CN109608998B - 粉末涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
粉末涂料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种粉末涂料,按重量份数计,包括50~60份的饱和型聚酯树脂、8~15份的丙烯酸树脂、4~6份的聚氨酯树脂、1~1.5份的聚氨酯固化剂、1~3份的聚酯固化剂、0.3~0.5份的2‑羟基‑2‑苯基苯乙酮、8~12份的硫酸钡、0.3~0.5份的蜡粉、0.5~1份的碳黑。该粉末涂料利用饱和型聚酯树脂与丙烯酸树脂进行匹配反应,得到一种触感柔和的肌肤触感表面,还通过聚氨酯树脂作为辅助树脂与饱和型聚酯树脂作用,提高了粉末涂料的耐刮擦性能。因此,该粉末涂料具有优良的平滑性,肌肤触感很好,能提高与人体皮肤的贴合度、舒适度和柔和度,及耐刮擦性能佳。本发明还提供了一种上述粉末涂料的制备方法及应用。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种粉末涂料及其制备方法和应用。
背景技术
粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同,它的分散介质不是溶剂和水,而是空气。它具有无溶剂污染,100%成膜,能耗低的特点。随着人们对装饰材料环保意识的不断提高,市场对铝材表面性能的要求也不断在更新,在电梯行业、室内外器械上对涂料涂层提出新的要求,当人体皮肤与工件涂层表面接触时需要涂层提供更好的舒适度和柔和度。为此,开发一款适合人体皮肤接触的粉末涂料有很大的实用价值和广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种粉末涂料,该粉末涂料具有优良的平滑性,肌肤触感很好,能提高与人体皮肤的贴合度、舒适度和柔和度及耐刮擦性能佳。
本发明的目的之二是提供一种上述粉末涂料的制备方法。
本发明的目的之三是提供一种上述粉末涂料在电梯和家具产品中的应用。
为实现上述目的,一种粉末涂料,按重量份数计,包括:
与现有技术相比,本发明的粉末涂料采用饱和型聚酯树脂作为主体树脂,丙烯酸树脂作为辅助树脂,通过饱和型聚酯树脂与丙烯酸树脂进行匹配反应,能够得到一种触感柔和的肌肤触感表面。同时,聚氨酯树脂作为辅助树脂与饱和型聚酯树脂作用,提高了粉末涂料的耐刮擦性能。还通过添加蜡粉来提高涂层在低光或者无光条件下的耐刮擦性能和肌肤触感,且装饰性更强。2-羟基-2-苯基苯乙酮的引入,避免涂膜产生针孔,提高其易清洁。硫酸钡具有优良的耐光性,耐候性和耐酸性,提高粉末涂料的耐光性,耐候性和耐酸性。
较佳地,饱和型聚酯树脂的Tg≥55℃、酸值为28~32mgKOH/g、软化点为100~120℃;丙烯酸树脂的软化点为135~145℃、环氧当量650-750g/mg;聚氨酯树脂的Tg≥55℃,羟值为35~45mgKOH/g。
具体地,饱和型聚酯树脂的Tg可以为55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、90℃;酸值可以为28mgKOH/g、29mgKOH/g、30mgKOH/g、31mgKOH/g、32mgKOH/g;软化点可以为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃。丙烯酸树脂的软化点为135℃、138℃、140℃、142℃、145℃;环氧当量可以为650g/mg、680g/mg、720g/mg、750g/mg。聚氨酯树脂的Tg可以为55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、90℃;羟值为35mgKOH/g、38mgKOH/g、40mgKOH/g、42mgKOH/g、45mgKOH/g。
具体地,饱和型聚酯树脂可以选为50份、53份、56份、60份。优选地,采用温度在160℃时粘度为40~70Pa.s的饱和型聚酯树脂,肌肤触感效果更好。
具体地,丙烯酸树脂可以选为8份、10份、12份、14份、15份。优选地,丙烯酸树脂的固含量>99%。
具体地,聚氨酯树脂可以选为4份、5份、6份。
具体地,聚氨酯固化剂可以选为1份、1.2份、1.4份、1.5份。其中,聚氨酯固化剂可以采用耐候型聚氨酯粉末涂料中的含羟基饱和聚酯的交联剂。具体地,本申请的聚氨酯固化剂采用德固撒的B1530或1400。
具体地,聚酯固化剂可以选为1份、2份、3份。其中,聚酯固化剂可采用羧基聚酯固化剂。具体地,本申请的羧基聚酯固化剂采用常州牛塘化工的TGIC。
具体地,2-羟基-2-苯基苯乙酮可以选为0.3份、0.4份、0.5份。
具体地,硫酸钡可以选为8份、9份、10份、11份、12份。优选地,硫酸钡为重晶石消光硫酸钡。进一步,重晶石消光硫酸钡的粒径平均值为10~12um。
具体地,蜡粉可以选为5份、10份、15份、20份、25份、30份。
具体地,碳黑可以选为0.5份、0.7份、0.9份、1份。
较佳地,本申请的粉末涂料还包括4~8份的端羟基全氟代聚醚树脂,端羟基全氟代聚醚树脂可以选为4份、5份、6份、7份、8份。端羟基全氟代聚醚树脂作为辅助树脂与聚氨酯树脂作用,在聚氨酯树脂结构中引入氟原子,采用全氟聚醚可降低涂料形成的涂层的表面能,提高涂层的防汗性能,避免人手触摸的汗水滞留在涂层上。
较佳地,本申请的粉末涂料还包括3~6份的硅氧烷聚丙烯酸树脂,硅氧烷聚丙烯酸树脂可以选为3份、4份、5份。硅氧烷聚丙烯酸树脂作为辅助树脂可提高成膜性,有效增加涂料的耐刮擦性。
较佳地,本申请的粉末涂料还包括0.1~1份的有机抗菌剂,有机抗菌剂可以选0.1份、0.3份、0.6份、0.9份、1份,有机抗菌剂选自对羟苯甲酸、三氯生、氯己定、磺胺嘧啶和吡啶硫酮锌中的至少一种。通过有机抗菌剂加入,更容易渗透至涂膜中,赋予涂层的抗菌性,在公共场合使用可提高卫生安全性。进一步,在试验中还发现加入硅胶有利于提高抗菌性,具体地,粉末涂料还包括0.1~1份的硅胶,硅胶可以选0.1份、0.3份、0.6份、0.9份、1份。将有机抗菌剂负载于硅胶,容易使有机抗菌剂渗透到涂膜表面,以获得良好的抗菌性。
较佳地,本申请的粉末涂料,按重量份数计,还包括0.1~2份的消泡剂、流平剂和润湿剂中的至少一种,其中,消泡剂选自磷酸三丁酯、苯乙醇油酸酯和苯乙酸月桂醇酯中的至少一种;流平剂选自氟改性丙烯酸流平剂或磷酸酯改性丙烯酸流平剂;润湿剂为三硬脂酸甘油酯。
较佳地,粉末涂料,按重量份数计,还包括0.3~1份聚氯化铝或聚氢氧化铝。聚酯树脂的羧基或羟基与铝离子发生相互作用,由此形成离子交联,粉末颗粒的熔融粘度降低,容易形成具有高平滑性的涂膜。
相应地,本发明还提供了一种粉末涂料的制备方法,包括:
(1)将配方量的饱和型聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯固化剂、聚酯固化剂、2-羟基-2-苯基苯乙酮、硫酸钡、蜡粉和碳黑投入反应容器中进行预混,得到混合料;
(2)将混合料采用挤出机在90℃~100℃的温度下挤出,经冷却粉碎后得到片料;
(3)将片料进行粉磨,对片料进行粉磨的过程中添加0.2%氧化铝,经筛网筛选后得到粉末涂料。
在步骤(3)中,添加0.2%氧化铝能够防止结团。
本发明还提供了一种上述粉末涂料在电梯和家具产品中的应用。将该粉末涂料应用在电梯旋转门扶手和户内外家具器械产品上时会让粉末涂膜与人体皮肤的贴合度、舒适度、柔和度更加紧密,使人在触摸的过程中感到舒适。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案,但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
采用上述原料制备粉末涂料的方法,包括:
(1)将配方量的饱和型聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯固化剂、聚酯固化剂、2-羟基-2-苯基苯乙酮、重晶石消光硫酸钡、蜡粉和碳黑投入高速搅拌机中进行预混,搅拌机的转速为1200转/min,得到混合料;
(2)将混合料采用挤出机在90℃~100℃的温度下于熔融段挤出,螺杆频率为45HZ,经冷却粉碎后得到片料;
(3)采用立磨机对片料进行立磨,立磨机的主磨频率设置为50HZ,副磨频率设置为35HZ,同时在立磨过程中添加0.2%氧化铝来防止结团,然后经180目筛网筛选后得到粉末涂料。
实施例2
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为65℃、酸值为32mgKOH/g、软化点为110℃;丙烯酸树脂的软化点为145℃、环氧当量750g/mg;聚氨酯树脂的Tg为67℃,羟值为40mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例3
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为60℃、酸值为29mgKOH/g、软化点为100℃;丙烯酸树脂的软化点为140℃、环氧当量700g/mg;聚氨酯树脂的Tg为76℃,羟值为45mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例4
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例5
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例6
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例7
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例8
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例9
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该实施例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
实施例10
本实施例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
采用上述原料制备粉末涂料的方法,包括:
(1)将配方量的饱和型聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯固化剂、聚酯固化剂、端羟基全氟代聚醚树脂、硅氧烷聚丙烯酸树脂、磺胺嘧啶、2-羟基-2-苯基苯乙酮、硅胶、氟改性丙烯酸流平剂、苯乙酸月桂醇酯、重晶石消光硫酸钡、三硬脂酸甘油酯、蜡粉和碳黑投入高速搅拌机中进行预混,搅拌机的转速为1200转/min,得到混合料;
(2)将混合料采用挤出机在90℃~100℃的温度下于熔融段挤出,螺杆频率为45HZ,经冷却粉碎后得到片料;
(3)采用立磨机对片料进行立磨,立磨机的主磨频率设置为50HZ,副磨频率设置为35HZ,同时在立磨过程中添加0.2%氧化铝来防止结团,然后经180目筛网筛选后得到粉末涂料。
对比例1
本对比例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该对比例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
对比例2
本对比例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该对比例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
对比例3
本对比例的粉末涂料,按重量份数计,包括:
其中,饱和型聚酯树脂的Tg为58℃、酸值为28mgKOH/g、软化点为120℃;丙烯酸树脂的软化点为135℃、环氧当量650g/mg;聚氨酯树脂的Tg为56℃,羟值为35mgKOH/g。
该对比例的粉末涂料的制备方法与实施例1的制备方法相同,在此不做详细说明。
对上述实施例1~10和对比例1~3获得的粉末涂料进行性能测试,测试结果如表1。
其中:
耐刮擦硬度:按照GB/T 6739-1996进行测试。
抗菌性:按照QB/T 2591-2003进行实验。
肌肤触感:人手触摸。
表1:耐刮擦、抗菌性、肌肤触感的测试结果
抗菌率 | 耐刮擦硬度 | 肌肤触感 | |
实施例1 | >5% | H | 触感柔和 |
实施例2 | >5% | H | 触感柔和 |
实施例3 | >5% | H | 触感柔和 |
实施例4 | >5% | H | 触感柔和 |
实施例5 | >5% | 2H | 触感柔和 |
实施例6 | >99.90% | 2H | 触感柔和 |
实施例7 | >99.99% | 2H | 触感柔和 |
实施例8 | >99.99% | 2H | 触感柔和 |
实施例9 | >99.99% | 2H | 触感柔和 |
实施例10 | >99.99% | 2H | 触感柔和 |
对比例1 | >5% | H | 无柔和触感 |
对比例2 | >5% | 2H | 无柔和触感 |
对比例3 | >5% | H | 触感稍微柔和 |
从表1中可知,本申请实施例1~10的粉末涂料的耐刮擦、抗菌性、肌肤触感优于对比例1~3,原因是本发明的粉末涂料采用饱和型聚酯树脂作为主体树脂,丙烯酸树脂作为辅助树脂,利用饱和型聚酯树脂与丙烯酸树脂进行匹配反应,能够得到一种触感柔和的肌肤触感表面。同时通过聚氨酯树脂作为辅助树脂,提高了粉末涂料的耐刮擦性能。通过添加蜡粉来提高涂层在低光或者无光条件下的耐刮擦性能和肌肤触感,且装饰性更强。2-羟基-2-苯基苯乙酮的引入,避免涂膜产生针孔,提高其易清洁。硫酸钡具有优良的耐光性,耐候性和耐酸性,提高粉末涂料的耐光性,耐候性和耐酸性。
实施例5与实施例6相比,实施例6中的粉末涂料的抗菌性较优,是由于通过有机抗菌剂加入,赋予涂层的抗菌性,在公共场合使用可提高卫生安全性。
实施例6与实施例7相比,实施例7中的粉末涂料的抗菌性较优,是由于将有机抗菌剂负载于硅胶,容易使有机抗菌剂渗透到涂膜表面,以获得良好的抗菌性。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明做了详细的说明,但本发明并不局限于以上揭示的实施例,而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (5)
1.一种粉末涂料,其特征在于,按重量份数计,包括:
饱和型聚酯树脂 50~60份;
丙烯酸树脂 8~15份;
聚氨酯树脂 4~6份;
聚氨酯固化剂 1~1.5份;
聚酯固化剂 1~3份;
2-羟基-2-苯基苯乙酮 0.3~0.5份;
硫酸钡 8~12份;
蜡粉 0.3~0.5份;
碳黑 0.5~1份;
端羟基全氟代聚醚树脂 4~8份;
聚氯化铝或聚氢氧化铝 0.3~1份;
硅氧烷聚丙烯酸树脂 3~6份;
有机抗菌剂 0.1~1份;
硅胶 0.1~1份;
其中,所述有机抗菌剂选自对羟苯甲酸、三氯生、氯己定、磺胺嘧啶和吡啶硫酮锌中的至少一种;
所述饱和型聚酯树脂的Tg为60℃、酸值为29mgKOH/g、软化点为100℃;所述丙烯酸树脂的软化点为140℃、环氧当量700g/mg;所述聚氨酯树脂的Tg为76℃,羟值为45mgKOH/g。
2.如权利要求1所述的粉末涂料,其特征在于,所述硫酸钡为重晶石消光硫酸钡。
3.如权利要求1所述的粉末涂料,其特征在于,所述粉末涂料,按重量份数计,还包括0.1~2份的消泡剂、流平剂和润湿剂中的至少一种,其中,所述消泡剂选自磷酸三丁酯、苯乙醇油酸酯和苯乙酸月桂醇酯中的至少一种;所述流平剂选自氟改性丙烯酸流平剂或磷酸酯改性丙烯酸流平剂;所述润湿剂为三硬脂酸甘油酯。
4.如权利要求1~3任意一项所述的粉末涂料的制备方法,其特征在于,包括:
(1)将配方量的聚氯化铝或聚氢氧化铝中的一种与饱和型聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯固化剂、聚酯固化剂、2-羟基-2-苯基苯乙酮、硫酸钡、蜡粉、碳黑、端羟基全氟代聚醚树脂、硅氧烷聚丙烯酸树脂、有机抗菌剂、硅胶投入反应容器中进行预混,得到混合料;
(2)将所述混合料采用挤出机在90℃~100℃的温度下挤出,经冷却粉碎后得到片料;
(3)将所述片料进行粉磨,对所述片料进行粉磨的过程中添加0.2%氧化铝,经筛网筛选后得到粉末涂料。
5.如权利要求1~3任意一项所述的粉末涂料在电梯和家具产品中的应用。
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