CN112708332A - 一种耐候耐高温粉末涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候耐高温粉末涂料组合物，至少包括有机硅树脂、聚酯树脂和丙烯酸树脂，所述丙烯酸树脂可与所述聚酯树脂发生交联固化反应；本发明通过特定原料配方组合设计，降低了原料成本，同时确保了耐候性以及耐温性，适合进行大规模生产应用。

Description

一种耐候耐高温粉末涂料组合物
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种耐候耐高温粉末涂料组合物。
背景技术
现有的耐高温粉末涂料通常都是采用添加大重量份比例的有机硅树脂来提高其耐温性能，不仅导致配方成本高，而且在涂膜性能以及耐候性上的表现均较差，不适合作为户外用粉末涂料。如公开号为CN109161311A的发明专利申请公开了高附着力耐高温粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法，主要提出采用具有良好涂膜附着性的热固性聚酯树脂混拼有机硅树脂来提高其耐温性能和涂膜性能，然而其涂膜的耐候性表现差，且聚酯树脂本身的耐温性差。
为了提高耐高温粉末涂料的耐候性能，公开号为CN108977061A的发明专利申请公开了一种耐候性高温粉末涂料，提出采用有机硅树脂混拼耐候性优异的丙烯酸树脂以及可分别与有机硅树脂和丙烯酸树脂发生交联固化反应的异氰酸酯，进而来同时提高耐候性和耐温性。然而其采用的丙烯酸树脂材料成本仍然较高，难以进行规模生产应用。
因此，本申请人希望寻求技术方案来解决以上技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐候耐高温粉末涂料组合物，通过特定原料配方组合设计，降低了原料成本，同时确保了耐候性以及耐温性，适合进行大规模生产应用。
本发明采用的技术方案如下：
一种耐候耐高温粉末涂料组合物，至少包括有机硅树脂、聚酯树脂和丙烯酸树脂，所述丙烯酸树脂可与所述聚酯树脂发生交联固化反应。
优选地，所述有机硅树脂包括可自交联固化的有机硅树脂和/或可与固化剂进行交联固化反应的有机硅树脂；进一步优选地，有机硅树脂包括含有苯基的片状硅树脂，确保与丙烯酸树脂和聚酯树脂之间同时具有良好的相容性。
优选地，所述有机硅树脂占所述耐候耐高温粉末涂料组合物的重量份比例范围为5-35wt％；更优选地，所述有机硅树脂占所述耐候耐高温粉末涂料组合物的重量份比例范围为15-25wt％。
优选地，所述聚酯树脂占所述耐候耐高温粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-40wt％，更优选地，聚酯树脂占所述耐候耐高温粉末涂料组合物的重量份比例范围为15-30wt％。
优选地，所述丙烯酸树脂与所述聚酯树脂的重量份比例范围1:3-3:1。
Preferably,the weight proportion of acrylic resin and polyester resinis 1:3-3:1.
优选地，所述聚酯树脂包括羧基饱和聚酯树脂，其酸值范围为20-40mgKOH/g，更优选为25-36mgKOH/g；本申请涉及的酸值数据检测标准依据是ISO 3682-1998。
优选地，所述聚酯树脂在165℃温度下的粘度范围为400-800Pa·s,更优选为400-600Pa·s，本申请涉及的粘度数据是采用ICI锥板粘度计(CONE&PLATE)检测得到，检测标准依据是ASTM D 4287-1994。
优选地，所述聚酯树脂的玻璃化温度范围为60-70℃，本申请涉及的玻璃化温度数据是通过METTLER热分析仪检测得到，检测方法采用差示扫描热法DSC(英文全称为：Differential Scanning Calorimetry),其加热升温速度参数设置在20℃/分钟。
优选地，所述丙烯酸树脂包括GMA丙烯酸树脂，本申请涉及的GMA的全称为Glycidyl Methacrylate，中文意思是指甲基丙烯酸缩水甘油酯，属于一种公知类型的丙烯酸树脂。
优选地，所述GMA丙烯酸树脂的环氧当量范围为400-800g/eq，更优选为500-700g/eq，更进一步优选为550-650g/eq；本申请涉及的环氧当量数据检测标准依据是GB/T 4612-2008。
优选地，还包括固化剂，用于与所述聚酯树脂或有机硅树脂或丙烯酸树脂发生交联固化反应，提高交联度，可以进一步提高涂膜在基材上的附着性能；具体优选地，固化剂可以包括异氰酸酯。
优选地，包括具有环氧基的固化剂，更优选为缩水甘油基功能性固化剂，用于与所述聚酯树脂发生交联固化反应。
优选地，所述具有环氧基的固化剂占所述聚酯树脂重量份的10-25wt％，可以进一步提高聚酯树脂的交联固化程度，有利于涂膜在基材上的附着性能。
本发明利用可进行交联固化反应的有机硅树脂，可发生交联固化反应的聚酯树脂和丙烯酸树脂作为粉末涂料组合物的主体原料，显著降低了原料成本，通过有机硅树脂提涂膜耐温性能的基础上，本申请人惊喜地发现通过聚酯树脂与丙烯酸树脂进行交联固化反应可以确保涂膜具有良好的附着力、耐候性以及耐温保光性，适合进行大规模生产应用。本发明还特别选用了低酸值、高粘度的羧基饱和聚酯树脂和具有环氧基的耐候性丙烯酸树脂(优选为GMA)，不仅利于快速进行交联固化反应同时提高涂膜在基材上的附着力，而且可以有效提高聚酯树脂的耐温性能，确保涂膜在高温条件下的保光性能。
具体实施方式
本实施例提出了一种耐候耐高温粉末涂料组合物，可参照下表1准备原料：
表1本发明实施例的配方原料表
Figure BDA0002869361630000031
Figure BDA0002869361630000041
为了进一步验证本申请的实施效果，本申请进行了以下具体实施例的展开实施：
实施例1：一种耐候耐高温粉末涂料组合物，根据下表2准备原料：
表2本实施例1的配方原料表
Figure BDA0002869361630000042
以上有机硅树脂采用含有苯基的片状硅树脂，确保与丙烯酸树脂和聚酯树脂之间同时具有良好的相容性。
通过常规的混料、熔融挤出(通过螺杆挤出机)、压片、破碎磨粉等公知工序得到耐候耐高温粉末涂料组合物，然后通过静电喷涂工艺分别向铝板、铁板上喷涂该耐候耐高温粉末涂料组合物，在热固化条件下完成固化(200-220℃@15-20分钟)，从而在铝板、铁板表面上成型得到耐候耐高温固化涂膜，涂膜的厚度范围为60-150微米(测试标准依据为：ISO2360-2017)。
本实施例对通过上述方法制备得到的具有耐候耐高温固化涂膜的铝板和铁板分别进行288℃耐温保光性测试，该耐温保光性的测试条件包括：以288℃温度条件下(高温环境设备采用马弗炉)放置1小时为一个测试循环，每2个测试循环结束后依据ISO2813-2014测试其光泽度(60°角)，间隔放置10个测试循环后要求最终的保光率≥75％，测试结果请参见下表：
Figure BDA0002869361630000051
通过如上288℃耐温保光性测试，发现本实施例制备得到的耐候耐高温固化涂膜在铁质或铝质基材上均具备优异的耐温保光性。
本实施例还对通过上述方法制备得到的具有耐候耐高温固化涂膜的铝板和铁板分别进行288℃耐温保色性测试，该耐温保色性的测试条件包括：以288℃温度条件下(高温环境设备采用马弗炉)放置1小时为一个测试循环，每2个测试循环结束后通过Datacolor测色仪来测试涂膜的色差变化，间隔放置10个测试循环后要求最终的色差值ΔE≤4.0，测试结果请参见下表：
Figure BDA0002869361630000052
通过如上288℃耐温保色性测试，发现本实施例制备得到的耐候耐高温固化涂膜在铁质或铝质基材上均具备优异的耐温保色性。
本实施例还对通过上述方法制备得到的具有耐候耐高温固化涂膜的铝板和铁板分别进行288℃耐温附着力测试，该耐温附着力的测试条件包括：以288℃温度条件下(高温环境设备采用马弗炉)放置1小时为一个测试循环，每2个测试循环结束后依据测试标准ASTMD3359测试其附着力等级，间隔放置10个测试循环后要求最终的附着力等级≥3B，测试结果请参见下表：
Figure BDA0002869361630000061
通过如上288℃耐温附着力测试，发现本实施例制备得到的耐候耐高温固化涂膜在铁质或铝质基材上均具备优异的耐温附着力表现。
本实施例还对通过上述方法制备得到的具有耐候耐高温固化涂膜的铝板和铁板依据测试标准ISO16474-2进行耐候性氙灯测试，测试结果请参见下表：
Figure BDA0002869361630000062
本领域技术人员可以依据本实施例并结合本领域的公知常识来展开实施不同的实施例，同样可以获得与本实施例1类似的技术效果。
对比例1：采用市场上销售的常规耐高温粉末涂料，采用本申请实施例1中相同的制备方法制作得到具有固化涂膜的对比例1铁板。
对比例2：采用CN109161311A方案的耐高温粉末涂料，采用本申请实施例1中相同的制备方法制作得到具有固化涂膜的对比例2铁板。
参照实施例1的测试方法进行了288℃耐温保光性测试、288℃耐温保色性测试、288℃耐温附着力测试以及耐候性测试，测试结果依次如下表：
Figure BDA0002869361630000071
Figure BDA0002869361630000072
Figure BDA0002869361630000073
Figure BDA0002869361630000074
实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例2不添加异氰酸酯；其初始附着力相对于实施例1会有下降，但在循环测试中，附着力等级始终保持在≥3B；288℃耐温保光性测试以及288℃耐温保色性测试结果没有变化。
实施例3：本实施例3的其余技术方案同实施例1，区别在于，本实施例3不添加异氰尿酸三缩水甘油酯；其初始附着力相对于实施例1会有下降，但在循环测试中，附着力等级始终保持在≥3B；288℃耐温保光性测试以及288℃耐温保色性测试结果没有变化。
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。
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 (13)

1.一种耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，至少包括有机硅树脂、聚酯树脂和丙烯酸树脂，所述丙烯酸树脂可与所述聚酯树脂发生交联固化反应。
2.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述有机硅树脂包括可自交联固化的有机硅树脂和/或可与固化剂进行交联固化反应的有机硅树脂。
3.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述有机硅树脂占所述耐候耐高温粉末涂料组合物的重量份比例范围为5-35wt％。
4.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述聚酯树脂占所述耐候耐高温粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-40wt％。
5.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂与所述聚酯树脂的重量份比例范围1:3-3:1。
6.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述聚酯树脂包括羧基饱和聚酯树脂，其酸值范围为20-40mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述聚酯树脂在165℃温度下的粘度范围为400-800Pa·s。
8.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述聚酯树脂的玻璃化温度范围为60-70℃。
9.根据权利要求1或6所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂包括GMA丙烯酸树脂。
10.根据权利要求9所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述GMA丙烯酸树脂的环氧当量范围为400-800g/eq。
11.根据权利要求1所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，还包括固化剂，用于与所述聚酯树脂或有机硅树脂或丙烯酸树脂发生交联固化反应，提高交联度。
12.根据权利要求11所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，包括具有环氧基的固化剂，用于与所述聚酯树脂发生交联固化反应。
13.根据权利要求12所述的耐候耐高温粉末涂料组合物，其特征在于，所述具有环氧基的固化剂占所述聚酯树脂重量份的10-25wt％。
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