CN108300184A - 一种透气型粉末涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透气型粉末涂料及制备方法，所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：低酸值聚酯树脂，55‑65份；TGIC固化剂，2.8‑3.4份；钛白粉，14‑16份；炭黑，0.12‑0.16份；铁红，0.04‑0.06份；铁黄，0.14‑0.18份；流平剂，0.9‑1.1份；消泡剂，0.3‑0.5份；润湿剂，0.5‑0.7份；填料，15‑28份。先将各个组分的原料按比例进行混合，得到涂料混合物；再将涂料混合物送入双螺杆挤出机进行挤料，得到涂料液；然后将涂料液冷却，并进行压片处理，得到涂料压片；最好将涂料压片粉碎和筛选后，得到粉末涂料产品。本发明具有能够提高粉末涂料涂层的透气性能和延长涂层的使用寿命的特点。

Description

一种透气型粉末涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种透气型粉末涂料，特别是一种透气型粉末涂料及制备方法。
背景技术
透气型粉末涂料一般由树脂、填料及脱气剂等组成的粉末涂料，但是现有透气型粉末涂料喷涂完成后形成的涂料膜层的通透性较差，长时间使用后粉末涂层的基体内部还会吸附少量的水分，使得粉末涂层易发生脱落，使用寿命较短。因此，现有的技术存在着粉末涂料涂层的透气性能较差以及使用寿命较短的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种透气型粉末涂料及制备方法。本发明具有能够提高粉末涂料涂层的透气性能和延长涂层的使用寿命的特点。
本发明的技术方案：一种透气型粉末涂料,所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：
低酸值聚酯树脂，55-65份；TGIC固化剂，2.8-3.4份；钛白粉，14-16份；炭黑，0.12-0.16份；铁红，0.04-0.06份；铁黄，0.14-0.18份；流平剂，0.9-1.1份；消泡剂，0.3-0.5份；润湿剂，0.5-0.7份；填料，15-28份；
所述的流平剂由以下质量份的原料组成：甲基丙烯酸乙酯，30.2-35.5份；丙烯酸异辛酯，21.2-29.5份；丙烯酸乙酯，18.8-25.1份；二甲苯溶剂，10-15份；单分散胶体微球，8-10份；偶氮二异丁腈,0.2-0.4份；纳米金属氧化物，0.6-1.2份。
前述的一种透气型粉末涂料中，所述的流平剂的具体制备方法为：先将投料量90％的甲基丙烯酸乙酯、投料量50％的丙烯酸异辛酯和投料量60％的二甲苯溶剂置于反应器中，搅拌混合后得到A品，搅拌时控制反应器温度在110-120℃，搅拌时间为10-15分钟；
在110-120℃的温度下，将剩余10％的甲基丙烯酸乙酯、剩余50％的丙烯酸异辛酯、全部的丙烯酸乙酯和全部的偶氮二异丁腈加入至反应器中与A品混合反应，恒温反应4-5小时，然后升温至130-140℃，继续恒温反应1-2小时，得到B品；
然后以2.2-3.4℃/s的线性降温速度降温将反应器温度至65-75℃，在反应器中加入铱催化剂，搅拌均匀，静置20-30分钟后，在反应器中加入单分散胶体微球和纳米金属氧化物与B品混合反应，恒温搅拌，得到C品；最后将剩余的40％的二甲苯溶剂加入反应器中与C品反应，搅拌反应40-50分钟，得到D品；
然后将反应器的温度自然冷却至30-40℃，过滤、出料，得到流平剂成品。
前述的一种透气型粉末涂料中，所述的低酸值聚酯树脂由以下质量份的原料组成：对苯二甲酸，31.2-34.5份；己二酸，17.1-25.6份；新戊二醇，18.7-21.1份；三羟甲基丙烷，23.3-28.9份；二月桂酸二丁基锡，0.02-0.03份；三乙烯二胺，0.045-0.07份。
前述的一种透气型粉末涂料中，所述的低酸值聚酯树脂具体制备方法：在反应器内放入二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷；在二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺的混合催化作用下，通过氮气保护，将对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷直接熔融进行酯化聚酯反应，得到低酸值聚酯树脂；所述的酯化聚酯反应分为4个阶段：第一阶段，将反应器的温度以5-6℃/s的线性升温速度从室温升至140-160℃，然后保温反应2-3小时；第二阶段，将反应器的温度以1-2℃/s的线性升温速度将温度从140-160℃升至170-190℃，然后保温反应5-6小时；第三阶段，将反应器的温度先以4-5℃/s的线性降温速度将温度从170-190℃降温至70-80℃，然后将反应器的温度自然冷却至室温，从反应器中取出物料，得到低酸值聚酯树脂的成品。
前述的一种透气型粉末涂料的制备方法中，包括以下步骤：
第一步,将各个组分的原料按比例进行混合，得到涂料混合物；
第二步，将涂料混合物送入双螺杆挤出机进行挤料，得到涂料液；所述双螺杆挤出机的Ⅰ区温度控制在98-101℃，双螺杆挤出机的Ⅱ区温度控制在99-105℃，双螺杆挤出机的转速控制在48-52HZ；
第三步，将涂料液冷却，并进行压片处理，得到涂料压片；控制涂料压片的厚度在1-2mm；
第四步，将涂料压片粉碎和筛选后，得到粉末涂料产品；所述的粉末涂料的粒径为39-43μm。
前述的一种透气型粉末涂料的制备方法中，所述步骤一中各组分的具体混合方式为：按比例将低酸值树脂、TGIC固化剂、钛白粉和填料置于高速混合机中混合，混合时的温度控制在90-100℃，混合时间为2-3分钟；然后以2.2-2.8℃/s的线性降温速度将温度降至55-65℃，降温完成后，在高速混合机中继续加入流平剂、消泡剂和润湿剂进行混合，混合1-2分钟，随后将铁红、铁黄和炭黑加入至高速混合机中继续混合3-4分钟，使得各个组分混合均匀；自然冷却至室温，得到涂料混合物。
前述的一种透气型粉末涂料的喷涂工艺中，使用喷枪将粉末涂料喷涂在工件上，形成涂料膜层；所述的涂料膜层的厚度为65-75μm；所述喷枪的静电高压控制在58-62kV,喷枪电流为11-13μA。
前述的一种透气型粉末涂料的喷涂工艺中，所述的喷枪与工件之间的喷涂角度为85-88度。
前述的一种透气型粉末涂料的喷涂工艺中，所述涂料膜层的胶化温度为190-210℃，胶化时间为330-360s。
与现有技术相比，本发明通过甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、二甲苯溶剂、单分散胶体微球、偶氮二异丁腈、纳米金属氧化物构成流平剂，单分散胶体微球和纳米金属氧化物在高温喷涂的过程中会在涂层表面形成一层防护膜，提高粉末涂料涂层的防护强度，还能起到一定的防水功能，保证涂层内部的干燥，降低涂层的脱落概率，延长使用寿命；同时，纳米金属氧化物还能够提高涂层的透气性能。本发明采用低酸值聚酯树脂来取代传统的聚酯树脂，可以减少TGIC固化剂的使用量，既可以降低生产的成本，还能够减少粉末涂料的污染。而且，通过具体限定透气型粉末涂料的各个组分的配比，能够有效的改善粉末涂料的透气性能，提高粉末涂料涂层的防水性能，延长使用寿命。综上所述，本发明具有能够提高粉末涂料涂层的透气性能和延长涂层的使用寿命的特点。
同时采用本发明所具体限定的低酸值聚酯树脂的制作方法和低酸值聚酯树脂的各个组分的配比，可以有效的降低聚酯树脂的酸值(能够比常规的制作低酸值聚酯树脂的工艺降低10-15％的酸值)，还能够有效的缩短聚酯树脂的生产时间，提高低酸值聚酯树脂的质量。
对于涂料的喷涂工艺，通过严格控制喷枪的静电高压、电流以及喷涂的角度，还通过控制涂料膜层的厚度，从而可以有效的改善涂层表面皱纹纹理的均匀性和稳定性，还能够提高涂料喷涂的效率。
具体实施方式
下面结合和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种透气型粉末涂料，所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：
低酸值聚酯树脂，55-65份；TGIC固化剂，2.8-3.4份；钛白粉，14-16份；炭黑，0.12-0.16份；铁红，0.04-0.06份；铁黄，0.14-0.18份；流平剂，0.9-1.1份；消泡剂，0.3-0.5份；润湿剂，0.5-0.7份；填料，15-28份；
所述的流平剂由以下质量份的原料组成：甲基丙烯酸乙酯，30.2-35.5份；丙烯酸异辛酯，21.2-29.5份；丙烯酸乙酯，18.8-25.1份；二甲苯溶剂，10-15份；单分散胶体微球，8-10份；偶氮二异丁腈,0.2-0.4份；纳米金属氧化物，0.6-1.2份。
所述的流平剂的具体制备方法为：先将投料量90％的甲基丙烯酸乙酯、投料量50％的丙烯酸异辛酯和投料量60％的二甲苯溶剂置于反应器中，搅拌混合后得到A品，搅拌时控制反应器温度在110-120℃，搅拌时间为10-15分钟；
在110-120℃的温度下，将剩余10％的甲基丙烯酸乙酯、剩余50％的丙烯酸异辛酯、全部的丙烯酸乙酯和全部的偶氮二异丁腈加入至反应器中与A品混合反应，恒温反应4-5小时，然后升温至130-140℃，继续恒温反应1-2小时，得到B品；
然后以2.2-3.4℃/s的线性降温速度降温将反应器温度至65-75℃，在反应器中加入铱催化剂，搅拌均匀，静置20-30分钟后，在反应器中加入单分散胶体微球和纳米金属氧化物与B品混合反应，恒温搅拌，得到C品；最后将剩余的40％的二甲苯溶剂加入反应器中与C品反应，搅拌反应40-50分钟，得到D品；
然后将反应器的温度自然冷却至30-40℃，过滤、出料，得到流平剂成品。
所述的低酸值聚酯树脂由以下质量份的原料组成：对苯二甲酸，31.2-34.5份；己二酸，17.1-25.6份；新戊二醇，18.7-21.1份；三羟甲基丙烷，23.3-28.9份；二月桂酸二丁基锡，0.02-0.03份；三乙烯二胺，0.045-0.07份。
所述的低酸值聚酯树脂具体制备方法：在反应器内放入二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷；在二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺的混合催化作用下，通过氮气保护，将对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷直接熔融进行酯化聚酯反应，得到低酸值聚酯树脂；所述的酯化聚酯反应分为4个阶段：第一阶段，将反应器的温度以5-6℃/s的线性升温速度从室温升至140-160℃，然后保温反应2-3小时；第二阶段，将反应器的温度以1-2℃/s的线性升温速度将温度从140-160℃升至170-190℃，然后保温反应5-6小时；第三阶段，将反应器的温度先以4-5℃/s的线性降温速度将温度从170-190℃降温至70-80℃，然后将反应器的温度自然冷却至室温，从反应器中取出物料，得到低酸值聚酯树脂的成品。
一种透气型粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
第一步,将各个组分的原料按比例进行混合，得到涂料混合物；
第二步，将涂料混合物送入双螺杆挤出机进行挤料，得到涂料液；所述双螺杆挤出机的Ⅰ区温度控制在98-101℃，双螺杆挤出机的Ⅱ区温度控制在99-105℃，双螺杆挤出机的转速控制在48-52HZ；
第三步，将涂料液冷却，并进行压片处理，得到涂料压片；控制涂料压片的厚度在1-2mm；
第四步，将涂料压片粉碎和筛选后，得到粉末涂料产品；所述的粉末涂料的粒径为39-43μm。
所述步骤一中各组分的具体混合方式为：按比例将低酸值树脂、TGIC固化剂、钛白粉和填料置于高速混合机中混合，混合时的温度控制在90-100℃，混合时间为2-3分钟；然后以2.2-2.8℃/s的线性降温速度将温度降至55-65℃，降温完成后，在高速混合机中继续加入流平剂、消泡剂和润湿剂进行混合，混合1-2分钟，随后将铁红、铁黄和炭黑加入至高速混合机中继续混合3-4分钟，使得各个组分混合均匀；自然冷却至室温，得到涂料混合物。
一种透气型粉末涂料的喷涂工艺，使用喷枪将粉末涂料喷涂在工件上，形成涂料膜层；所述的涂料膜层的厚度为65-75μm；所述喷枪的静电高压控制在58-62kV,喷枪电流为11-13μA。所述的喷枪与工件之间的喷涂角度为85-88度。所述涂料膜层的胶化温度为190-210℃，胶化时间为330-360s。
所述的低酸值聚酯树脂的酸值为18-22mgKOH/g。
所述的纳米金属氧化物可以为纳米钛氧化物、纳米铂氧化物、纳米钯氧化物等。
所述的双螺杆挤出机I区指的是双螺杆挤出机内靠近进料口一侧的螺杆所在的腔体，双螺杆挤出机Ⅱ区指的是双螺杆挤出机内另一根螺杆所在的腔体。
所述的单分散胶体微球包括纳米聚苯乙烯、纳米聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)和纳米聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)胶体微球，三者比例为1.3：1.5：2.3。
所述单分散胶体微球的平均粒径为130-200nm。
所述单分散胶体微球的单分散指数小于0.08。
实施例2，一种透气型粉末涂料，所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：
低酸值聚酯树脂，55份；TGIC固化剂，2.8份；钛白粉，14份；炭黑，0.12份；铁红，0.04份；铁黄，0.14份；流平剂，0.9份；消泡剂，0.3份；润湿剂，0.5份；填料，15份；
所述的流平剂由以下质量份的原料组成：甲基丙烯酸乙酯，30.2份；丙烯酸异辛酯，21.2份；丙烯酸乙酯，18.8份；二甲苯溶剂，10份；单分散胶体微球，8份；偶氮二异丁腈,0.2份；纳米金属氧化物，0.6份。
所述的低酸值聚酯树脂由以下质量份的原料组成：对苯二甲酸，31.2份；己二酸，17.1份；新戊二醇，18.7份；三羟甲基丙烷，23.3份；二月桂酸二丁基锡，0.02份；三乙烯二胺，0.045份。
实施例3，一种透气型粉末涂料，所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：
低酸值聚酯树脂，60份；TGIC固化剂，3.2份；钛白粉，15份；炭黑，0.14份；铁红，0.05份；铁黄，0.16份；流平剂，1份；消泡剂，0.4份；润湿剂，0.6份；填料，22份；
所述的流平剂由以下质量份的原料组成：甲基丙烯酸乙酯，33份；丙烯酸异辛酯，25.5份；丙烯酸乙酯，22份；二甲苯溶剂，13份；单分散胶体微球，9份；偶氮二异丁腈,0.3份；纳米金属氧化物，0.9份。
所述的低酸值聚酯树脂由以下质量份的原料组成：对苯二甲酸，32.6份；己二酸，20.5份；新戊二醇，19.5份；三羟甲基丙烷，25.9份；二月桂酸二丁基锡，0.025份；三乙烯二胺，0.05份。
实施例4，一种透气型粉末涂料，所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：
低酸值聚酯树脂，65份；TGIC固化剂，3.4份；钛白粉，16份；炭黑，0.16份；铁红，0.06份；铁黄，0.18份；流平剂，1.1份；消泡剂，0.5份；润湿剂，0.7份；填料，28份；
所述的流平剂由以下质量份的原料组成：甲基丙烯酸乙酯，35.5份；丙烯酸异辛酯，29.5份；丙烯酸乙酯，25.1份；二甲苯溶剂，15份；单分散胶体微球，10份；偶氮二异丁腈,0.4份；纳米金属氧化物，1.2份。
所述的低酸值聚酯树脂由以下质量份的原料组成：对苯二甲酸，34.5份；己二酸，25.6份；新戊二醇，21.1份；三羟甲基丙烷，28.9份；二月桂酸二丁基锡，0.03份；三乙烯二胺，0.07份。

Claims (9)

1.一种透气型粉末涂料，其特征在于，所述的粉末涂料由以下质量份的原料组成：
低酸值聚酯树脂，55-65份；TGIC固化剂，2.8-3.4份；钛白粉，14-16份；炭黑，0.12-0.16份；铁红，0.04-0.06份；铁黄，0.14-0.18份；流平剂，0.9-1.1份；消泡剂，0.3-0.5份；润湿剂，0.5-0.7份；填料，15-28份；
所述的流平剂由以下质量份的原料组成：甲基丙烯酸乙酯，30.2-35.5份；丙烯酸异辛酯，21.2-29.5份；丙烯酸乙酯，18.8-25.1份；二甲苯溶剂，10-15份；单分散胶体微球，8-10份；偶氮二异丁腈,0.2-0.4份；纳米金属氧化物，0.6-1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种透气型粉末涂料，其特征在于，所述的流平剂的具体制备方法为：先将投料量90％的甲基丙烯酸乙酯、投料量50％的丙烯酸异辛酯和投料量60％的二甲苯溶剂置于反应器中，搅拌混合后得到A品，搅拌时控制反应器温度在110-120℃，搅拌时间为10-15分钟；
在110-120℃的温度下，将剩余10％的甲基丙烯酸乙酯、剩余50％的丙烯酸异辛酯、全部的丙烯酸乙酯和全部的偶氮二异丁腈加入至反应器中与A品混合反应，恒温反应4-5小时，然后升温至130-140℃，继续恒温反应1-2小时，得到B品；
然后以2.2-3.4℃/s的线性降温速度降温将反应器温度至65-75℃，在反应器中加入铱催化剂，搅拌均匀，静置20-30分钟后，在反应器中加入单分散胶体微球和纳米金属氧化物与B品混合反应，恒温搅拌，得到C品；最后将剩余的40％的二甲苯溶剂加入反应器中与C品反应，搅拌反应40-50分钟，得到D品；
然后将反应器的温度自然冷却至30-40℃，过滤、出料，得到流平剂成品。
3.根据权利要求1所述的一种透气型粉末涂料，其特征在于，所述的低酸值聚酯树脂由以下质量份的原料组成：对苯二甲酸，31.2-34.5份；己二酸，17.1-25.6份；新戊二醇，18.7-21.1份；三羟甲基丙烷，23.3-28.9份；二月桂酸二丁基锡，0.02-0.03份；三乙烯二胺，0.045-0.07份。
4.根据权利要求3所述的一种透气型粉末涂料，其特征在于，所述的低酸值聚酯树脂具体制备方法：在反应器内放入二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷；在二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺的混合催化作用下，通过氮气保护，将对苯二甲酸、己二酸、新戊二醇和三羟甲基丙烷直接熔融进行酯化聚酯反应，得到低酸值聚酯树脂；所述的酯化聚酯反应分为4个阶段：第一阶段，将反应器的温度以5-6℃/s的线性升温速度从室温升至140-160℃，然后保温反应2-3小时；第二阶段，将反应器的温度以1-2℃/s的线性升温速度将温度从140-160℃升至170-190℃，然后保温反应5-6小时；第三阶段，将反应器的温度先以4-5℃/s的线性降温速度将温度从170-190℃降温至70-80℃，然后将反应器的温度自然冷却至室温，从反应器中取出物料，得到低酸值聚酯树脂的成品。
5.根据权利要求1所述的一种透气型粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步,将各个组分的原料按比例进行混合，得到涂料混合物；
第二步，将涂料混合物送入双螺杆挤出机进行挤料，得到涂料液；所述双螺杆挤出机的Ⅰ区温度控制在98-101℃，双螺杆挤出机的Ⅱ区温度控制在99-105℃，双螺杆挤出机的转速控制在48-52HZ；
第三步，将涂料液冷却，并进行压片处理，得到涂料压片；控制涂料压片的厚度在1-2mm；
第四步，将涂料压片粉碎和筛选后，得到粉末涂料产品；所述的粉末涂料的粒径为39-43μm。
6.根据权利要求5所述的一种透气型粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中各组分的具体混合方式为：按比例将低酸值树脂、TGIC固化剂、钛白粉和填料置于高速混合机中混合，混合时的温度控制在90-100℃，混合时间为2-3分钟；然后以2.2-2.8℃/s的线性降温速度将温度降至55-65℃，降温完成后，在高速混合机中继续加入流平剂、消泡剂和润湿剂进行混合，混合1-2分钟，随后将铁红、铁黄和炭黑加入至高速混合机中继续混合3-4分钟，使得各个组分混合均匀；自然冷却至室温，得到涂料混合物。
7.根据权利要求1所述的一种透气型粉末涂料的喷涂工艺，其特征在于：使用喷枪将粉末涂料喷涂在工件上，形成涂料膜层；所述的涂料膜层的厚度为65-75μm；所述喷枪的静电高压控制在58-62kV,喷枪电流为11-13μA。
8.根据权利要求7所述的一种透气型粉末涂料的喷涂工艺，其特征在于：所述的喷枪与工件之间的喷涂角度为85-88度。
9.根据权利要求7所述的一种透气型粉末涂料的喷涂工艺，其特征在于：所述涂料膜层的胶化温度为190-210℃，胶化时间为330-360s。
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