CN112409868A - 一种具有冰花纹理效果的粉末涂料 - Google Patents

一种具有冰花纹理效果的粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，涉及粉末涂料技术领域，所述粉末涂料的原料包括：含缩水甘油基的丙烯酸树脂、冰花剂、助剂；其中，冰花剂是由线性脂肪族二元酸、脂肪族聚酐、酸酐化合物中的至少一种与羧基官能度的聚酯树脂复配组成的。本发明原料中的冰花剂为含羧基官能度的混合物，其可以与粉末涂料中的含缩水甘油醚的丙烯酸树脂主料发生交联反应的同时提供冰花纹理，所得涂层冰花纹理清晰均匀、成型稳定、机械性能良好、装饰效果显著。

Description

一种具有冰花纹理效果的粉末涂料
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，尤其涉及一种具有冰花纹理效果的粉末涂料。
背景技术
粉末涂料是一种100％固体组分的涂料，与传统的溶剂型及水性涂料不同，其VOC(Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物)几乎为零，无溶剂污染也更为节能环保，是一种环境友好型的涂料。也正因为此，在VOC排放标准日益严格的今天以及受“漆改粉”趋势的推动，粉末涂料的市场份额正在快速增长。
出于美学上的观赏需要，在一些特殊的应用领域倾向于使用具有纹理装饰效果的涂层，如防盗门、保险柜、五金工具、办公用品及工艺品等。这些具有纹理装饰效果的粉末涂料主要有皱纹(Wrinkleled finish)、龟纹(Alligator finish)、蛇皮纹(Snake skinfinish)、锤纹(Hammertone finish)、裂纹(Crcakle finish)仿古纹(Antique and fauxfinish)、砂纹等。关于上述具有纹理装饰效果的粉末涂料的应用在US5447751、US5695852、US20080132606、US20050132930、US20140058016、CN102153900、US5554681、EP0806459、CN110819189等专利中均有详细的介绍。
与上述纹理效果的粉末涂料完全不同，本发明提供了一种全新的具有冰花纹理效果的粉末涂料组成及其施工工艺。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，所得涂层冰花纹理清晰均匀、成型稳定、机械性能良好、装饰效果显著。
本发明提出的一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料包括：含缩水甘油基的丙烯酸树脂、冰花剂、助剂；其中，冰花剂是由线性脂肪族二元酸、脂肪族聚酐、酸酐化合物中的至少一种与羧基官能度的聚酯树脂复配组成的。
优选地，所述冰花剂由以下重量百分比的组分组成：羧基官能度的聚酯树脂92-98％，线性脂肪族二元酸0-8％，脂肪族聚酐0-8％，酸酐化合物0-8％。
优选地，所述羧基官能度的聚酯树脂的重均分子量为1000-40000，酸值范围为10-100mg KOH/g，玻璃化温度Tg为40-80℃。
上述羧基官能度的聚酯树脂的重均分子量优选1500-10000，更为优选3000-6000；酸值范围优选20-80mg KOH/g，更为优选5-40mg KOH/g；玻璃化温度Tg优选45-65℃，更为优选50-65℃。
在本发明中，上述羧基官能度的聚酯树脂可由相应的二元酸和多元醇缩合而成；其中，二元酸有对苯二甲酸、间苯二甲酸、1，4-环己基二甲酸、己二酸、琥珀酸等；多元醇有乙二醇、二甘醇、丙二醇、己二醇、新戊二醇、环己基二甲醇和三羟甲基丙烷等。
在本发明中，上述羧基官能度的聚酯树脂可以通过商购的途径得到，例如：安徽神剑的SJ 5122、SJ5101、SJ4#ET，DSM公司的Uralac P 5200、Uralac P 5201。有关这样的羧基官能度聚酯树脂对本技术领域的相关技术人员来说这是公知的。
优选地，所述线性脂肪族二元酸的结构式如下：
Figure BDA0002777194070000031
其中，m为4-18的整数。
上述线性脂肪族二元酸为饱和线性脂肪族二元酸，优选为己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸等。
优选地，所述脂肪族聚酐的结构式如下：
Figure BDA0002777194070000032
其中，m为4-18的整数，n为2-18的整数；优选地，所述脂肪族聚酐的酸值范围为250-400mg KOH/g，熔程为50-170℃。
上述脂肪族聚酐的酸值范围优选300-350mg KOH/g，熔程优选70-100℃。
在本发明中，上述脂肪族聚酐可以通过商购的途径得到，例如：Allnex的
Figure BDA0002777194070000034
P791。有关这样的脂肪族聚酐对本技术领域的相关技术人员来说这是公知的。
优选地，所述酸酐化合物的结构式如下：
Figure BDA0002777194070000033
其中，R为C2-C9的链状或环状烃基；优选地，所述酸酐化合物的熔点≤170℃；
优选地，当R为链状烷基时，所述酸酐化合物为丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、2,2,-二甲基琥珀酸酐、丁基琥珀酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种或以上；当R为环状烷基时，所述酸酐化合物为1,2-环丙烷二羧酸酸酐、环丁烷-1,2-二甲酸酐、环戊烷-1,2-二甲酸酐、六氢苯酐、纳迪克酸酐、四氢苯酐、苯酐中的一种或以上。
优选地，所述含缩水甘油基的丙烯酸树脂的环氧当量为300-1000，玻璃化转化温度为30-110℃。
上述含缩水甘油基的丙烯酸树脂是将含环氧基单体加入到丙烯酸酯共聚单体中共聚制得的；所述含环氧基单体的结构式如下：
Figure BDA0002777194070000041
其中，R1、R2选自H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基中的任意一种，优选R1为H或甲基，更为优选为甲基，优选R2为H；
上述丙烯酸共聚单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯中的至少一种；优选地，所述丙烯酸酯共聚单体中还包括乙烯基类单体，优选地，所述乙烯基类单体为苯乙烯、甲基苯乙烯中的一种或两种。
上述含缩水甘油基的丙烯酸树脂以含环氧基单体和丙烯酸酯共聚单体的总重量计，其中，含环氧基单体的重量百分比为15-70％，丙烯酸共聚单体的重量百分比为30-85％；优选地；含环氧基单体的重量百分比为25-50％，丙烯酸共聚单体的重量百分比为50-75％。
上述的含缩水甘油基的丙烯酸树脂的环氧当量300-1000，优选600-800；玻璃化转化温度为30-110℃，优选60-90℃。
在本发明中，上述含缩水甘油基的丙烯酸树脂可以通过商购的途径得到，例如：武汉炎黄化工有限责任公司的YH-208，安徽省华安进出口有限公司的AHA7700，六安捷通达新材料有限公司的SA550、SA580，武汉银彩科技有限公司的G700等。有关这样的含缩水甘油基的丙烯酸树脂对本技术领域的相关技术人员来说这是公知的。
在本发明中，助剂包括流平剂、增塑剂、稳定剂(如光稳定剂、紫外吸收剂等)、除气剂(如安息香等)、表面改性剂等中的至少一种。
在本发明中，颜料包括但不仅限于氧化铁红、氧化铁黄、铬颜料、炭黑、酞青蓝、酞青绿、偶氮、蒽醌、硫靛等。
优选地，所述粉末涂料包括以下重量百分比的原料：含缩水甘油基的丙烯酸树脂25-50％、冰花剂45-70％、助剂2-7％和颜料0-0.7％。
上述具有冰花纹理效果的粉末涂料组成中不含任何颜料组分时，所述的粉末涂料为透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料。
在本发明中，上述具有冰花纹理效果的粉末涂料的制备方法如下：将所有原料混匀，然后经热熔融混炼、压片、粉碎、过筛后得到。其中，过筛用筛网目数为80～120目筛，优选100～120目筛。
在本发明中，上述具有冰花纹理效果的粉末涂料的施工方法如下：可通过静电枪喷涂、摩擦枪喷涂、流化床浸涂等方法使其粘附在底材上，然后通过加热或辐射固化的方式形成具有冰花纹理效果的涂膜。涂膜的厚度为100-200μm，优选地，110-150μm。
根据本发明所述的底材可以是未经涂装的底材，也可以是已经被涂覆的带有涂层的底材。
根据本发明所述的带有涂层的底材其涂层为光滑的粉末涂料涂层。
根据本发明所述的带有涂层的底材其涂层为已固化或者部分固化的粉末涂料涂层。
根据本发明所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料施工方法还可以是通过罩光的方法将所述的透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料通过静电枪喷涂、摩擦枪喷涂、流化床浸涂等方法使其粘附在上述带有涂层的底材上，然后通过加热或辐射固化的方式形成具有冰花纹理效果的涂膜。
有益效果：本发明提出了一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，原料中的冰花剂为含羧基官能度的混合物，其与粉末涂料中的含缩水甘油醚的丙烯酸树脂主料发生交联反应的同时，发明人还意外发现该体系能够提供良好的冰花纹理效果，所得涂层冰花纹理清晰均匀、成型稳定、机械性能良好、装饰效果显著。如图1所示，将本发明具有冰花纹理效果的粉末涂料喷涂在金属保温杯上，纹理清晰、装饰效果好。
附图说明
图1为本发明具有冰花纹理效果的粉末涂料在工件上的应用效果图；
图2为本发明实施例4制备的粉末涂料的冰花纹理版面图；
图3为本发明实施例5制备的粉末涂料的冰花纹理版面图；
图4为本发明实施例8制备的粉末涂料的冰花纹理版面图；
图5为本发明实施例13制备的粉末涂料的冰花纹理版面图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：170份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、280份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、19份聚酐P791、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法：将上述各原料置于塑料袋中手动混合3-5min，加入双螺杆试验用挤出机(型号：SLJ-30A，烟台东辉)中熔融均化，压片、冷却，然后碾磨成细粉，过120目筛，通过静电喷涂在脱脂冷轧钢板上，于200℃固化15min。
实施例2
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：185份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、280份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、15份十二烷二酸、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：219份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、240份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、15份四氢苯酐、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：190份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、270份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、8份聚酐P791、10份十二烷二酸、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：234份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、210份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、17份聚酐P791、10份己二酸、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例6
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：222份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、245份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、10份四氢苯酐、5份己二酸、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例7
一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：185份含缩水甘油基的丙烯酸树脂SA580、280份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、15份十二烷二酸、10份流平剂AHA1088P、1份炭黑、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例8
一种透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：185份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、275份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、15份十二烷二酸、10份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例9
一种透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：198份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、260份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、5份聚酐P791、15份十二烷二酸、10份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例10
一种透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其原料按重量份包括：168份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、290份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、10份聚酐P791、5份十二烷二酸、10份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同实施例1。
实施例11
带有涂层的底材①，其涂层原料按重量份包括：295份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、22.5份固化剂AHA6810、1份炭黑、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、175份沉淀硫酸钡。
制备方法同实施例1。
实施例12
将实施例8得到的透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料通过静电喷涂的方式涂覆在实施例11得到的带有涂层的底板①上，于200℃固化15min。
实施例13
将实施例9得到的透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料通过静电喷涂的方式涂覆在实施例11得到的带有涂层的底板①上，于200℃固化15min。
实施例14
将实施例10得到的透明的具有冰花纹理效果的粉末涂料通过静电喷涂的方式涂覆在实施例11得到的带有涂层的底板①上，于200℃固化15min。
比较例1
一种透明的GMA配方，其原料按重量份包括：120份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、360份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
将上述各原料置于塑料袋中手动混合3-5min，加入双螺杆试验用挤出机(型号：SLJ-30A，烟台东辉)中熔融均化，压片、冷却，然后碾磨成细粉，过120目筛，通过静电喷涂在脱脂冷轧钢板上，于200℃固化15min。
比较例2
一种透明GMA配方，其原料按重量份包括：420份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、69份十二烷二酸、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同比较例1。
比较例3
一种透明GMA配方，其原料按重量份包括：392份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、98份聚酐P791、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同比较例1。
比较例4
一种透明GMA配方，其原料按重量份包括：402份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、70份聚酐P791、20份十二烷二酸、5份流平剂AHA1088P、、3份安息香AHA4100、15份表面改性剂。
制备方法同比较例1。
比较例5
一种黑色GMA配方，其原料按重量份包括：120份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、360份羧基官能度的聚酯树脂SJ4#ET、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、1份炭黑、15份表面改性剂。
制备方法同比较例1。
比较例6
一种透明GMA配方，其原料按重量份包括：420份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、69份十二烷二酸(DDDA)、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、1份炭黑、15份表面改性剂。
制备方法同比较例1。
比较例7
一种透明GMA配方，其原料按重量份包括：392份含缩水甘油基的丙烯酸树脂YH-208、98份聚酐P791、5份流平剂AHA1088P、3份安息香AHA4100、1份炭黑、15份表面改性剂。
制备方法同比较例1。
对本发明实施例1-14和比较例1-7中制备的粉末涂料的性能进行测试。
一、测试项目及方法
1.版面
用肉眼观察进行表述。
2.涂膜厚度
用磁性厚度测定仪(厚度测定仪德国Automation Dr.Nix GmbH公司的Q Nix4500直接测得。
3.光泽
按GB/T1743-89标准进行，60°的反射率，采用德国BYK公司的Micro-gloss60°4442直接测得。
二、原料来源
比较例1-7和实施例1-14中各原料的供应商如表1所示：
表1比较例1-7和实施例1-14中各原料的供应商
Figure BDA0002777194070000121
Figure BDA0002777194070000131
三、检测结果：
表2粉末涂料的性能测试结果
Figure BDA0002777194070000132
Figure BDA0002777194070000141
从表2中可以看出，本发明实施例1-7和12-14中所得的具有冰花纹理效果的涂层冰花纹理清晰均匀、成型稳定、装饰效果显著、机械性能良好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料的原料包括：含缩水甘油基的丙烯酸树脂、冰花剂、助剂；其中，冰花剂是由线性脂肪族二元酸、脂肪族聚酐、酸酐化合物中的至少一种与羧基官能度的聚酯树脂复配组成的。
2.根据权利要求1所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述冰花剂由以下重量百分比的组分组成：羧基官能度的聚酯树脂92-98％，线性脂肪族二元酸0-8％，脂肪族聚酐0-8％，酸酐化合物0-8％。
3.根据权利要求1或2所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述羧基官能度的聚酯树脂的重均分子量为1000-40000，酸值范围为10-100mg KOH/g，玻璃化温度Tg为40-80℃。
4.根据权利要求1或2所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述线性脂肪族二元酸的结构式如下：
Figure FDA0002777194060000011
其中，m为4-18的整数。
5.根据权利要求1或2所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述脂肪族聚酐的结构式如下：
Figure FDA0002777194060000012
其中，m为4-18的整数，n为2-18的整数；优选地，所述脂肪族聚酐的酸值范围为250-400mg KOH/g，熔程为50-170℃。
6.根据权利要求1或2所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述酸酐化合物的结构式如下：
Figure FDA0002777194060000021
其中，R为C2-C9的链状或环状烃基；优选地，所述酸酐化合物的熔点≤170℃。
7.根据权利要求6所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，当R为链状烷基时，所述酸酐化合物为丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、2,2,-二甲基琥珀酸酐、丁基琥珀酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种或以上；当R为环状烷基时，所述酸酐化合物为1,2-环丙烷二羧酸酸酐、环丁烷-1,2-二甲酸酐、环戊烷-1,2-二甲酸酐、六氢苯酐、纳迪克酸酐、四氢苯酐、苯酐中的一种或以上。
8.根据权利要求1所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述含缩水甘油基的丙烯酸树脂的环氧当量为300-1000，玻璃化转化温度为30-110℃。
9.根据权利要求1-8任一项所述的具有冰花纹理效果的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料包括以下重量百分比的原料：含缩水甘油基的丙烯酸树脂25-50％、冰花剂45-70％、助剂2-7％和颜料0-0.7％。
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