CN111040501A - 一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂及其制备方法，包括以下原料的质量百分比组成：丙烯酸缩水甘油酯树脂30～50份、2‑乙基己酸铝25～40份、2‑巯基苯并噻唑锌20～30份、蜡10～20份；其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm。本发明提供的消光剂可以获得5％光泽的同时，兼顾流平与冲击性能，并且保证粉末涂料烘烤固化过程中较少的冒烟量，具有良好的环保性能。

Description

一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是完全无溶剂型的环保涂料，随着全球经济的快速发展，人们对环保和安全日益关注，粉末涂料得以高速发展，而高品质低光泽热固性粉末涂料的市场需求在稳步提升，粉末涂料消光剂的需求也随之提升。
目前，市场应用最为广泛的聚酯环氧混合体系粉末涂料消光剂是由丙烯酸缩水甘油酯树脂、有机金属盐、蜡等混合而成，消光表面饱满细腻，消光效果稳定，机械性能优异。
但是随着人们环保意识提升，粉末涂料烘烤固化过程中冒烟问题逐渐被人们重视，尤其是户内聚酯/环氧粉末涂料体系。目前市面上常见的户内聚酯/环氧体系消光剂制成的粉末涂料，在200℃烘烤固化过程中均有较大的冒烟量；消光剂是导致粉末涂料冒烟的主要原因之一。消光剂占粉末涂料配方的3％～5％，消光剂配方中较低熔点的金属盐是冒烟的主要源头。低熔点金属盐200℃加热产生的刺激性烟气中含有残留的有机酸，溶剂等，对人体和环境产生危害。常见的金属盐硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝冒烟等级均为4级以上。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂及其制备方法，将低熔点易冒烟的硬脂酸盐替换高熔点的2-乙基己酸盐，在不影响消光剂的消光效果前提下，解决了现有技术中粉末涂料消光剂在固化过程中产生大量有害烟气，不仅对环境造成污染，同时对人体造成直接的呼吸伤害的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂，包括以下原料的质量百分比组成：丙烯酸缩水甘油酯树脂30～50份、2-乙基己酸铝25～40份、2-巯基苯并噻唑锌20～30份、蜡10～20份；
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；
进一步的，所述2-乙基己酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm；蜡的颗粒粒径为100～300μm。
进一步的，所述蜡为聚丙烯蜡，聚乙烯蜡，乙撑双硬脂酰胺蜡的其中一种。
所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别按重量份称取丙烯酸缩水甘油酯树脂、硬脂酸盐、2-巯基苯并噻唑锌、蜡并一同投入至立式混料缸中；
S2、在600转/min的转速条件下驱动立式混料缸滚动，6～15min后混合物料获得消光剂。
进一步的，所述低烟消光剂应用于聚酯/环氧消光粉末涂料。
进一步的，所述聚酯/环氧消光粉末涂料的原料包括以下重量百分比组成：羧基树脂26％、E-12环氧树脂26％、消光硫酸钡42.7％、炭黑0.8％、流平剂1.2％、安息香0.3％、消光剂3％；
其中：羧基树脂的酸值为70～80mgKOH/g。
进一步的，所述聚酯/环氧消光粉末涂料的制备方法：
将粉末涂料中各组分预混后通过双螺杆挤出机挤出、压片、破碎再通过ACM分级磨进行粉碎，获得聚酯/环氧消光粉末涂料；其中粉碎研磨的颗粒粒径为30-45μm。
进一步的，所述聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法：
取聚酯/环氧消光粉末涂料样粉置于恒温加热台上加热，并将玻璃罩罩盖在加热平台上，检测玻璃罩内聚酯/环氧消光粉末涂料加热后的透光率。
进一步的，所述恒温加热台的加热温度为200℃。
进一步的，所述聚酯/环氧消光粉末涂料样粉加热5min后检测玻璃罩中的冒烟透光率。
本发明的有益效果：
本发明提供的消光剂可以获得5％光泽的同时，兼顾流平与冲击性能，并且保证粉末涂料烘烤固化过程中较少的冒烟量，具有良好的环保性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂，按照以下原料的重量份组成，丙烯酸缩水甘油酯树脂2-乙基己酸铝、2-巯基苯并噻唑锌、聚丙烯蜡按照40％:20％:30％:10％混合。
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；2-乙基己酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm。
聚丙烯蜡的颗粒粒径为100～300μm。
一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别按重量份称取丙烯酸缩水甘油酯树脂、硬脂酸盐、2-巯基苯并噻唑锌、蜡并一同投入至立式混料缸中；
S2、在600转/min的转速条件下驱动立式混料缸滚动，6～15min后混合物料获得消光剂。
低烟消光剂应用于聚酯/环氧消光粉末涂料。
聚酯/环氧消光粉末涂料的原料包括以下重量百分比组成：羧基树脂26％、E-12环氧树脂26％、消光硫酸钡42.7％、炭黑0.8％、流平剂1.2％、安息香0.3％、消光剂3％；其中，羧基树脂的酸值为70～80mgKOH/g。
聚酯/环氧消光粉末涂料的制备方法：
将粉末涂料中各组分预混后通过双螺杆挤出机挤出、压片、破碎再通过ACM分级磨进行粉碎，获得聚酯/环氧消光粉末涂料；其中粉碎研磨的颗粒粒径为30～45μm。
聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法：
取聚酯/环氧消光粉末涂料样粉置于200℃的铜质恒温加热台上，在5min内目测样粉冒烟量大小。
粉末涂料固化冒烟性测试方法：取聚酯/环氧消光粉末涂料样粉2g平铺在铝箔上，再将铝箔至于200℃恒温加热台，用长方形高透玻璃罩将铝箔罩住将烟气封闭在玻璃罩内，用透光率仪器测试玻璃罩透光率，样粉冒烟量大小将直接影响玻璃罩透光率，样粉加热5分钟，取透光率率最低值为测试数据，测试三次取平均值。按照透光率大小将样粉冒烟等级分为0、1、2、3、4、5级，0级：100％透光率；1级：90％～100％透光率；2级：70％～90％透光率；3级：50％～70％透光率；4级：30％～50％透光率；5级：0～30％透光率。
本实施例检测的聚酯/环氧消光粉末冒烟量透光率为1级。
实施例2：
本实施例提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂按照以下原料的重量份组成，丙烯酸缩水甘油酯树脂、2-乙基己酸铝、2-巯基苯并噻唑锌、乙撑双硬脂酰胺蜡按照40％:25％:25％:10％混合。
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；2-乙基己酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm。
乙撑双硬脂酰胺蜡的颗粒粒径为100～300μm。
并采用上述的低烟消光剂制备聚酯/环氧消光粉末涂料(配比以及制备步骤如同实施例1)；
同时采用如实施例1相同的聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法进行冒烟量检测。检测获得的冒烟量等级为1。
实施例3：
本实施例提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂按照以下原料的重量份组成，丙烯酸缩水甘油酯树脂、2-乙基己酸铝、2-巯基苯并噻唑锌、聚乙烯蜡按照40％:25％:25％:10％混合。
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；2-乙基己酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm。
聚乙烯蜡的颗粒粒径为100～300μm。
并采用上述的低烟消光剂制备聚酯/环氧消光粉末涂料(配比以及制备步骤如同实施例1)；
同时采用如实施例1相同的聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法进行冒烟量检测。检测获得的冒烟量等级为3。
实施例4：
本实施例提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂按照以下原料的重量份组成，丙烯酸缩水甘油酯树脂、双硬脂酸铝、2-巯基苯并噻唑锌、聚丙烯蜡按照40％:25％:25％:10％混合。
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；双硬脂酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm。
聚丙烯蜡的颗粒粒径为100～300μm。
并采用上述的低烟消光剂制备聚酯/环氧消光粉末涂料(配比以及制备步骤如同实施例1)；
同时采用如实施例1相同的聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法进行冒烟量检测。检测获得的冒烟量等级为3。
实施例5：
本实施例提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂按照以下原料的重量份组成，丙烯酸缩水甘油酯树脂与硬脂酸镁、2-巯基苯并噻唑锌、乙撑双硬脂酰胺蜡按照40％:20％:30％:10％混合。
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；硬脂酸镁的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm。
乙撑双硬脂酰胺蜡的颗粒粒径为100～300μm。
并采用上述的低烟消光剂制备聚酯/环氧消光粉末涂料(配比以及制备步骤如同实施例1)；
同时采用如实施例1相同的聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法进行冒烟量检测。检测获得的冒烟量等级为4。
实施例6：
本实施例提供一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂按照以下原料的重量份组成，丙烯酸缩水甘油酯树脂与硬脂酸锌、2-巯基苯并噻唑锌、聚丙烯蜡按照40％:20％:30％:10％混合。
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm；2-乙基己酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm。
聚丙烯蜡的颗粒粒径为100～300μm。
并采用上述的低烟消光剂制备聚酯/环氧消光粉末涂料(配比以及制备步骤如同实施例1)；
同时采用如实施例1相同的聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法进行冒烟量检测。检测获得的冒烟量等级为3。
实施例1-6检测后的涂膜的应用性能测试结果如下：
Figure BDA0002345926830000081
光泽按GB/T9754-2007标准进行检测；数值越小，光泽越低；
流平为PCI等级，1-10级，数值越大，涂膜流平性能越优异；
冲击性能按GB/T1732-1993标准进行检测；数值越大冲击性能越优异。
综上所述，本发明提供的消光剂可以获得5％光泽的同时，兼顾流平与冲击性能，并且保证粉末涂料烘烤固化过程中较少的冒烟量，达到环保要求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂，其特征在于，包括以下原料的质量百分比组成：丙烯酸缩水甘油酯树脂30～50份、2-乙基己酸铝25～40份、2-巯基苯并噻唑锌20～30份、蜡10～20份；
其中：丙烯酸缩水甘油酯树脂的参数指标为：环氧当量＝300、数均分子量＝6000～8000、软化点＝100℃～115℃、颗粒粒径为100～200μm。
2.根据权利要求1所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂，其特征在于，所述2-乙基己酸铝的颗粒粒径为20～40μm；2-巯基苯并噻唑锌的颗粒粒径为5～10μm；蜡的颗粒粒径为100～300μm。
3.根据权利要求1所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂，其特征在于，所述蜡为聚丙烯蜡，聚乙烯蜡，乙撑双硬脂酰胺蜡的其中一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别按重量份称取丙烯酸缩水甘油酯树脂、硬脂酸盐、2-巯基苯并噻唑锌、蜡并一同投入至立式混料缸中；
S2、在600转/min的转速条件下驱动立式混料缸滚动，6～15min后混合物料获得消光剂。
5.根据权利要求4所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，所述低烟消光剂应用于聚酯/环氧消光粉末涂料。
6.根据权利要求5所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯/环氧消光粉末涂料的原料包括以下重量百分比组成：羧基树脂26％、E-12环氧树脂26％、消光硫酸钡42.7％、炭黑0.8％、流平剂1.2％、安息香0.3％、消光剂3％；
其中：羧基树脂的酸值为70～80mgKOH/g。
7.根据权利要求6所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯/环氧消光粉末涂料的制备方法：
将粉末涂料中各组分预混后通过双螺杆挤出机挤出、压片、破碎再通过ACM分级磨进行粉碎，获得聚酯/环氧消光粉末涂料；其中粉碎研磨的颗粒粒径为30～45μm。
8.根据权利要求7所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯/环氧消光粉末涂料的固化冒烟检测方法：
取聚酯/环氧消光粉末涂料样粉置于恒温加热台上加热，并将玻璃罩罩盖在加热平台上，检测玻璃罩内聚酯/环氧消光粉末涂料加热后的透光率。
9.根据权利要求8所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，所述恒温加热台的加热温度为200℃。
10.根据权利要求8所述的用于聚酯环氧混合体系的低烟消光剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯/环氧消光粉末涂料样粉加热5min后检测玻璃罩中的冒烟透光率。
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