CN111423791A - 一种具有织布纹理效果的粉末涂料及其应用的金属型材 - Google Patents

一种具有织布纹理效果的粉末涂料及其应用的金属型材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有织布纹理效果的粉末涂料及其应用的金属基材，包括重量占比为90‑99％的粉末涂料底粉和重量占比为1‑10％的复合邦定剂，复合邦定剂通过邦定工艺热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；其中，粉末涂料底粉的原料包括热固性树脂、固化剂和第一起纹剂；复合邦定剂的原料包括金属效果颜料和第二起纹剂，金属效果颜料和第二起纹剂均匀混合为一体；将粉末涂料喷涂在金属基材上进行固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜；本发明在满足批次稳定性、耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性的基础上，实现了在金属型材表面上的织布纹理效果，符合大众对金属基材表面涂装防护效果的高端审美需求。

Description

一种具有织布纹理效果的粉末涂料及其应用的金属型材
技术领域
本发明属于热固性粉末涂料领域，具体涉及了一种具有织布纹理效果的粉末涂料及其应用的金属型材。
背景技术
热固性粉末涂料因其具有良好的装饰性以及绿色环保性被广泛应用建筑建材领域以及家具家电领域的金属型材表面涂装中。热固性粉末涂料涂装在金属型材中通常呈现为平面效果，以及通过添加与粉末涂料熔融流平时与涂膜具有表面张力差异的起纹剂来实现起纹效果，纹理效果通常包括皱纹、锤纹、橘纹以及龟纹等。由于人们主要基于建筑建材领域以及家具家电领域的金属型材的审美以及纹理效果粉末涂料产品的批次稳定性、耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性的考虑，人们仍然还是主要选择具有高流平效果的粉末涂料来进行涂装。
然而随着对热固性粉末涂料不断的应用功能及效果探索，人们已不满足于单调的表面涂装效果，希望寻求创新的热固性粉末涂料产品将其应用在金属型材上，在满足批次稳定性、耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性的基础上，具有符合大众对金属基材表面涂装防护效果的高端审美需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有织布纹理效果的粉末涂料及其应用的金属型材，通过对粉末涂料配方以及制备工艺的结合特定创新设计，在满足批次稳定性、耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性的基础上，实现了在金属型材表面上的织布纹理效果，符合大众对金属基材表面涂装防护效果的高端审美需求。
本发明采用的技术方案如下：
一种具有织布纹理效果的粉末涂料，包括重量占比为90-99％的粉末涂料底粉和重量占比为1-10％的复合邦定剂，所述复合邦定剂通过邦定工艺热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；其中，所述粉末涂料底粉的原料包括热固性树脂、用于所述热固性树脂固化的固化剂和第一起纹剂，通过共混熔融挤出工艺得到；所述复合邦定剂的原料包括重量占比为20-80％的金属效果颜料和重量占比为20-80％的第二起纹剂，所述金属效果颜料和第二起纹剂均匀混合为一体；将所述粉末涂料喷涂在金属基材上进行固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜。
优选地，在所述邦定工艺过程中，所述粉末涂料底粉处于高弹态，所述金属效果颜料和第二起纹剂分别热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；所述粉末涂料在固化工艺的熔融流平过程中，所述第一起纹剂分别与所述第二起纹剂和所述金属效果颜料相互作用，使得完成固化工艺成型后的涂膜具有织布纹理效果。
优选地，所述热固性树脂采用聚酯树脂，且所述聚酯树脂的酸值范围不低于35mgKOH/g。
优选地，所述第一起纹剂和所述第二起纹剂相同或不相同。
优选地，所述第一起纹剂采用橘纹剂，所述第二起纹剂采用蜡粉或橘纹剂，所述金属效果颜料采用银粉或铝粉或云母粉。
优选地，所述聚酯树脂占所述粉末涂料底粉的重量份比例为40-80％，所述固化剂占所述粉末涂料底粉的重量份比例为10-30％；所述粉末涂料底粉的原料还包括颜填料和/或助剂；进一步优选，本发明涉及的粉末涂料底粉中的颜填料可以采用公知常识中的颜填料，例如硫酸钡、碳黑、钛白等，本发明涉及粉末涂料底粉中的助剂可以采用公知常识中的助剂，例如流平剂、消泡剂、脱气剂、催化剂等；具体优选地，助剂具体可以添加用于固化反应催化作用进而利于起纹效果的起纹催化剂。
优选地，所述粉末涂料底粉的粒度分布D90大于30微米且小于200微米，所述复合邦定剂的粒度分布D50范围为10-50微米，同时所述复合邦定剂的粒度分布D50小于所述粉末涂料底粉的粒度分布D50。
优选地，一种金属型材，在所述金属型材表面静电喷涂如上所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，经过固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜。
优选地，所述金属型材采用铝型材或不锈钢型材。
优选地，所述固化工艺的固化温度范围为160-220℃，固化时间范围为8-20分钟。
需要特别说明的是，本发明中的共混熔融挤出工艺、邦定工艺以及固化工艺均采用粉末涂料领域中的公知工艺，本发明对其没有特别之处；具体来说，用于制备粉末涂料底粉的共混熔融挤出工艺包括经过高速预混工序、熔融挤出工序、破碎、磨粉以及旋风分离工序；用于邦定热粘接复合邦定剂的邦定工艺采用专用的邦定设备进行，其主要原理是邦定设备的加热作用使得粉末涂料底粉处于高弹态，当粉末涂料底粉处于高弹态时，进一步通过邦定设备的高速混合作用将复合邦定剂均匀地热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面；固化工艺通常加热固化，其过程包括通过加热使得粉末涂料进行熔融流平，热固性树脂与固化剂发生交联固化反应。由于本发明涉及的共混熔融挤出工艺、邦定工艺以及固化工艺的详细实施过程以及各工序的参数设置属于本领域的常规技术手段，本申请不再具体展开说明。
还需要特别说明的是，本发明全文涉及的具有织布纹理效果是指金属基材的涂膜表面具有纤维布连续状针织纹路的类似纹理效果，其外观观感与常规涂膜的皱纹、锤纹、橘纹以及龟纹效果存在明显区别。
本发明首次创造性地提出将具有起纹剂且通过公知的共混熔融挤出工艺制得的粉末涂料作为本发明的粉末涂料底粉，同时创造性地提出由金属效果颜料和第二起纹剂均匀混合为一体的混合粉体作为本申请的复合邦定剂，采用邦定工艺将复合邦定剂热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上，由此得到的粉末涂料在后续进行固化工艺时，在主体树脂与固化剂发生交联固化反应时，第一起纹剂、第二起纹剂以及金属效果颜料三者相互协同作用，使得完成固化工艺成型后的涂膜具有织布纹理效果(与纤维布连续状针织纹路的类似纹理效果)；本申请人通过试验验证后惊讶地发现该具有织布纹理效果不仅符合大众对金属基材表面涂装防护效果的高端审美需求，而且该织布纹理效果具有非常良好的批次稳定性，同时可以确保建筑建材以及家电家具领域对于该涂膜的耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性要求。
本发明还进一步提出了优选的热固性树脂方案，采用酸值范围不低于35mgKOH/g的聚酯树脂作为主体树脂，进一步确保了本发明应用于建筑建材以及家电家具领域时的耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性要求。
附图说明
附图1是本发明实施例1中黑色织布纹理效果涂膜照片；
附图2是本发明实施例1中棕色织布纹理效果涂膜照片；
附图3是本发明实施例1中灰色织布纹理效果涂膜照片；
附图4是本发明实施例1中香槟色织布纹理效果涂膜照片。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种具有织布纹理效果的粉末涂料，包括重量占比为90-99％的粉末涂料底粉和重量占比为1-10％的复合邦定剂，复合邦定剂通过邦定工艺热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；其中，粉末涂料底粉的原料包括热固性树脂、用于热固性树脂固化的固化剂和第一起纹剂，通过共混熔融挤出工艺得到；复合邦定剂的原料包括重量占比为20-80％的金属效果颜料和重量占比为20-80％的第二起纹剂，金属效果颜料和第二起纹剂均匀混合为一体；将粉末涂料喷涂在金属基材上进行固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜。
本发明实施例还公开了一种金属型材，在金属型材表面静电喷涂如上的具有织布纹理效果的粉末涂料，经过固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：一种具有织布纹理效果的粉末涂料，包括重量占比为92％的粉末涂料底粉和重量占比为8％的复合邦定剂，复合邦定剂通过邦定工艺热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；
其中，粉末涂料底粉的原料包括如下：
聚酯树脂65份，酸值范围建议不要低于35mgKOH/g，具体地，在本实施方式中，聚酯树脂的酸值为42mgKOH/g；
TGIC固化剂15份；
第一起纹剂0.5份，具体采用橘纹剂；
颜填料15份；
助剂4.5份。
将以上原料通过共混熔融挤出工艺得到粉末涂料底粉；
在本实施方式中，复合邦定剂的原料包括如下：
银粉50份；在其他实施方式中，还可以采用铝粉或云母粉或珠光粉或其他具有金属效果的导电颜料，这些金属效果颜料的替换不会明显影响本申请的实施效果；
第二起纹剂50份，具体采用橘纹剂；
本实施例上述原料均从原料商处直接采购可得；
优选地，为了本实施例粉末涂料实现更稳定的织布纹理效果，在本实施方式中，粉末涂料底粉的粒度分布D90大于30微米且小于200微米，复合邦定剂的粒度分布D50范围为10-50微米，同时复合邦定剂的粒度分布D50小于粉末涂料底粉的粒度分布D50；本申请人发现对粉末涂料进行该范围内的粒径筛选，可以进一步提高本实施例粉末涂料织布纹理效果的稳定性；
在原料的重量份上，本申请建议的优选方案为：
对于具有织布纹理效果的粉末涂料中，粉末涂料底粉的重量占比为90-99％，复合邦定剂的重量占比为1-10％，合计总重量为100％；
在粉末涂料底粉中，聚酯树脂的重量占比为40-80％，固化剂的重量占比为10-30％；
在复合邦定剂中，金属效果颜料的重量占比为20-80％，第二起纹剂的重量占比为20-80％，合计总重量为100％。
然后将银粉和第二起纹剂通过高速混合机均匀混合为一体得到复合邦定剂；在邦定工艺过程中，通过邦定设备的加热作用使得粉末涂料底粉处于高弹态(其温度大于粉末涂料底粉的软化点温度)，银粉和第二起纹剂分别热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；最终得到具有织布纹理效果的粉末涂料。
本实施例还提出了一种金属型材，在金属型材表面静电喷涂如上的具有织布纹理效果的粉末涂料，经过固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜；优选地，金属型材采用铝型材或不锈钢型材，固化工艺的固化温度范围为160-220℃，固化时间范围为8-20分钟；粉末涂料在固化工艺的熔融流平过程中，第一起纹剂分别与第二起纹剂和金属效果颜料相互作用，使得完成固化工艺成型后的涂膜具有织布纹理效果；
当然地，为了实现对织布纹理效果的灵活性调节，本申请在实施时，所采用的第一起纹剂和第二起纹剂可以相同，也可以不相同，这完全可以根据外观观感的设计需求来选择第一起纹剂和第二起纹剂的类型和相应的重量份添加比例，但这些变化不影响获得本申请期望的织布纹理效果；
为了进一步对织布纹理效果进行说明，本实施例1还通过添加颜料的类型变化来得到具有不同颜色的织布纹理效果的粉末涂料，将其分别在A5规格铝标准板上进行静电喷涂以及加热固化工艺成型后，请分别参见图1、图2、图3和图4分别所示的织布纹理效果，可以明显看出这些纹理呈现出纤维布连续状针织纹路效果。
实施例2：本实施例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例2中，采用酸值为25mgKOH/g的聚酯树脂替代实施例1中的聚酯树脂。
实施例3：本实施例3的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例3中，采用环氧树脂替代实施例1中的聚酯树脂。
实施例4：本实施例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例4中，采用龟纹剂作为本实施例1中的第一起纹剂。
实施例5：本实施例5的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例5中，采用砂纹剂作为本实施例1中的第一起纹剂。
实施例6：本实施例6的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例6中，采用蜡粉作为本实施例1中的第二起纹剂。
对比例1：本对比例1的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本对比例1中，采用实施例1中的粉末涂料底粉以及复合邦定剂进行干混得到粉末涂料。
对比例2：本对比例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本对比例2中，重量占比为8％的邦定剂全部采用银粉。
本申请人分别采用上述实施例1-6以及对比例1-2制得的粉末涂料在A5规格铝标准板上进行静电喷涂以及加热固化工艺成型制得具有纹理效果的涂膜，对这些涂膜进行了表面效果观察，发现实施例1-6均可以获得批次性非常稳定的织布纹理效果涂膜(呈现出纤维布连续状针织观感)，对比例1-2的纹理涂膜没有呈现出纤维布连续状针织的观感；更为重要的是，本申请人通过连续10批次的对比，发现实施例1-6每批次得到的织布纹理效果涂膜均是相同或类似，肉眼无明显差别，而对比例1-2中的纹理效果涂膜与现有已知具有起纹效果的粉末涂料相同(没有纤维布连续状针织观感)，而且每批次涂膜之间的纹理效果存在较大差异，这些涂膜批次之间的差异导致了明显的外观差异，无法被高端建筑建材以及家具家电领域接受。
本申请还对上述实施例1-6以及对比例1-2进行了进一步技术效果实施对比，实施对比过程同样采用：在A5规格铝标准板上进行静电喷涂以及加热固化工艺成型制得纹理效果涂膜，对这些涂膜进行了相关性能测试，相关性能测试对比结果如下：
第一、QUVB耐候性测试(参照测试标准：欧洲铝型材标准GSB AL631，具体测试条件参数设置为：QUVB-313光照强度：0.75W/M2光照：4小时@50℃冷凝：4小时@40℃)：
实施例1、实施例4、实施例5以及实施例6在耐QUVB 288小时后保光率保持在90％以上，满足建筑铝型材标准要求；实施例2、实施例3在耐QUVB288小时后保光率低于40％，不能被客户接受；对比例1和对比例2在耐QUVB288小时后保光率在80-85％，略低于实施例1、实施例4、实施例5以及实施例6；
第二、耐湿热测试(参照测试标准：BS EN 12721)
实施例1和实施例6均满足P1要求，实施例2-5不满足P1要求。
第三、MEK测试(参照测试标准：GB/T 23989-2009)
实施例1、实施例4、实施例5、实施例6以及对比例1均通过，实施例2、实施例3以及对比例2没有通过。
第四、划格测试(参照测试标准：ISO 2409-2013)
实施例1-3以及实施例6均满足0级要求，实施例4和实施例5为2级，对比例1和对比例2为1级。
第五、耐冲击性(参照测试标准：ISO 6272-2-2011)
实施例1-3以及实施例6均正反通过测试，实施例4、实施例5以及对比例1-2没有通过测试。
通过以上对比性能测试，还可以进一步发现本申请实施例1和实施例6相对于实施例2-5以及对比例1-2在耐腐蚀性、耐候性以及基材深加工柔韧性上具有明显更优异的综合表现，适合作为高端建筑建材以及家电家具领域的防护材料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，包括重量占比为90-99％的粉末涂料底粉和重量占比为1-10％的复合邦定剂，所述复合邦定剂通过邦定工艺热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；其中，所述粉末涂料底粉的原料包括热固性树脂、用于所述热固性树脂固化的固化剂和第一起纹剂，通过共混熔融挤出工艺得到；所述复合邦定剂的原料包括重量占比为20-80％的金属效果颜料和重量占比为20-80％的第二起纹剂，所述金属效果颜料和第二起纹剂均匀混合为一体；将所述粉末涂料喷涂在金属基材上进行固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜。
2.根据权利要求1所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，在所述邦定工艺过程中，所述粉末涂料底粉处于高弹态，所述金属效果颜料和第二起纹剂分别热粘接在粉末涂料底粉颗粒表面上；所述粉末涂料在固化工艺的熔融流平过程中，所述第一起纹剂分别与所述第二起纹剂和所述金属效果颜料相互作用，使得完成固化工艺成型后的涂膜具有织布纹理效果。
3.根据权利要求1或2所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述热固性树脂采用聚酯树脂，所述聚酯树脂的酸值范围不低于35mgKOH/g。
4.根据权利要求2所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述第一起纹剂和所述第二起纹剂相同或不相同。
5.根据权利要求2所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述第一起纹剂采用橘纹剂，所述第二起纹剂采用蜡粉或橘纹剂，所述金属效果颜料采用银粉或铝粉或云母粉。
6.根据权利要求1或2所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述聚酯树脂占所述粉末涂料底粉的重量份比例为40-80％，所述固化剂占所述粉末涂料底粉的重量份比例为10-30％；所述粉末涂料底粉的原料还包括颜填料和/或助剂。
7.根据权利要求1或2所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料底粉的粒度分布D90大于30微米且小于200微米，所述复合邦定剂的粒度分布D50范围为10-50微米，同时所述复合邦定剂的粒度分布D50小于所述粉末涂料底粉的粒度分布D50。
8.一种金属型材，其特征在于，在所述金属型材表面静电喷涂如权利要求1-7之一所述的具有织布纹理效果的粉末涂料，经过固化工艺成型后得到具有织布纹理效果的涂膜。
9.根据权利要求8所述的金属型材，其特征在于，所述金属型材采用铝型材或不锈钢型材。
10.根据权利要求8所述的金属型材，其特征在于，所述固化工艺的固化温度范围为160-220℃，固化时间范围为8-20分钟。
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