述第二硅烷，置于酒精或其它醇类溶液中稀释并搅拌均匀；
（b）将所述无机填料先在60~70℃的条件下低速搅拌，随后进行高速搅拌并向其中匀速线状滴加硅烷改性剂后升温至90~120℃，搅拌后保温放料即可。
8.权利要求1至7中任一所述粉末涂料用消光改性剂的应用，其特征在于：将所述消光改性剂加入到粉末涂料中混合搅拌20min以上，经双螺杆机挤出、冷却压片、粉末分级即可；所述消光改性剂与所述粉末涂料的质量比为2~2.5：10。
9.一种消光粉末涂料，其特征在于：包含有如权利要求1至7中任一项权利要求所述的消光改性剂，所述消光改性剂在所述消光粉末涂料中的质量含量为16.7%~20%。
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