CN110591522A - 一种粉末涂料及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末涂料及其制备和使用方法，该粉末涂料包括电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂，其中电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂的重量比例是：电子束固化型聚酯树脂为60份到80份，颜填料为20份到40份，助剂为1份到5份。采用了本发明的技术方案，能够降低固化时所需的能耗，流程简单且无任何VOC排放，涂膜硬度高，对环境绿色友好，可用于厚达数百微米的有色涂层，能够使涂膜与底材产生化学结合提高附着力。

Description

一种粉末涂料及其制备和使用方法
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和使用方法。
背景技术
目前MDF板材、热塑性底材、卷钢铝材等制品越来越多地采用涂料进行装饰和保护，而市售的应用于这类材料的涂料一般为溶剂型热固性涂料，该类型涂料存在着高VOC排放、有刺激性气味、环境污染、高能耗等较多问题。
如果采用UV光固化粉末涂料，则需要引入光引发剂，而光引发剂的残留及光分解产物会挥发，引起难闻的气味。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明实施例提供一种粉末涂料及其制备和使用方法，降低固化时所需的能耗，流程简单且无任何VOC排放，涂膜硬度高，对环境绿色友好，可用于厚达数百微米的有色涂层，能够使涂膜与底材产生化学结合提高附着力。
本发明实施例的一方面提供一种粉末涂料，包括电子束(Electron Beam，EB)固化型聚酯树脂、颜填料和助剂，所述电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂的重量比例是：电子束固化型聚酯树脂为60份到80份，颜填料为20份到40份，助剂为1份到5份。
进一步地，所述电子束固化型聚酯树脂是经改性后具有碳碳双键-C＝C-基团的聚酯树脂。
进一步地，所述电子束固化型聚酯树脂包括聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂和/或聚氨酯丙烯酸酯。
进一步地，所述电子束固化型聚酯树脂在常温下是固体，玻璃化温度是50℃到60℃之间，分子量是5000到20000之间。
进一步地，所述颜填料包括硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、云母粉、石英粉、炭黑和/或二氧化钛。
进一步地，所述助剂为聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷—聚醚类共聚物类润湿流平剂、改性聚硅氧烷类消泡剂、硅烷类偶联剂、丙烯酸磷酸酯和/或安息香。
本发明的实施例另一方面提供了一种粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
将电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂按照电子束固化型聚酯树脂为60份到80份、颜填料为20份到40份、助剂为1份到5份的重量比例经过混合机进行混合；
采用双螺杆挤出机熔融挤出成片；
采用磨机磨制成粉；
采用200目筛过筛，制备得到粉末涂料。
本发明的实施例另一方面提供了一种粉末涂料的使用方法，包括以下步骤：
将所述粉末涂料采用静电喷枪喷涂于基材表面；
在120℃的条件下采用红外烘箱进行预热2分钟；
采用EB固化设备对熔融后的涂膜进行固化。
进一步地，所述粉末涂料的固化能量为50千电子伏特(keV)到300千电子伏特(keV)，剂量为10千戈瑞(kGy)到120千戈瑞(kGy)。
本发明的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
1、储存运输方便。传统涂料常温下为液态形式，储存和加工运输必须要做好密封工作，且存在较大安全隐患。而EB固化粉末涂料常温下为固态粉体，运输存储加工都较简易方便，安全性高。
2、EB固化粉末涂料绿色环保，不含任何有机溶剂，能够真正实现零VOC排放，对环境无任何污染。
3、EB固化粉末涂料能实现低温快速固化，前期红外预热只需要120℃左右即可熔融流平，后期在EB电子束照射下固化只需5秒左右或更短时间，而传统溶剂型热固性涂料则需200℃左右的高温下固化30秒左右。
4、EB固化粉末涂料制造设备便捷紧凑，工艺流程简易，能够在较小的空间内完成各流程的工作，从而实现资源的集约化，进而被应用于更广泛的领域。
5、与UV光固化涂料相比，EB固化粉末涂料不需要引入光引发剂，能有效降低配方成本。固化成膜时不会因引发剂及其分解产物的挥发而引起难闻的气味，从而能被应用在涉及食品安全有关的领域。EB固化时能够穿透更厚的膜层，从而能比UV光固化涂料能够实现更厚涂层的固化。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明的实施例中粉末涂料制备流程图。
图2是本发明的实施例中粉末涂料使用流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置及相关应用、方法的例子。
本发明的实施例是提供用于MDF板材、热塑性底材、卷钢铝材低温快速固化的，基于EB固化的粉末涂料，该粉末涂料包括EB固化型聚酯树脂、颜填料和助剂。
其中EB固化型聚酯树脂、颜填料和助剂的重量比例是：EB固化型聚酯树脂为60份到80份，颜填料为20份到40份，助剂为1份到5份。
EB固化型聚酯树脂是经改性后具有碳碳双键-C＝C-基团的聚酯树脂，基本成分为各类聚酯丙烯酸酯中的某一种，包括聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂和/或聚氨酯丙烯酸酯。
合成基本途径是将对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二醇、新戊二醇、乙二醇、二乙二醇、三羟甲基丙烷、丙二醇等其中的一种或几种，在250℃条件下加入反应原材料，保证醇酸比在1.01-1.08之间；反应完成后加入丙烯酸单体进行封端并将其冷却后破碎，最终制得EB固化型聚酯树脂。合成的聚酯树脂一般通式为：
该EB固化型聚酯树脂在常温下是固体，玻璃化温度是50℃到60℃之间，分子量是5000到20000之间。
颜填料包括硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、云母粉、石英粉、炭黑和/或二氧化钛。
助剂为聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷—聚醚类共聚物类润湿流平剂、改性聚硅氧烷类消泡剂、硅烷类偶联剂、丙烯酸磷酸酯和/或安息香。
图1是本发明的实施例中粉末涂料制备流程图。如图1所示，该基于EB固化的粉末涂料的制备流程包括以下步骤：
步骤101、将EB固化型聚酯树脂、颜填料和助剂按照EB固化型聚酯树脂为60份到80份、颜填料为20份到40份、助剂为1份到5份的重量比例经过混合机进行混合。
步骤102、采用双螺杆挤出机熔融挤出成片。
步骤103、采用磨机磨制成粉。
步骤104、采用200目筛过筛，制备得到粉末涂料。
图2是本发明的实施例中粉末涂料使用流程图。如图2所示，该基于EB固化的粉末涂料的使用流程包括以下步骤：
步骤201、将基于EB固化的粉末涂料采用静电喷枪喷涂于基材表面。
步骤202、在120℃的条件下采用红外烘箱进行预热2分钟。
步骤203、采用EB固化设备对熔融后的涂膜进行固化。
该基于EB固化的粉末涂料的固化能量为50千电子伏特(keV)到300千电子伏特(keV)，剂量为10千戈瑞(kGy)到120千戈瑞(kGy)。
基于EB固化的粉末涂料与现有涂料之间的成分对比具体见表1。
表1
配方 传统粉末涂料 UV固化粉末涂料 EB固化粉末涂料
普通聚酯树脂 70 / /
UV固化聚酯树脂 / 70 /
EB固化聚酯树脂 / / 70
助剂 5 5 5
颜填料 25 25 25
总量 100 100 100
基于EB固化的粉末涂料与现有涂料之间的效果对比具体见表2。
表2
根据上述实验数据，可以看出本发明实施例中基于EB固化的粉末涂料具有高效、节能、经济、环保等优点，能够替代传统的溶剂型热固性涂料、传统热固型粉末涂料、UV固化型涂料，应用于MDF板材、热塑性底材、卷钢铝材等领域，从而有效降低生产能耗，提高生产效率，减少生产时废弃物排放。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种粉末涂料，其特征在于，包括电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂，所述电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂的重量比例是：电子束固化型聚酯树脂为60份到80份，颜填料为20份到40份，助剂为1份到5份。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述电子束固化型聚酯树脂是经改性后具有碳碳双键-C＝C-基团的聚酯树脂。
3.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述电子束固化型聚酯树脂包括聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂和/或聚氨酯丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的粉末涂料，其特征在于，所述电子束固化型聚酯树脂在常温下是固体，玻璃化温度是50℃到60℃之间，分子量是5000到20000之间。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述颜填料包括硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、云母粉、石英粉、炭黑和/或二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述助剂为聚丙烯酸酯类、聚硅氧烷—聚醚类共聚物类润湿流平剂、改性聚硅氧烷类消泡剂、硅烷类偶联剂、丙烯酸磷酸酯和/或安息香。
7.根据权利要求1所述的一种粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将电子束固化型聚酯树脂、颜填料和助剂按照电子束固化型聚酯树脂为60份到80份、颜填料为20份到40份、助剂为1份到5份的重量比例经过混合机进行混合；
采用双螺杆挤出机熔融挤出成片；
采用磨机磨制成粉；
采用200目筛过筛，制备得到粉末涂料。
8.根据权利要求1所述的一种粉末涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述粉末涂料采用静电喷枪喷涂于基材表面；
在120℃的条件下采用红外烘箱进行预热2分钟；
采用EB固化设备对熔融后的涂膜进行固化。
9.根据权利要求8所述的一种粉末涂料的使用方法，其特征在于，所述粉末涂料的固化能量为50千电子伏特到300千电子伏特，剂量为10千戈瑞到120千戈瑞。
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