CN108997902A - 一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料及其制备方法，它是以聚硅氧烷聚酯与功能性树脂为基体，复配以固化剂、颜填料、助剂、溶剂等材料加工而成的单组分烘干漆。涂层具有优异的耐高温、高硬度、不粘污、不浸润、脱模性、机械加工性等多项特性，颠覆了传统的喷涂工艺，改为卷材辊涂工艺；一是保留了传统有机硅涂料耐高温、不粘性、脱模性等功能；二是解决了耐高温涂料普遍不能进行后机械加工成型的难题；三是高固体份大大降低了VOC的排放；四是大大降低了涂料固化过程中热能的消耗，节能减排。产品主要应用于基板铁、镀铬铁、马口铁等金属制造的各种形状食品烤盘、燃气具、锅煲类厨具、发热盘等部件表面的涂层保护。

Description

一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料化工领域，涉及一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料及其制备方法。
背景技术
耐高温涂料是特种涂料分类中的一种特殊功能涂料，对其涂层的基本要求，除能够保护基材免受外部环境腐蚀外，更重要的是能够满足终端物品在高温的环境下使用，部分耐高温涂层还需具备不粘性及脱模效果。目前我国耐高温不粘涂料绝大多数采用的是有机硅涂层、含氟涂层以及纳米陶瓷涂层等，这些涂层虽然有较好的耐温及不粘效果，但是所有的涂层脆性都极大，必须采用先成型后喷涂再烘干的模式进行。而喷涂过程中，有大量的VOC排放，而且涂料浪费较大；在烘烤方式上，上述喷涂涂料，都必须在较高温度较长时间的烘烤条件下才能完全固化(一般280℃下烘烤20min以上)，需要消耗大量的热能；在政策层面，我国部分地区已经出台相关文件，明确限制了油性涂料的使用。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料及其制备方法，以聚硅氧烷聚酯与功能性树脂为基体，复配以固化剂、颜填料、助剂、溶剂等材料加工而成的单组分烘干型涂料产品，其涂层具有优异的耐高温、高硬度、不粘污、不浸润、脱模性、机械加工性等多项功能，颠覆了传统的喷涂工艺，改为卷材辊涂工艺。一是保留了传统有机硅涂料耐高温、不粘性、脱模性等功能；二是解决了耐高温涂料普遍不能进行后机械加工成型的难题；三是高固体份大大降低了VOC的排放；四是大大降低了涂料固化过程中热能的消耗，节能减排。主要应用于基板铁、镀铬铁、马口铁等金属底材的各种形状烤盘及热交换设备与工件的特殊涂层保护。
本发明的技术方案是这样得以实现的：一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特点是：其包含如下重量百分比的各组分：聚硅氧烷聚酯树脂10～30份、饱和聚酯树脂30～50份、氨基树脂3～10份、催化剂0～1份、流平剂0～3份、防沉剂0～5份、附着力促进剂0～5份、硅油0～6份、耐热树脂3～15份、抗黄变助剂0～5份、抗刮伤蜡粉0～5份、色浆0～10份、混合溶剂3～10份。
进一步的，所述的聚硅氧烷聚酯树脂，其主要技术指标应满足如下条件：羟值：10～110mgkOH/g；玻璃化温度：40～150℃；固体含量(wt)：50～70％；耐热性(300℃/24h)：不粉化，不起泡，不开裂，不脱落。
进一步的，所述的饱和聚酯树脂选择中等分子量在5000～8000g/mol、羟值在20～60mgKOH/g、酸值在3～20mgkOH/g、玻璃化温度为-20～60℃、固体含量在50～70wt％范围内的产品。
进一步的，所述的氨基树脂选用全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、苯代氨基树脂或者丁醚化氨基树脂的一种或几种的组合，根据最终金属制品的硬度、使用温度以及机械加工的需求进行相应的氨基树脂搭配。
进一步的，所述的催化剂选用封闭型对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基奈磺酸、二壬基奈二磺酸的一种或几种组合；所述的流平剂选用丙烯酸酯共聚物、氟改性聚丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一种或几种的组合。
进一步的，所述的防沉剂选用气相二氧化硅或者聚酰胺蜡的一种或两者的组合；所述的附着力促进剂选用环氧磷酸酯、聚酯磷酸酯或者非离子型氨基寡聚体的一种或几种组合。
进一步的，所述的硅油选用氨基改性硅油、醇基改性硅油、酚基改性硅油、琉基改性硅油或者羟基改性硅油的一种或几种组合；所述的耐热树脂选用环氧树脂或者酚醛树脂的一种或者两者的组合。
进一步的，所述的抗黄变助剂选用亚磷酸酯或者硫代酯类抗氧剂；所述的抗刮伤蜡粉选用聚四氟乙烯蜡粉。
进一步的，所述的色浆根据最终金属制品的颜色要求而定，所有的色浆中的色粉必须在制品最高使用温度下不发生变色；所述的混合溶剂选用芳香烃类、酯类、醚类等。
一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料的制备方法，其特点是：具体按以下步骤进行：(1)制备预分散浆：将蜡粉、部分饱和聚酯树脂、防沉剂及部分混合溶剂加入料缸中高速分散使得浆料细度达到15微米以下；(2)依次投入聚硅氧烷聚酯树脂、预分散浆、饱和聚酯树脂、氨基树脂、耐高温树脂和混合溶剂等原料，高速分散20分钟，下搅拌状态下依次投入附着力促进剂、抗黄变助剂、硅油、流平剂、催化剂，然后加入色浆调整颜色和调整粘度，搅拌20分钟至30分钟，用300目以上滤网过滤，包装，即得到耐深冲耐高温不粘附卷材涂料。
本发明的目标产品与常规产品相比较，具有以下技术优势和有益效果：(1)涂料涂布工艺为卷涂，烘烤温度在216～241℃(板温)下，仅仅需要烘烤50s～60s的时间，大大缩短了涂装效率和能耗损失；涂布过程中线速度可达100m/min以上，产能远远超过原有的喷涂线涂布工艺；(2)涂料固体含量可达45～65％、粘度高达200s(25℃，涂-4杯)以上直接上机涂布，大大降低VOC的排放；(3)涂料未经硅油改性前，涂层具有耐温、抗刮伤、高硬度及优异的柔韧性的平衡性能，完全满足耐高温而不需要脱模效果的应用场合；(4)涂料经硅油改性后，涂层保留了高硬度以及柔韧性的平衡性能，而且使涂层具备更好的耐温性、抗刮伤性、不粘性、不浸润、脱模效果，满足各种金属烤盘的应用；(5)成功解决了耐高温性与机械加工性的矛盾，在配方设计上具有独创性；(6)在涂料涂布以及固化过程中大大节约了制造成本，彰显出新产品的技术经济寿命和性价比优势；本发明的技术产品，执行《HG/T3830-2006卷材涂料》行业标准。各项项目指标列于表1所示，新产品应符合或满足表1中的技术要求。
表1预涂耐高温不粘涂料性能指标：
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述，但本发明不限于所给出的例子。
一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其包含如下重量百分比的各组分：聚硅氧烷聚酯树脂10～30份、饱和聚酯树脂30～50份、氨基树脂3～10份、催化剂0～1份、流平剂0～3份、防沉剂0～5份、附着力促进剂0～5份、硅油0～6份、耐热树脂3～15份、抗黄变助剂0～5份、抗刮伤蜡粉0～5份、色浆0～10份、混合溶剂3～10份。
其配方中所述的聚硅氧烷聚酯树脂为外购树脂，其主要性能指标：羟值：10～110mgkOH/g，玻璃化温度：40～150℃，固体含量(wt)：50～70％；耐热性：300℃，24h不粉化，不起泡，不开裂，不脱落，可优选上海朝宇的SKP003。
其配方中所述的饱和聚酯选用的是外购中分子量饱和聚酯树脂，其分子量在8000g/mol以下，羟值：20～60mgkOH/g，酸值：3～20mgkOH/g，玻璃化温度：-20～60℃，固体含量(wt)：50～70％，所选的饱和聚酯树脂，必须与所述的聚硅氧烷聚酯树脂有良好的相容性，可优选德固赛的Dynapol LH818-05。
其配方中所述的氨基树脂，可以是全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、苯代氨基树脂或者丁醚化氨基树脂的一种或几种的组合，根据最终金属制品的硬度、使用温度以及机械加工的需求进行相应的氨基树脂搭配，可优选美国氰特的cymel303、cymel325、cymel683、cymel1123等树脂。
其配方中所述的催化剂为封闭型对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基奈磺酸、二壬基奈二磺酸的一种或几种组合，可优选美国金氏的N-2500酸催化剂。
其配方中所述的流平剂选用丙烯酸酯共聚物、氟改性聚丙烯酸酯共聚物或聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一种或几种组合，可优选毕克的BYK-310。
其配方中所述的防沉剂选用气相二氧化硅或者聚酰胺蜡的一种或两者的组合。防沉剂主要针对配方中需要针对颜色而必须添加铝银浆或者钛白浆等比重较大的颜料，防止颜料在存储过程中发生沉淀，可优选德固赛R972、日本帝斯巴隆6900-20蜡浆。
其配方中所述的附着力促进剂选用环氧磷酸酯、聚酯磷酸酯或者非离子型氨基寡聚体的一种或几种组合，可优选上海环龙化工HL-508。
其配方中所述的硅油选用氨基改性硅油、醇基改性硅油、酚基改性硅油、琉基改性硅油或者羟基改性硅油的一种或几种组合。根据最终金属制品的耐温性以及脱模要求进行复合搭配，可优选上海环龙化工HL-509。
其配方所述的耐热树脂选用环氧树脂或者酚醛树脂的一种或者两者的组合。所选用的环氧树脂满足同时与聚硅氧烷聚酯树脂和饱和聚酯树脂有良好的相容性，可优选江苏三木SM601-75；所选用的酚醛树脂为耐热、热固性酚醛树脂，可优选无锡鸿翔印铁涂料703酚醛树脂。
其配方所述的抗黄变助剂选用亚磷酸酯或者硫代酯类抗氧剂，可优选亚磷酸三苯酯。
其配方所述的抗刮伤蜡粉选用聚四氟乙烯蜡粉，可优选美国路博润lanco1780。
其配方中所述的色浆根据最终金属制品的颜色要求而定，所有的色浆中的色粉必须在制品最高使用温度下不发生变色，所有的色浆细度必须≤15μm。
其配方中所述的混合溶剂选用芳香烃类、酯类、醚类等溶剂的组合，优选方案是S-150、PMA、BCS、DBE，按2：4：3：1质量比混合配套使用，溶剂添加总量根据粘度和固体含量的要求而定。
以上所采用的各组分性能，应均能满足HG/T 3830-2006中规定的各项技术指标。
实施例1:
涂料制备工艺，具体按以下步骤进行：
(1)制备预分散浆：将蜡粉、部分饱和聚酯树脂、防沉剂及部分混合溶剂加入料缸中高速分散使得浆料细度达到15微米以下；(2)依次投入聚硅氧烷聚酯树脂、预分散浆、饱和聚酯树脂、氨基树脂、耐高温树脂和混合溶剂等原料，高速分散20分钟，下搅拌状态下依次投入附着力促进剂、抗黄变助剂、硅油、流平剂、催化剂，然后加入色浆调整颜色和调整粘度，搅拌20分钟至30分钟，用300目以上滤网过滤，包装，即得到耐深冲耐高温不粘附卷材涂料。
本实施例的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料各组分的配比列于表2中。
实施例2:
同实施例1制备工艺，实例配方列于表2。
实施例3:
同实施例1制备工艺，实例配方列于表2。
实施例4：
同实施例1制备工艺，实例配方列于表2。
表2耐深冲耐高温不粘附卷材涂料各组分的配比(wt％)：
实施例1至例4的制品主要理化性能对比试验检测结果，见表3所示。
表3实施例1～4的制品主要理化性能对比试验检测结果：

Claims (10)

1.一种耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：其包含如下重量百分比的各组分：聚硅氧烷聚酯树脂10～30份、饱和聚酯树脂30～50份、氨基树脂3～10份、催化剂0～1份、流平剂0～3份、防沉剂0～5份、附着力促进剂0～5份、硅油0～6份、耐热树脂3～15份、抗黄变助剂0～5份、抗刮伤蜡粉0～5份、色浆0～10份、混合溶剂3～10份。
2.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的聚硅氧烷聚酯树脂，其主要技术指标应满足如下条件：羟值：10～110mgkOH/g；玻璃化温度：40～150℃；固体含量(wt)：50～70％；耐热性(300℃/24h)：不粉化，不起泡，不开裂，不脱落。
3.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的饱和聚酯树脂选择中等分子量在5000～8000g/mol、羟值在20～60mgKOH/g、酸值在3～20mgkOH/g、玻璃化温度为-20～60℃、固体含量在50～70wt％范围内的产品。
4.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的氨基树脂选用全甲醚化氨基树脂、部分甲醚化氨基树脂、苯代氨基树脂或者丁醚化氨基树脂的一种或几种的组合，根据最终金属制品的硬度、使用温度以及机械加工的需求进行相应的氨基树脂搭配。
5.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的催化剂选用封闭型对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基奈磺酸、二壬基奈二磺酸的一种或几种组合；所述的流平剂选用丙烯酸酯共聚物、氟改性聚丙烯酸酯共聚物、聚醚改性聚硅氧烷聚合物的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的防沉剂选用气相二氧化硅或者聚酰胺蜡的一种或两者的组合；所述的附着力促进剂选用环氧磷酸酯、聚酯磷酸酯或者非离子型氨基寡聚体的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的硅油选用氨基改性硅油、醇基改性硅油、酚基改性硅油、琉基改性硅油或者羟基改性硅油的一种或几种组合；所述的耐热树脂选用环氧树脂或者酚醛树脂的一种或者两者的组合。
8.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的抗黄变助剂选用亚磷酸酯或者硫代酯类抗氧剂；所述的抗刮伤蜡粉选用聚四氟乙烯蜡粉。
9.根据权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料，其特征在于：所述的色浆根据最终金属制品的颜色要求而定，所有的色浆中的色粉必须在制品最高使用温度下不发生变色；所述的混合溶剂选用芳香烃类、酯类、醚类等。
10.一种如权利要求1所述的耐深冲耐高温不粘附卷材涂料的制备方法，其特征在于：具体按以下步骤进行：(1)制备预分散浆：将蜡粉、部分饱和聚酯树脂、防沉剂及部分混合溶剂加入料缸中高速分散使得浆料细度达到15微米以下；(2)依次投入聚硅氧烷聚酯树脂、预分散浆、饱和聚酯树脂、氨基树脂、耐高温树脂和混合溶剂，高速分散20分钟，下搅拌状态下依次投入附着力促进剂、抗黄变助剂、硅油、流平剂、催化剂，然后加入色浆调整颜色和调整粘度，搅拌20分钟至30分钟，用300目以上滤网过滤，包装，即得到耐深冲耐高温不粘附卷材涂料。
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