CN107418395B - 一种透明聚酯型粉末涂料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明聚酯型粉末涂料，包括以下重量份的组分：聚酯树脂85‑89份、固化剂7‑8份、异氰酸酯二聚体1.0‑2.0份、高官能团环氧树脂1.0‑2.0份、聚四氟乙烯蜡0.3‑0.7份、流平剂0.8‑1.2份、脱气剂0.3‑0.5份和木纹剂0.5‑1.0份。本发明的透明聚酯型粉末涂料制得的涂层透明度高，交联密度高，爽滑性好，因此转印时不易粘纸且转印效果清晰。

Description

一种透明聚酯型粉末涂料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种用于木纹转印的透明聚酯型粉末涂料及其制备方法与应用。
背景技术
木纹转印粉在粉末涂料中发展如火如荼，随着市场的推进，各种木纹粉的研究也不断深入。但是，针对透明聚酯粉转印体系的研究甚少，一方面，透明聚酯粉转印体系交联密度较低，导致转印纸在涂层粘连严重；另一方面，市场上对透明聚酯粉转印体系需求整体没有普通有遮盖力的粉末需求大，这使得透明聚酯粉转印体系的研究推动力较小。
然而，随着市场的发展，目前对于用于木纹转印的透明聚酯型粉末涂料也开始有了比较高的要求。
有鉴于此，有必要提供一种用于木纹转印的透明聚酯型粉末涂料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种用于木纹转印的透明聚酯型粉末涂料。
本发明的另一个目的是提供一种所述用于木纹转印的透明聚酯型粉末涂料的制备方法。
本发明的再一个目的是提供一种所述用于木纹转印的透明聚酯型粉末涂料的用途。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一个方面提供了一种透明聚酯型粉末涂料，包括以下重量份的组分：
Figure BDA0001408815130000011
Figure BDA0001408815130000021
优选的，所述透明聚酯型粉末涂料包括以下重量份的组分：
Figure BDA0001408815130000022
所述聚酯树脂的玻璃化温度(Tg)为60-70℃，优选65℃，酸值为40-45mgKOH/g或48-53mgKOH/g，本发明实施例中聚酯树脂为广州擎天材料科技有限公司的NH3295、广东银洋树脂有限公司的YE8700、烟台枫林新材料有限公司的FL2016；本发明使用NH3295举例。
所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，通常简单称为TGIC，环氧当量为100-110g/mol，优选105g/mol；本发明实施例中为黄山市华惠精细化工有限公司TGIC，本领域的专业人员也可选择其他厂家TGIC。
所述异氰酸酯二聚体的NCO总量(重量)为15.2±0.5％，本发明实施例中异氰酸酯二聚体为赢创德固赛(Evonik degussa)的异氰酸酯二聚体B1530(粉末)。
所述高官能团环氧树脂的官能度为15，环氧当量为140-165g/mol，优选150g/mol；玻璃化温度Tg为200-205℃，优选202℃；本发明实施例中为双键化工股份有限公司的4315CE。
所述聚四氟乙烯蜡的纯度＞99％；本发明可以使用美国三叶公司的SST-3D，或南京天诗新材料科技有限公司的PTFE0101。本发明实施例中使用SST-3D举例。
所述流平剂为丙烯酸型流平剂，要求透明度高，具体为ESTRON的PL-200A、TROY486、南海化学有限公司的GLP100；本发明实施例中使用PL-200A举例。
所述脱气剂为改性丙烯酸树脂脱气剂，熔程110-120℃，避免使用安息香(因为安息香的黄变特性，本专利会避免在透明粉中使用)；本发明实施例中使用索是化工有限公司的T-161举例。
所述木纹剂是一种氟改性化合物，软化点为110-120℃；本发明使用广州扬凡化工有限公司的F-580举例。
本发明的另一个方面提供了一种所述透明聚酯型粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
按配比将聚酯树脂、固化剂、异氰酸酯二聚体、高官能团环氧树脂、聚四氟乙烯蜡、流平剂、脱气剂和木纹剂混合均匀，熔融挤出、压片、冷却，然后依次进行粗破碎和磨细粉碎，筛分后获得所述透明聚酯型粉末涂料。
优选地，所述熔融挤出的温度为95-105℃。
优选地，所述透明聚酯型粉末涂料的粒径为30-45μm。
本发明的再一个方面提供了一种所述透明聚酯型粉末涂料用于外观件的用途，包括以下步骤：
将外观件的表面处理，喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，然后烘烤、冷却，获得涂层。
所述涂层可进行性能测试，所述烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min，烘烤加热采用天然气炉、生物颗粒炉或柴油炉加热。
所述外观件为冷轧钢板、马口铁板、铝板中的至少一种。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的透明聚酯型粉末涂料具有较高的交联密度，使用高酸值的聚酯树脂，与固化剂的比例为92:8，保证交联密度比目前常规使用的交联密度高，不同于酸值为32-38mgKOH/g的聚酯或酸值为28-32mgKOH/g的聚酯，这类聚酯与固化剂的比例分别为93:7或94:6。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入官能度为15的高官能团环氧树脂，如此高官能度的环氧树脂与部分聚酯树脂的羧基进行反应，补充并强化聚酯树脂与固化剂的交联密度，含量尽量控制在2.0％以内，量多会影响耐候性能，并且由于透明体系的要求，环氧树脂如果含有苯环的话，会在烘烤体系中发黄，因此环氧树脂要避免选用含有苯环结构的环氧树脂。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入异氰酸酯二聚体不影响体系的耐候性能，并且与聚酯树脂或固化剂中多余的羟基反应，进一步加强体系的交联密度。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入聚四氟乙烯蜡，聚四氟乙烯蜡即有较高的硬度，又有很好的爽滑性，可以改善粘纸性。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入高清晰木纹剂，加入该助剂有助于改善转印清晰度。
本发明的透明聚酯型粉末涂料制得的涂层透明度高，交联密度高，爽滑性好，因此转印时不易粘纸且转印效果清晰。
本发明从提高聚酯体系交联密度和加入蜡粉改善粘纸性着手，通过选用透明度高的聚酯树脂，高透明度流平剂和脱气剂，保证体系的透明性。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下，所述组合物的组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下，为简明起见，本发明实施例中所述的“份”与重量份具有相同的意义。
本发明实施例中所用的聚酯树脂的玻璃化温度为60-70℃，优选65℃，酸值为40-45mgKOH/g或48-53mgKOH/g。
本发明实施例中所用的固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，通常简单称为TGIC，环氧当量为100-110g/mol，优选105g/mol。
本发明实施例中所用的异氰酸酯二聚体的NCO总量(重量)为15.2±0.5％。
本发明实施例中所用的高官能团环氧树脂的官能度为15，环氧当量为140-165g/mol，优选150g/mol；玻璃化温度Tg为200-205℃，优选202℃。
本发明实施例中所用的聚四氟乙烯蜡的纯度＞99％。
本发明实施例中所用的流平剂为丙烯酸型流平剂，要求透明度高。
本发明实施例中所用的脱气剂为改性丙烯酸树脂脱气剂，熔程110-120℃，避免使用安息香(因为安息香的黄变特性，本专利会避免在透明粉中使用)。
本发明实施例中所用的木纹剂是一种氟改性化合物，软化点为110-120℃。
实施例1
一种透明聚酯型粉末涂料，包括表1所示重量份的组分：
表1
原料种类 具体型号 重量份数(份)
聚酯树脂 NH 3295 88.4
异氰脲酸三缩水甘油酯固化剂 TGIC 7.7
异氰酸酯二聚体 B1530 1
高官能团环氧树脂 4135CE 1
聚四氟乙烯蜡 SST-3D 0.3
木纹剂 F-580 0.5
流平剂 PL-200A 0.8
脱气剂 T-161 0.3
首先，按照透明聚酯型粉末涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机，在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对料片进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎，使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径为30-45μm的所述透明聚酯型粉末涂料。
将外观件马口铁板进行除油(或进行其他前处理如硅烷处理)，在无尘室进行喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，之后进入烘道进行烘烤，烘烤加热采用天然气炉，烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min；待涂层充分固化后自然冷却，获得所述涂层。
实施例2
一种透明聚酯型粉末涂料，包括表2所示重量份的组分：
表2
Figure BDA0001408815130000051
Figure BDA0001408815130000061
首先，按照透明聚酯型粉末涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机，在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对料片进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎，使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径为30-45μm的所述透明聚酯型粉末涂料。
将外观件铝单板进行除油(或进行其他前处理如硅烷处理)，在无尘室进行喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，之后进入烘道进行烘烤，烘烤加热采用生物颗粒炉，烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min；待涂层充分固化后自然冷却，获得所述涂层。
实施例3
一种透明聚酯型粉末涂料，包括表3所示重量份的组分：
表3
原料种类 具体型号 重量份数(份)
聚酯树脂 NH 3295 86.8
异氰脲酸三缩水甘油酯固化剂 TGIC 7.6
异氰酸酯二聚体 B1530 1.5
高官能团环氧树脂 4135CE 1.5
聚四氟乙烯蜡 SST-3D 0.5
木纹剂 F-580 0.7
流平剂 PL-200A 1.0
脱气剂 T-161 0.4
首先，按照透明聚酯型粉末涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机，在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对料片进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎，使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径为30-45μm的所述透明聚酯型粉末涂料。
将外观件马口铁板进行除油(或进行其他前处理如硅烷处理)，在无尘室进行喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，之后进入烘道进行烘烤，烘烤加热采用柴油炉加热，烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min；待涂层充分固化后自然冷却，获得所述涂层。
实施例4
一种透明聚酯型粉末涂料，包括表4所示重量份的组分：
表4
原料种类 具体型号 重量份数(份)
聚酯树脂 NH 3295 86.8
异氰脲酸三缩水甘油酯固化剂 TGIC 7.6
异氰酸酯二聚体 B1530 2.0
高官能团环氧树脂 4135CE 1.0
聚四氟乙烯蜡 SST-3D 0.4
木纹剂 F-580 0.8
流平剂 PL-200A 1.0
脱气剂 T-161 0.4
首先，按照透明聚酯型粉末涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机，在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对料片进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎，使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径为30-45μm的所述透明聚酯型粉末涂料。
将铝板进行除油(或进行其他前处理如硅烷处理)，在无尘室进行喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，之后进入烘道进行烘烤，烘烤加热采用天然气炉，烘烤的温度为180-210℃，时间为10～20min；待涂层充分固化后自然冷却，获得所述涂层。
实施例5
一种透明聚酯型粉末涂料，包括表5所示重量份的组分：
表5
原料种类 具体型号 重量份数(份)
聚酯树脂 NH 3295 86.8
异氰脲酸三缩水甘油酯固化剂 TGIC 7.6
异氰酸酯二聚体 B1530 1.0
高官能团环氧树脂 4135CE 2.0
聚四氟乙烯蜡 SST-3D 0.4
木纹剂 F-580 1.0
流平剂 PL-200A 0.8
脱气剂 T-161 0.4
首先，按照透明聚酯型粉末涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机，在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对料片进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎，使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径为30-45μm的所述透明聚酯型粉末涂料。
将铝板进行除油(或进行其他前处理如硅烷处理)，在无尘室进行喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，之后进入烘道进行烘烤，烘烤加热采用天然气炉，烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min；待涂层充分固化后自然冷却，获得所述涂层。
实施例6
一种透明聚酯型粉末涂料，包括表6所示重量份的组分：
表6
Figure BDA0001408815130000091
首先，按照透明聚酯型粉末涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机，在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对料片进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎，使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径为30-45μm的所述透明聚酯型粉末涂料。
将铝板进行除油(或进行其他前处理如硅烷处理)，在无尘室进行喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，之后进入烘道进行烘烤，烘烤加热采用天然气炉，烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min；待涂层充分固化后自然冷却，获得所述涂层。
实施例1～6中的涂层所能达到的指标如表7所示：
表7
Figure BDA0001408815130000092
本发明的透明聚酯型粉末涂料具有较高的交联密度，使用高酸值的聚酯树脂，与固化剂的比例为92:8，保证交联密度比目前常规使用的交联密度高，不同于酸值为32-38mgKOH/g的聚酯或酸值为28-32mgKOH/g的聚酯，这类聚酯与固化剂的比例分别为93:7或94:6。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入官能度为15的高官能团环氧树脂，如此高官能度的环氧树脂与部分聚酯树脂的羧基进行反应，补充并强化聚酯树脂与固化剂的交联密度，含量尽量控制在2.0％以内，量多会影响耐候性能，并且由于透明体系的要求，环氧树脂如果含有苯环的话，会在烘烤体系中发黄，因此环氧树脂要避免选用含有苯环结构的环氧树脂。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入异氰酸酯二聚体不影响体系的耐候性能，并且与聚酯树脂或固化剂中多余的羟基反应，进一步加强体系的交联密度。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入聚四氟乙烯蜡，聚四氟乙烯蜡即有较高的硬度，又有很好的爽滑性，可以改善粘纸性。
本发明的透明聚酯型粉末涂料中加入高清晰木纹剂，加入该助剂有助于改善转印清晰度。
本发明的透明聚酯型粉末涂料制得的涂层透明度高，交联密度高，爽滑性好，因此转印时不易粘纸且转印效果清晰。
本发明从提高聚酯体系交联密度和加入蜡粉改善粘纸性着手，通过选用透明度高的聚酯树脂，高透明度流平剂和脱气剂，保证体系的透明性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，本发明所例举的实施例无法对所有的实施方式予以穷尽，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同一篇文献被单独引用为参考那样。

Claims (8)

1.一种透明聚酯型粉末涂料，其特征在于：由以下重量份的组分制成：
Figure FDA0003307198970000011
所述脱气剂为改性丙烯酸树脂脱气剂，其熔程为110-120℃；
所述木纹剂为广州扬凡化工有限公司的F-580，是一种氟改性化合物，软化点为110-120℃；
所述聚酯树脂的玻璃化温度为60-70℃，酸值为40-45mgKOH/g或48-53mgKOH/g；
所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，环氧当量为100-110g/mol；
所述高官能团环氧树脂的官能度为15，环氧当量为140-165g/mol， 玻璃化温度为200-205℃。
2.根据权利要求1所述的透明聚酯型粉末涂料，其特征在于：所述透明聚酯型粉末涂料由以下重量份的组分制成：
Figure FDA0003307198970000012
3.根据权利要求1或2所述的透明聚酯型粉末涂料，其特征在于：所述异氰酸酯二聚体的NCO总重量为15.2±0.5％。
4.根据权利要求1或2所述的透明聚酯型粉末涂料，其特征在于：所述聚四氟乙烯蜡的纯度＞99％；所述流平剂为丙烯酸型流平剂。
5.一种权利要求1至4任一所述的透明聚酯型粉末涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按配比将聚酯树脂、固化剂、异氰酸酯二聚体、高官能团环氧树脂、聚四氟乙烯蜡、流平剂、脱气剂和木纹剂混合均匀，熔融挤出、压片、冷却，然后依次进行粗破碎和磨细粉碎，筛分后获得所述透明聚酯型粉末涂料。
6.根据权利要求5所述的透明聚酯型粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述熔融挤出的温度为95-105℃；
所述透明聚酯型粉末涂料的粒径为30-45μm。
7.一种权利要求1至4任一所述的透明聚酯型粉末涂料用于外观件的用途，其特征在于：包括以下步骤：
将外观件的表面处理，喷涂所述透明聚酯型粉末涂料，然后烘烤、冷却，获得涂层。
8.根据权利要求7所述的透明聚酯型粉末涂料用于外观件的用途，其特征在于：所述烘烤的温度为180-200℃，时间为10～20min，烘烤加热采用天然气炉、生物颗粒炉或柴油炉加热；
所述外观件为冷轧钢板、马口铁板、铝板中的至少一种。
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