CN106675346A - 一种高耐水煮混合型粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下各组分：聚酯树脂、环氧树脂、钛白粉、填料、流平剂、增光剂、消泡剂、无机颜料、耐水煮剂、附着力促进剂。其中，耐水煮剂为含有氰基和酯基官能团的高分子化合物，耐水煮剂的粒径D50为20～50um，堆积密度为0.3kg/L；附着力促进剂为含有羟基官能团的高分子化合物。同时本发明还提供了上述高耐水煮混合型粉末涂料的制备方法。本发明中耐水煮剂和附着力促进剂结合使用，赋予粉末涂料高的耐水煮性能，良好的耐候性、绝缘性和成膜性；同时材料还具有很好的机械性能和较好的流平性能。

Description

一种高耐水煮混合型粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种高耐水煮混合型粉末涂料及其制备方法。

背景技术

粉末涂料因其高效廉价、环境友好，是目前粉末涂料行业重要的发展方向，一直保持较快的增长速度。随着经济快速增长，人们物质生活越来越丰富，对生活的质量要求越来越高，粉末涂料的发展也要追求质量的提升，并要能够满足不同领域的性能要求。家电所使用的粉末涂料，尤其是以微波炉、洗衣机、热水器等，需要长时间水煮的都要求粉末涂料具有非常好的耐水煮性能。要求经过长时间的水煮、浸泡之后，粉末涂层仍旧具有良好的保光性能，涂层不起泡，基本不褪色。因此改善粉末涂料的耐水煮性能也是目前比较重要的方向。

中国专利文献CN103483989A和CN102585671A分别公开了一种耐水煮粉末涂料，两者发明的涂料具有如下的优势：1.耐水煮性能从常规粉末涂料的60℃，10h提高到95℃，25h，长期耐水煮测试涂层表面仍无变化；2.在耐候性测试方面可以将常规粉的500h提升到1200h，涂层仍无褪色老化现象。然而上述专利方法利用的是配方中固化剂能与聚酯树脂更好的反应，反应活性更高，增加了交联密度，从而提高粉末的耐水煮性能。此法获得粉末涂料的耐水煮性能提高有限，并且由于固化剂与聚酯反应过快，会导致涂料的流平性变差，使涂层的表面外观效果较差。

中国专利CN104861829A公开了一种耐水煮环氧聚酯型粉末涂料及其制备方法和应用，该发明采用复合羧基聚酯树脂，功能各异的聚酯树脂配合使用，利用每一种树脂的不同功能，以达到互补的作用，来提高环氧聚酯型粉末涂料的防腐性能；利用SJ3D、SJ5C在合成过程的特殊性及其单体原料的配比变化，而具有较好的耐水性，使配制的粉末涂料具有很好的耐水煮性能。耐水煮性能从60℃，4h提高到95℃，24h，长期耐水煮测试涂层表面仍无变化。中国专利CN103146292A公开了一种耐水煮聚酯粉末涂料及其制备方法和应用，通过加入HAA和异氰酸酯混合固化剂，利用加入的异氰酸酯不仅可以与部分未反应的固化剂HAA反应，还能够与高、低酸值聚酯树脂中的羟基反应，进而大幅度提高整个聚酯粉末涂层的交联密度，改善涂层的耐水性。此外添加疏水的填料，有效阻隔水的渗透，保护聚酯粉末涂层，因此获得的涂料的耐水煮性能超过了采用固化剂TGIC固化的聚酯粉末涂层，耐水煮性能从常规的粉末涂料的100℃，2h提升到100℃，10h以上，最多可达到25小时。然而上述粉末涂料的耐水煮性能仍旧不能满足对涂层具有高耐水煮性要求的领域。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种具有高耐水煮性能的混合型粉末涂料，可应用在对耐水煮性能要求较为极端的领域。

为实现上述目的之一提供一种高耐水煮混合型粉末涂料，本发明采用了以下技术方案：

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

优选的，所述聚酯树脂采用酸值为68～75mgKOH/g、玻璃化温度为53～60℃的端羧基聚酯树脂；所述环氧树脂的环氧当量为700～840g/eq，软化点为88～93℃。

进一步的，所述聚酯树脂与环氧树脂的混合质量比为50:50。

优选的，所述耐水煮剂为含有氰基和酯基官能团的高分子化合物，可与聚酯树脂和小分子反应，形成强的化学键，提高粉末涂层的致密性，并且耐水煮剂的粒径D50为20～50um，堆积密度为0.3kg/L；所述附着力促进剂为含有羟基官能团的高分子化合物。其中，耐水煮剂由于具有特殊的分子结构，其中氰基官能团通过化学反应同时与树脂和基材形成牢固的化学键，提高涂层的致密度，从而提高粉末的耐水煮性能；附着力促进剂提供可反应羟基基团，使涂层与基材之间形成氢键或者结合力更强的共价键，从而提高涂层与基材之间的附着力。

进一步的，所述耐水煮剂与附着力促进剂的质量比范围为2:1～1:2。控制在该范围内的耐水煮剂与附着力促进剂结合使用，能赋予粉末涂料高的耐水煮性能，良好的耐候性、绝缘性和成膜性；其中耐水煮性能达到100℃，30h以上，最高达到40h；同时材料还具有很好的机械性能和较好的流平性能。

进一步的，所述耐水煮剂、附着力促进剂的质量份数均优选为1份。

对于本发明的无机颜料，具体的可根据实际情况需要添加不同的颜料。

优选的，增光剂采用增光剂C701；所述流平剂型号为DC-57。

优选的，所述填料为硫酸钡。

优选的，所述消泡剂型号为YPZ消泡剂。

本发明的目的之二是提供一种上述高耐水煮混合型粉末涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将各组分按照配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

S2、将于S1步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

S3、将步骤S2中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨转速45～50Hz，副磨转速20～35Hz，筛网180～200目，得到粉末涂料。

本发明的有益效果在于：

1)本发明所述的高耐水煮混合型粉末涂料，在配方中引入了耐水煮剂和附着力促进剂，其中，耐水煮剂中的氰基可与聚酯树脂中多余的羟基以及含有羧基的小分子反应，提高涂层的致密性；同时耐水煮剂还可与基材表面的金属形成化学键，提高涂层的致密度，从而提高粉末的耐水煮性能；附着力促进剂提供可反应羟基基团，使涂层与基材之间形成氢键或者结合力更强的共价键，具体的，附着力促进剂中的羟基可以与金属基材形成羟基与游离金属离子的氢键，从而提高涂层与基材之间的附着力；二者同时结合其它的组分，形成了致密的涂层，有效的阻隔水分子的渗透，从而赋予材料很高的耐水煮性能，达到100℃，30h以上，最高达到40h；同时材料还具有很好的机械性能和较好的流平性能。

2)此外，依托耐水煮剂和附着力促进剂获得高耐水煮性能的粉末涂料，可大幅度降低涂料的生产成本。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明中聚酯树脂采用采用酸值为68～75mgKOH/g、玻璃化温度为53～60℃的端羧基聚酯树脂；环氧树脂的环氧当量为700～840g/eq，软化点为88～93℃；耐水煮剂为含有氰基和酯基官能团的高分子化合物，耐水煮剂的粒径D50为20～50um，堆积密度为0.3kg/L；附着力促进剂为含有羟基官能团的高分子化合物；填料为硫酸钡；流平剂型号为DC-57；增光剂为增光剂C701；消泡剂为YPZ消泡剂。

实施例1

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮10h之后发现，涂层易脱落，经划格测试后，附着力为2级。

实施例2

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮25h之后发现，涂层失光10％，经划格测试后，附着力为1级。

实施例3

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮30h之后，涂层无明显失光，附着力为0级。水煮40h之后，涂层无明显失光，经划格测试后，附着力为0级。

实施例4

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

相较实施例3而言，附着力促进剂在混合物中的添加量相对增多后，水煮30h之后发现，涂层无明显失光，附着力为0级，水煮40h之后，涂层失光5％，附着力为1级，涂层耐水煮性能并没有大幅度提高。

实施例5

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

试验表明，相较实施例4而言，由于耐水煮剂在混合组分中的添加量较多，导致涂层表面流平变差；水煮30h之后发现，涂层无明显失光，附着力为0级，水煮性能无明显提高。

实施例6

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮30h之后发现，涂层失光10％，附着力为0级。

实施例7

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮30h之后发现，涂层无明显失光，附着力为0级，水煮40h之后，涂层失光5％，附着力为1级，涂层耐水煮性能并没有大幅度提高。

实施例8

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮30h之后发现，涂层无明显失光，附着力为0级，水煮40h之后，涂层失光5％，附着力为1级，涂层耐水煮性能并没有大幅度提高。

实施例9

一种高耐水煮混合型粉末涂料，包含如下质量份数的各组分：

其制备方法包含以下步骤：

a、将各组分按照上述配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

b、将于a步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

c、将步骤b中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨45～50Hz，副磨转速为20～35Hz，筛网180～200目；

d、将步骤c中得到的粉末加入静电喷涂枪中，喷涂到样板上，180℃下烘烤15min后拿出；

e、将步骤d中所得到的样板，进行100℃的水煮试验。

水煮30h之后发现，涂层无明显失光，附着力为0级，水煮40h之后，涂层失光5％，附着力为1级，涂层耐水煮性能并没有大幅度提高。

综上所述，本发明制备的粉末涂层的耐水煮性能可提高到100℃，30h，最高可达到40h；具体的，当耐水煮剂的添加量优选为1份，附着力促进剂与耐水煮剂的质量比为1:1时，耐水煮性能更优。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于包含如下质量份数的各组分：

2.根据权利要求1所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述聚酯树脂采用酸值为68～75mgKOH/g、玻璃化温度为53～60℃的端羧基聚酯树脂；所述环氧树脂的环氧当量为700～840g/eq，软化点为88～93℃。

3.根据权利要求2所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述聚酯树脂与环氧树脂为50/50混合型。

4.根据权利要求1所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述耐水煮剂为含有氰基和酯基官能团的高分子化合物，耐水煮剂的粒径D50为20～50um，堆积密度为0.3kg/L；所述附着力促进剂为含有羟基官能团的高分子化合物。

5.根据权利要求4所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述耐水煮剂与附着力促进剂的质量比范围为2:1～1:2。

6.根据权利要求5所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述耐水煮剂、附着力促进剂的质量份数均为1份。

7.根据权利要求1所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述增光剂采用增光剂C701；所述流平剂型号为DC-57。

8.根据权利要求1所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：；所述填料为硫酸钡。

9.根据权利要求1所述的一种高耐水煮混合型粉末涂料，其特征在于：所述消泡剂型号为YPZ消泡剂。

10.一种如权利要求1至9任一项所述高耐水煮混合型粉末涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将各组分按照配方称重，预混3～5min，高速混合机搅拌；

S2、将于S1步骤中的粉末加入挤出机熔融挤出、压片，其中挤出机Ⅰ区的温度为90～100℃，Ⅱ区温度为95～105℃；

S3、将步骤S2中的片料加入磨粉机磨粉，其中磨粉机的主磨转速45～50Hz，副磨转速20～35Hz，筛网180～200目，得到粉末涂料。