CN109679466A - 一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料及其制备工艺 - Google Patents

一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，包括以下组分，改性聚酯树脂、固化剂、填料、颜料、流平剂、消泡剂、抗渗透剂、抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂。本发明还公开了一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺。本发明适用于各种户外使用的金属制品的防腐，除具有常规的抗酸、碱、盐腐蚀外，还对腐蚀环境中的氯离子、氟离子、硫离子、水蒸气等具有优良的抗渗透性，对太阳光全谱段紫外辐射具有优异的抵抗性，尤其适用于高湿热、强紫外线、海洋性气候等恶劣环境的金属防护。

Description

一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种聚酯粉末涂料，具体的说，涉及一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料及其制备工艺，属于热固性粉末涂料技术领域。
背景技术
聚酯粉末涂料是一种很普通的热固性粉末涂料，主要用于各种金属的装饰性防护及户外环境防腐的涂装，价格低廉，涂装实施方便，属于一种性价比较高的粉末涂料。
目前市面上的聚酯粉末大多数为常规防腐性能，即仅具有一般的耐酸、碱、盐腐蚀性，和抵抗普通水平的紫外线照射。耐酸性一般是抗30%的硫酸720小时，耐碱性一般是抗1%氢氧化钠240小时，耐盐性一般是抗10%氯化钠720小时，耐紫外线一般是抗氙弧灯照射800h。这种性能，对于中国内陆高纬度地区的柔和环境，例如山东、河南、甘肃、河北、东三省等地，防护寿命一般在7~15年。但对于南方高湿热天气、沿海海洋性气候、高原强紫外线环境，在水蒸气的渗透溶胀、氯离子的渗透腐蚀、强紫外线的破坏等苛刻环境因素作用下，聚酯涂层的防护寿命会下降至5年以内甚至更低，不能满足实际的防护需求。但若采用适合这些苛刻环境的涂层，则涂装成本会增加5倍以上甚至更高，建设投资成本增加过高。
因此，开发一种低廉的、有效抵抗这些恶劣环境的粉末涂料，对国家基础建设具有举足轻重的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的配方及其制备工艺，制备的粉末用于金属的涂装，使被防护的金属制品在高湿热、海洋性、强紫外线等恶劣环境中具有更长的使用寿命，可以达到20年甚至更久。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，包括以下组分，改性聚酯树脂、固化剂、填料、颜料、流平剂、消泡剂、抗渗透剂、抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂。
一种优化方案，包括以下重量份组分，改性聚酯树脂60-65份；固化剂5.4~5.9份；填料20-25份；颜料3-6份；流平剂1-2份；消泡剂1-2份；抗渗透剂1-2份；抗紫外线助剂0.3-0.6份；抗氧剂0.3-0.6份；流动性助剂0.2~0.5份。
进一步地，改性聚酯树脂的酸值为37~39mgKOH·g-1。
进一步地，所述固化剂的重量份为改性聚酯树脂的重量份的1/11~1/12。
进一步地，所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯。
进一步地，所述抗渗透剂包括硅烷偶联剂和鏻盐，所述硅烷偶联剂和鏻盐的重量份比为1:1。
进一步地，所述硅烷偶联剂包括KH-560硅烷偶联剂或A-151硅烷偶联剂，所述鏻盐包括十二烷基三丁基乙酸鏻或十四烷基三丁基乙酸鏻。
进一步地，所述抗紫外线助剂为二苯甲酮类、受阻胺类按1:1重量份复配，二苯甲酮类包括UV-9或UV-12，受阻胺类包括GW-310或chimassorb 944；
抗氧剂为多元受阻酚类、亚磷酸酯类按1:1重量份复配，受阻酚类包括抗氧剂702或抗氧剂618，亚磷酸酯类包括抗氧剂TPP或亚磷酸三乙酯；
流动性助剂为氧化铝C或气相二氧化硅。
进一步地，所述填料包括沉淀钡；
所述颜料包括金红石钛白粉、酞青绿、钒铋黄中的一种或多种。
本发明还提供一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，包括配方称料步骤；混料步骤；熔融挤出步骤；制片破片步骤；磨粉步骤；包装入库步骤。
一种优化方案，混料步骤中，仅将改性聚酯树脂、固化剂、填料、颜料、流平剂、消泡剂、抗渗透剂料投放到混合器中进行混合，混合5~7分钟后结束。
进一步地，熔融挤出步骤中，将混合好的原料投放到挤出机的进料口，粉末涂料熔融挤出设备为普通双螺杆挤出机，共有2段加热，其中第一段为喂料区，温度参数设置为90~100℃；第二段为混炼区，温度参数设置为110~120℃。
进一步地，制片破片步骤中，熔融状态的原料进入压片机，压制成1~2mm厚度的薄片，冷却至60℃以下时进行破碎，破碎后的碎片平均直径一般小于4cm。
进一步地，磨粉步骤中，将制备的碎片，与称量好的抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂进行人工手动混合，确保混合均匀，然后将混合均匀的材料送入磨粉机。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明适用于各种户外使用的金属制品的防腐，除具有常规的抗酸、碱、盐腐蚀外，还对腐蚀环境中的氯离子、氟离子、硫离子、水蒸气等具有优良的抗渗透性，对太阳光全谱段紫外辐射具有优异的抵抗性，尤其适用于高湿热、强紫外线、海洋性气候等恶劣环境的金属防护。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料
本发明提供一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，包括以下重量份原料：
包括：改性聚酯树脂63份；
固化剂异氰尿酸三缩水甘油酯TGIC 5.7份；
填料沉淀钡25份；颜料金红石钛白粉2.5份，颜料酞青绿0.8份，颜料钒铋黄2.2份；流平剂1.2份；消泡剂1.5份；
抗渗透剂KH-560 0.75份，
抗渗透剂十二烷基三丁基乙酸鏻0.75份；
抗紫外线助剂UV-9 0.25份，抗紫外线助剂GW-310 0.25份；
抗氧剂702 0.2份，抗氧剂TPP 0.2分；
流动性助剂气相二氧化硅0.3份。
所述固化剂的重量份为改性聚酯树脂的重量份的1/11-1/12；
所述抗渗透剂包括硅烷偶联剂和鏻盐，所述硅烷偶联剂和鏻盐的重量份比为1:1。
所述抗紫外线助剂为二苯甲酮类和受阻胺类按1:1重量份复配；
抗氧剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类按1:1重量份复配；
改性聚酯树脂是在常规聚酯树脂的制备工艺基础上进行了改进，将常规制备工艺中所用的新戊二醇（NPG）原料，30%更换为2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇（BEPD），其他制备工艺不变。所述改性聚酯树脂的制备工艺中，新戊二醇（NPG）与2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇（BEPD）的重量份比7：3。
改性聚酯树脂的酸值为37~39mgKOH·g-1。
实施例2一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料
本发明还提供一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，与上述实施例的不同之处在于，包括以下重量份原料：改性聚酯树脂65份；固化剂TGIC 5.9份；填料沉淀钡22份；颜料金红石钛白粉2.2份，颜料酞青兰0.6份，颜料群青1.2份；流平剂1.2份；消泡剂1.5份；抗渗透剂A-151 0.9份，抗渗透剂十四烷基三丁基乙酸鏻0.9份；抗紫外线助剂UV-12 0.2份，抗紫外线助剂chimassorb 944 0.2份；抗氧剂618 0.2份，抗氧剂亚磷酸三乙酯0.2份；流动性助剂氧化铝C 0.4份。
实施例3一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺
本发明还提供一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，包括以下步骤：
改性聚酯树脂制备步骤，采用常规聚酯树脂的制备配方，将配料中30%的NPG更换为BEPD，按照聚酯树脂的通用制备工艺进行合成，控制所得改性聚酯树脂的酸值为37~39mgKOH·g-1。
配方称料步骤，称取上述实施例1或2中除抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂之外的各组分原料。
混料步骤，将上述改性聚酯树脂、固化剂、填料、颜料、流平剂、消泡剂、抗渗透剂，加入到混合器中，混合5~7分钟后结束。
熔融挤出步骤，将混合好的原料投放到挤出机的进料口，设置挤出机一区温度95℃，二区温度115℃，开启循环水，当挤出机温度稳定后，启动喂料及挤出电机，原料经挤出机后变为熔融状态。
制片破片步骤，熔融状态的原料进入压片机，压制成1~2mm厚度的薄片，冷却至60℃以下时进行破碎，破碎后的碎片平均直径一般小于4cm。
磨粉步骤，将制备的碎片，与称量好的抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂，分别采用不同喂料频率的喂料装置，按照份数比例同时稳定均匀的投入到磨粉机中，磨出的粉末温度降至室温以下时进行包装。
包装入库步骤。
对本发明制备的涂料的超抗渗透性的表征、超耐候性的表征监测数据如下：
本发明中超抗渗透性的表征为10%氯化钠浸泡试验、中性盐雾试验、湿热试验，试验时将涂层划破至底材，试验后观察涂层沿划叉部位起泡、剥离或脱落的范围是否不超过1mm；超耐候性的表征为氙弧灯人工加速老化试验，试验后观察涂层失光、粉化是否为0级，褪色是否≤1级。具体试验方法引用GB/T18226-2015《公路交通工程钢构件防腐蚀技术条件》。常规聚酯粉末涂料测试时间分别仅能达到540小时、480小时、720小时、800小时，超抗渗透、超耐候粉末涂料则可以达到1800小时、2000小时、3000小时、1800小时以上。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：包括以下组分，改性聚酯树脂、固化剂、填料、颜料、流平剂、消泡剂、抗渗透剂、抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂。
2.如权利要求1所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于： 包括以下重量份组分，改性聚酯树脂60-65份；固化剂5.4~5.9份；填料20-25份；颜料3-6份；流平剂1-2份；消泡剂1-2份；抗渗透剂1-2份；抗紫外线助剂0.3-0.6份；抗氧剂0.3-0.6份；流动性助剂0.2~0.5份。
3.如权利要求1或2所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：改性聚酯树脂的酸值为37~39mgKOH·g-1。
4.如权利要求1或2所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：所述固化剂的重量份为改性聚酯树脂的重量份的1/11~1/12。
5.如权利要求1或2所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：所述固化剂为异氰尿酸三缩水甘油酯。
6.如权利要求1或2所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：所述抗渗透剂包括硅烷偶联剂和鏻盐，所述硅烷偶联剂和鏻盐的重量份比为1:1。
7.如权利要求6所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂包括KH-560硅烷偶联剂或A-151硅烷偶联剂，所述鏻盐包括十二烷基三丁基乙酸鏻或十四烷基三丁基乙酸鏻。
8.如权利要求1或2所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：
所述抗紫外线助剂为二苯甲酮类、受阻胺类按1:1重量份复配，二苯甲酮类包括UV-9或UV-12，受阻胺类包括GW-310或chimassorb 944；
抗氧剂为多元受阻酚类、亚磷酸酯类按1:1重量份复配，受阻酚类包括抗氧剂702或抗氧剂618，亚磷酸酯类包括抗氧剂TPP或亚磷酸三乙酯；
流动性助剂为氧化铝C或气相二氧化硅。
9.如权利要求1或2所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料，其特征在于：
所述填料包括沉淀钡；
所述颜料包括金红石钛白粉、酞青绿、钒铋黄中的一种或多种。
10.一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，其特征在于：包括配方称料步骤；混料步骤；熔融挤出步骤；制片破片步骤；磨粉步骤；包装入库步骤。
11.如权利要求10所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，其特征在于：混料步骤中，仅将改性聚酯树脂、固化剂、填料、颜料、流平剂、消泡剂、抗渗透剂料投放到混合器中进行混合，混合5~7分钟后结束。
12.如权利要求10所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，其特征在于：熔融挤出步骤中，将混合好的原料投放到挤出机的进料口，粉末涂料熔融挤出设备为普通双螺杆挤出机，共有2段加热，其中第一段为喂料区，温度参数设置为90~100℃；第二段为混炼区，温度参数设置为110~120℃。
13.如权利要求10所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，其特征在于：制片破片步骤中，熔融状态的原料进入压片机，压制成1~2mm厚度的薄片，冷却至60℃以下时进行破碎，破碎后的碎片平均直径一般小于4cm。
14.如权利要求10所述的一种超抗渗透、超耐候聚酯粉末涂料的制备工艺，其特征在于：磨粉步骤中，将制备的碎片，与称量好的抗紫外线助剂、抗氧剂、流动性助剂进行人工手动混合，确保混合均匀，然后将混合均匀的材料送入磨粉机。
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