CN107987639A - 高耐候性汽车罩用粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

高耐候性汽车罩用粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐候性汽车罩用粉末涂料的制备方法,所述制备方法包括:先将丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料、稳定剂、颜料和流平剂预混5‑10min后进行搅拌得到混合物M1,将所述混合物M1熔融挤出、压片制得片料,将所述片料进行研磨过筛制得所述高耐候性粉末涂料。该高耐候性汽车罩用粉末涂料具有优异的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能;将其作为汽车罩用的粉末涂料能够使得汽车的外观长久保持较高的光泽度,且其优异的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能能够大大提高了汽车的长久美观性。

Description

高耐候性汽车罩用粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末涂料领域,具体地,涉及一种高耐候性汽车罩用粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料具有环境友好、生产成本低以及生产工艺简单等优点,应用范围越来越大。常用的热固性和热塑性粉末涂料,一般在180℃以上温度烘烤,固化20min左右,如此高的固化温度限制了粉末涂料只能应用于金属等耐热基材;在热敏性基材领域,由于其固化温度太高,无法推广。此外,随着人们生活水平的提高,对生活质量的要求也随之提高;粉末涂料效果多种样式的粉末涂料不仅能够遮盖基材的缺陷,同时在外观上也更能够满足大众需要。因此,将各种粉末涂料应用在多种不同类型的基材上也是目前粉末行业的热点。
目前,随着各项技术不断进步,粉末涂料逐步运用到汽车行业,这就对粉末涂料提出了更高的要求。目前汽车市场上粉末涂料的使用主要集中在汽车轮毂以及车身的罩光涂层。这就要求粉末涂料具有极好的耐冲击性、抗刮擦性、耐老化性并能够保持汽车的美观性;但是目前市场上的汽车罩光粉末涂料并不能满足上述需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高耐候性汽车罩用粉末涂料及其制备方法,该高耐候性汽车罩用粉末涂料具有优异的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能;将其作为汽车罩用的粉末涂料能够使得汽车的外观长久保持较高的光泽度,且其优异的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能能够大大提高了汽车的长久美观性。
为了实现上述目的,本发明提供了一种高耐候性汽车罩用粉末涂料的制备方法,所述制备方法包括:
先将丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料、稳定剂、颜料和流平剂预混5-10min后进行搅拌得到混合物M1,将所述混合物M1熔融挤出、压片制得片料,将所述片料进行研磨过筛制得所述高耐候性粉末涂料。
根据上述技术方案,本发明中选择丙烯酸树脂和TGIC固化树脂作为主要得树脂原料,再与填料、稳定剂、颜料和流平剂等组分进行特定组分的组合进而制得具有优异性能的汽车罩用的粉末涂料。该粉末涂料具有优异的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能,大大提高了汽车的长久美观性。
上述技术方案中,各原料的用量配比可以在宽的范围内进行选择,但是为了提高制得的粉末涂料的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能,优选地,所述丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料、稳定剂、颜料和流平剂的用量比为100:20-35:20-35:0.5-1.5:5-10:3-5。
上述技术方案中,所述挤出机的工作条件可以在宽的范围内进行选择,但是为了提高制得的粉末涂料的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能,优选地,所述挤出机的工作条件为:挤出机Ⅰ区的温度为90-105℃,Ⅱ区温度为110-115℃。
上述技术方案中,所述研磨过筛步骤中的工作条件可以在宽的范围内进行选择,但是为了提高制得的粉末涂料的耐冲击性、抗刮擦性和耐老化性能,优选地,所述研磨过筛步骤中的工作条件为:磨粉机的主磨转速45-50Hz,副磨转速20-35Hz,筛网规格为180-200目。
上述技术方案中,所述填料的具体种类可以在宽的范围内选择,但是为了提高制得的粉末涂料的耐冲击性、抗刮擦性,优选地,所述填料由以下方法制得:
将碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠混合后、进行热处理后干燥破碎制得的。
在填料的制备过程中,各原料的具体用量均可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高该填料对粉末涂料性能的提高,优选地,所述碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠的重量比为1:1-5:5-10:0.5-1.5:1.1-2.1:3-5。
上述技术方案中,所述热处理的条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高制得填料的效率以及提高制得的粉末的耐候性,优选地,所述热处理的条件为:温度为150-180℃,时间为2-4h。
上述技术方案中,所述颜料、流平剂、稳定剂的具体种类均可以在宽的范围内选择,但是为了提高制得的粉末涂料的耐冲击性、抗刮擦性,优选地所述颜料为钛白粉,所述稳定剂为甘脲、二苯甲酮和苯并三唑类化合物中的一种或多种;
所述流平剂为环氧乙烷、二丙酮醇和环氧丙烷中的一种或多种。
本发明中还提供了一种由上述制备方法制得的高耐候性汽车罩用粉末涂料。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
制备例1
将碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠按照1:1:5:0.5:1:3的重量比混合后、在150℃热处理间为4h后干燥破碎制得填料,记为W1。
制备例2
将碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠按照1:3:8:1:1.5:4的重量比混合后、在160℃热处理间为3h后干燥破碎制得填料,记为W2。
制备例3
将碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠按照1:5:10:1.5:2.1:5的重量比混合后、在180℃热处理间为2h后干燥破碎制得制得填料,记为W3。
制备例4
按照制备例1的方法制得填料,记为W4,不同的是将碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠按照1:1:5:0.5:1:3的重量比混合后直接干燥破碎制得填料。
制备例5
按照制备例1的方法制得填料,记为W5,不同的是原料中未加入碳黑。
制备例6
按照制备例1的方法制得填料,记为W6,不同的是原料中未加入硅藻土。
制备例7
按照制备例1的方法制得填料,记为W7,不同的是原料中未加入古马隆树脂。
制备例8
按照制备例1的方法制得填料,记为W8,不同的是原料中未加入海藻酸钠。
实施例1
先将丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料W1、甘脲、颜料和环氧乙烷预混5-10min后进行搅拌得到混合物M1,将所述混合物M1熔融挤出(挤出机的工作条件为:挤出机Ⅰ区的温度为100℃,Ⅱ区温度为110℃)、压片制得片料,将所述片料进行研磨过筛制(磨粉机的主磨转速45Hz,副磨转速20Hz,筛网规格为180目)得所述高耐候性汽车罩用粉末涂料,记作A1;
所述丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料W1、甘脲、颜料和环氧乙烷的用量比为100:20:20:0.5:5:3。
实施例2
先将丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料W2、二苯甲酮、颜料和二丙酮醇预混5-10min后进行搅拌得到混合物M1,将所述混合物M1熔融挤出(挤出机的工作条件为:挤出机Ⅰ区的温度为105℃,Ⅱ区温度为110℃)、压片制得片料,将所述片料进行研磨过筛制(磨粉机的主磨转速50Hz,副磨转速35Hz,筛网规格为200目)得所述高耐候性汽车罩用粉末涂料,记作A2;
所述丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料W2、二苯甲酮、颜料和二丙酮醇的用量比为100:30:30:1:8:4。
实施例3
先将丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料W3、苯并三唑、颜料和环氧丙烷预混5-10min后进行搅拌得到混合物M1,将所述混合物M1熔融挤出(挤出机的工作条件为:挤出机Ⅰ区的温度为105℃,Ⅱ区温度为115℃)、压片制得片料,将所述片料进行研磨过筛制(磨粉机的主磨转速50Hz,副磨转速35Hz,筛网规格为200目)得所述高耐候性汽车罩用粉末涂料,记作A3;
所述TGIC固化树脂、丙烯酸树脂、填料W3、苯并三唑、颜料和环氧丙烷的用量比为100:35:35:1.5:10:5。
实施例4
按照实施例1的方法制得高耐候性汽车罩用粉末涂料A4,不同的是,使用填料W4代替W1。
实施例5
按照实施例1的方法制得高耐候性汽车罩用粉末涂料A5,不同的是,使用填料W5代替W1。
实施例6
按照实施例1的方法制得高耐候性汽车罩用粉末涂料A6,不同的是,使用填料W6代替W1。
实施例7
按照实施例1的方法制得高耐候性汽车罩用粉末涂料A7,不同的是,使用填料W7代替W1。
实施例8
按照实施例1的方法制得高耐候性汽车罩用粉末涂料A8,不同的是,使用填料W8代替W1。
对比例1
按照实施例1的方法制得高耐候性汽车罩用粉末涂料D1,不同的是,
未加入填料W1。
检测例1
按照国标GB/T 1732(或ISO6272)的规定对制得的粉末涂料A1-A8和D1进行耐冲击性测试:
将制得的粉末涂料A1-A8和D1-D2分别在160℃下进行固化15min后得到涂层厚度为50-80μm的高耐候性粉末涂料。接着,使用QCJ型冲击试验器进行试验,采用1/2的冲头,将调好后的重锤提高至滑筒50cm或100cm高度。将试件涂膜(粉末涂料的涂层厚度50-80μm)朝上,平放在铁砧上,试件每个受冲击点相距不小于15mm。按压控制钮,重锤自由落于冲头上,提起重锤取出试件,记录重锤落于试件上的高度,同一试件进行三次不同位置的冲击。将受三次冲击试验的试件,用4-10倍放大镜观察,判断涂膜有无开裂和脱落等现象;具体结果见表1。
表1
耐冲击性/50cm.Kg 耐冲击性/100cm.Kg
A1 无裂痕,涂层无剥离 无裂痕,涂层无剥离
A2 无裂痕,涂层无剥离 无裂痕,涂层无剥离
A3 无裂痕,涂层无剥离 无裂痕,涂层无剥离
A4 有裂痕,涂层无剥离 较大裂痕,涂层无剥离
A5 无裂痕,涂层无剥离 细小裂痕,涂层无剥离
A6 无裂痕,涂层无剥离 细小裂痕,涂层无剥离
A7 细小裂痕,涂层无剥离 较大裂痕,涂层剥离
A8 细小裂痕,涂层无剥离 较大裂痕,涂层剥离
D1 较大裂痕,涂层剥离 较大裂痕,涂层剥离
根据表1的检测结果可知,本申请提供的高耐候性粉末涂料能够在160℃下即可良好实现固化,同时固化得到的涂层还具有优异的耐冲击性能,即使在100cm.Kg的耐冲击测试条件下依旧能够保证涂层完好、未出现开裂。
检测例2
按GB/T 1865(或ISO11341)中有关规定对制得的高耐候性粉末涂料A1-A8和D1的耐候性进行测试:按照检测例1中的方法制得涂层厚度为50-80μm的粉末涂料涂层,并测试涂膜光泽度;接着分别记录、计算出用氙灯照射涂层经480h、1500h后的粉末涂料涂层的保光率(%);具体结果见表2。
其中,保光率=(试验后测试涂膜光泽度/试验前测试涂膜光泽度)X100%。
表2
480h/保光率 1500h/保光率
A1 86% 65%
A2 87% 66%
A3 86% 65%
A4 75% 60%
A5 78% 53%
A6 55% 43%
A7 51% 40%
A8 50% 42%
D1 42% 30%
根据表2的测试结果可知,本发明提供的高耐候性粉末涂料A1-A3的保光率是非常高的,在经过氙灯照射涂层经480h后保光率均在85%以上,最高可达87%;另外,在经过1500h氙灯照射后涂层的保光率仍旧能达到60%以上。此外,通过与A1-A8与D1的涂层的保光率进行对比,得出本发明请的制备方法能够得到较高的粉末涂料的保光率。此外,A1-A3粉末涂料制得的涂层在300℃下烘烤60min后,涂层完好且保光率仍然保持在50%左右,同样说明本发明提供的高耐候性粉末涂料具有优异的耐高温、耐老化性能。
检测例3
按照国标GB/T 6739(或ISO 15184)中规定对制得的A1-A8和D1的粉末涂层的铅笔硬度进行测试:测试用铅笔要露出柱形笔芯5mm-6mm(切不可松动或削伤铅芯),笔芯端面为平整,边缘锐利(边缘不得有破碎或缺口)。检查试件是否固定好,铅笔的笔芯长度、端面应符合上述条件,否则用铅笔刀和400号砂纸重新修理,并装好铅笔,使铅笔端刚好接触涂膜表面,推动小车(750g±10g),使铅笔端与涂膜接触,以0.5mm/s左右速度移动。试件与铅笔端反向移30mm划痕。依上述方法,在试件表面不同位置划出五道痕,划好后取出试样。按上述步骤,从最硬的6H铅笔开始测试,并相继换上低一级的铅笔,直到找出五道痕中只有一次犁伤涂膜的铅笔,以其下一级铅笔硬度作为所测涂膜的铅笔硬度;同时,目测涂层的锤纹清晰度。具体结果见表3
表3
铅笔硬度
A1 3H
A2 4H
A3 4H
A4 <2H
A5 <2H
A6 <2H
A7 <2H
A8 <2H
D1 <2H
以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种高耐候性汽车罩用粉末涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
先将丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料、稳定剂、颜料和流平剂预混5-10min后进行搅拌得到混合物M1,将所述混合物M1熔融挤出、压片制得片料,将所述片料进行研磨过筛制得所述高耐候性粉末涂料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述丙烯酸树脂、TGIC固化树脂、填料、稳定剂、颜料和流平剂的用量比为100:20-35:20-35:0.5-1.5:5-10:3-5。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述融入挤出步骤中挤出机的工作条件为:挤出机Ⅰ区的温度为90-105℃,Ⅱ区温度为110-115℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述研磨过筛步骤中的工作条件为:磨粉机的主磨转速45-50Hz,副磨转速20-35Hz,筛网规格为180-200目。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法,其中,所述填料由以下方法制得:
将碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠混合后、进行热处理后干燥破碎制得的。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述碳黑、氧化铝、硅藻土、聚乙烯醇缩丁醛、古马隆树脂和海藻酸钠的重量比为1:1-5:5-10:0.5-1.5:1.1-2.1:3-5。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述热处理的条件为:温度为150-180℃,时间为2-4h。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法,其中,所述稳定剂为甘脲、二苯甲酮和苯并三唑中的一种或多种。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法,其中,所述流平剂为环氧乙烷、二丙酮醇和环氧丙烷中的一种或多种。
10.一种由权利要求1-9所述制备方法制得的高耐候性汽车罩用粉末涂料。
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