CN112708333A - 一种耐水煮粉末涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐水煮粉末涂料组合物，至少包括热固性树脂、用于热固性树脂交联固化的固化剂以及颜填料；其中，所述颜填料包括氢氧化铝和疏水包覆型颜料；本发明中的氢氧化铝填料和疏水包覆型颜料在固化涂膜中进行协同作用，其原料本身具有优异的疏水性，同时也可以显著提高涂膜的致密性，可有效阻隔水汽透过涂层，有效提高其耐水煮性能。

Description

一种耐水煮粉末涂料组合物
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种耐水煮粉末涂料组合物。
背景技术
热固性粉末涂料因其具有绿色环保、能耗低、施工方便以及无VOC排放等优点，因而被广泛用于替代油漆以及水性漆来实现对各领域产品的防护装饰。但将其应用于一些特定产品领域时，对其耐水煮性能通常具有特殊的要求，这是常规粉末涂料产品无法达到的。
因此，本申请人希望寻求新的技术方案来改善粉末涂料的耐水煮性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐水煮粉末涂料组合物，氢氧化铝填料和疏水包覆型颜料在固化涂膜中进行协同作用，其原料本身具有优异的疏水性，同时也可以显著提高涂膜的致密性，可有效阻隔水汽透过涂层，有效提高其耐水煮性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种耐水煮粉末涂料组合物，至少包括热固性树脂、用于热固性树脂交联固化的固化剂以及颜填料；其中，所述颜填料包括氢氧化铝和疏水包覆型颜料。
优选地，所述疏水包覆型颜料包括疏水包覆型效果颜料。
优选地，所述疏水包覆型颜料包括疏水包覆型云母粉和/或疏水包覆型铝粉。
优选地，所述氢氧化铝占所述耐水煮粉末涂料组合物的重量份比例范围为5-50wt％。
优选地，所述疏水包覆型颜料占所述耐水煮粉末涂料组合物的重量份比例范围为0.5-15wt％。
优选地，包括组分A粉末涂料和组分B粉末涂料的混合物；其中，所述组分A粉末涂料包括组分A聚酯树脂；所述组分B粉末涂料包括组分B聚酯树脂；所述组分A聚酯树脂的酸值与组分B聚酯树脂的酸值不相等。
优选地，所述组分A聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，所述组分B聚酯树脂的酸值不低于45mgKOH/g；本申请涉及的酸值检测标准依据是GB/T2895-2008
优选地，所述组分A聚酯树脂包括第一组分A聚酯树脂和第二组分A聚酯树脂，所述组分A聚酯树脂的酸值与第二组分A聚酯树脂的酸值不相等。
优选地，所述第一组分A聚酯树脂和第二组分A聚酯树脂的酸值差值至少不小于5mgKOH/g。
优选地，所述固化剂包括TGIC(异氰尿酸三缩水甘油酯)。
优选地，所述固化剂包括异氰酸酯化合物，用于与其对应组分中聚酯树脂的羟基进行交联固化反应。本申请涉及的异氰酸酯化合物是指异氰酸各种酯类化合物的总称，具体可包括封闭型异氰酸酯或异氰酸酯二聚体或多异氰酸酯等。
本申请通过将氢氧化铝填料和疏水包覆型颜料作为粉末涂料组合物的特定原料组合，当粉末涂料组合物固化成膜后，氢氧化铝填料和疏水包覆型颜料在固化涂膜中进行协同作用，其原料本身具有优异的疏水性，同时也可以显著提高涂膜的致密性，可有效阻隔水汽透过涂层，有效提高其耐水煮性能；本申请还进一步优选地提出采用酸值不相同的双组分聚酯型粉末涂料组合物，各组分聚酯型粉末涂料组合物同时进行不同速度的充分交联固化反应，不仅实现了对涂膜的消光效果，同时提高了其固化涂膜的交联密度，可以提高涂膜本身的耐水性，有效阻隔水汽透过涂层，进一步利于其耐水煮性能。
具体实施方式
本实施例提出了一种耐水煮粉末涂料组合物，包括热固性树脂、用于热固性树脂交联固化的固化剂、助剂以及颜填料，其中，颜填料包括氢氧化铝和疏水包覆型颜料，还可以为了降低原料成本，进一步添加其他非铁系和非铬系的常规填料(例如硫酸钡或钛白粉)；优选地，疏水包覆型颜料包括疏水包覆型效果颜料，具体可以为疏水包覆型云母粉和/或疏水包覆型铝粉；优选地，在本实施方式中，氢氧化铝占耐水煮粉末涂料组合物的重量份比例范围为5-50wt％，更优选为8-30wt％，进一步优选为8-25wt％；疏水包覆型颜料占耐水煮粉末涂料组合物的重量份比例范围为0.5-15wt％，更优选为2-12wt％，进一步优选为5-10wt％。
本实施例中的耐水煮粉末涂料组合物可通过公知工艺制备技术得到，公知工艺制备技术通常包括：称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序后制备得到，当然也可以采用其他公知制备工艺来得到本实施例的耐水煮粉末涂料组合物，本申请对其制备工艺没有特别限定之处；其中，疏水包覆型效果颜料可以通过与耐水煮粉末涂料组合物干混或共混挤出混合为一体，还可以通过热邦定工艺将疏水包覆型效果颜料复合为一体；本申请人建议将疏水包覆型效果颜料通过干混或共混挤出混合为一体，因为本申请人发现这更利于提高固化涂膜的致密性。
优选地，在本实施方式中，耐水煮粉末涂料组合物包括组分A粉末涂料和组分B粉末涂料的混合物，组分A粉末涂料和组分B粉末涂料的混合物之间的重量份比例可以为5：1-1：5，优选为3：1-1：3，最为优选为1：1；其中，组分A粉末涂料包括组分A聚酯树脂、组分A固化剂、助剂、氢氧化铝、疏水包覆型颜料和/或其他颜填料；组分B粉末涂料包括组分B聚酯树脂、组分B固化剂、助剂、氢氧化铝、疏水包覆型颜料和/或其他颜填料；各组分粉末涂料分别通过原料混合、熔融挤出以及破碎等公知工序制备得到，当然也可以采用其他公知制备工艺来得到本实施例粉末涂料，本申请对其制备工艺没有特别限定之处；
其中优选地，组分A聚酯树脂的酸值与组分B聚酯树脂的酸值不相等；进一步优选地，在本实施方式中，组分A聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，优选地，组分A聚酯树脂的酸值范围为15-35mgKOH/g，更优选为18-30mgKOH/g；组分B聚酯树脂的酸值不低于45mgKOH/g，优选地，组分B聚酯树脂的酸值范围为45-90mgKOH/g，更优选为45-70mgKOH/g；
优选地，为了进一步提高对涂膜的交联密度，在本实施方式中，组分A聚酯树脂包括第一组分A聚酯树脂和第二组分A聚酯树脂，组分A聚酯树脂的酸值与第二组分A聚酯树脂的酸值不相等,可进一步提高固化涂膜的致密度；优选地，第一组分A聚酯树脂和第二组分A聚酯树脂的酸值差值至少不小于5mgKOH/g,优选为6-15mgKOH/g。
优选地，为了进一步提高对涂膜的交联密度，利于固化涂膜的致密性，在本实施方式中，组分A固化剂和/或组分B固化剂包括TGIC(异氰尿酸三缩水甘油酯)和异氰酸酯化合物，其中，添加异氰酸酯化合物可用于与其对应组分中聚酯树脂的羟基进行交联固化反应，进一步利于交联密度，固化剂也可以采用HAA(β-羟烷基酰胺)，但其涂膜致密性比TGIC体系要差，本申请人不建议其作为优选方案使用。
优选地，本实施例中的组分A粉末涂料中组分A聚酯树脂的重量份比例范围为40-70wt％，组分A固化剂的重量份比例范围为1-20wt％，助剂的重量份比例范围为0-10wt％；组分B粉末涂料可以同样参照组分A粉末涂料的优选重量份比例来准备相关原料。
为了验证本申请实施时的技术效果，本申请特别进行了以下多组实施例作为耐水煮粉末涂料组合物的配方原料进行具体测试性能对比：
实施例1：一种耐水煮粉末涂料组合物，包括组分A粉末涂料和组分B粉末涂料的干混混合物，组分A粉末涂料和组分B粉末涂料之间的重量份比例为1：1；其中，组分A粉末涂料的配方原料请参见下表1a，组分B粉末涂料的配方原料请参见下表1b：
表1a实施例1中组分A粉末涂料的配方
原料类型 重量份 具体原料型号
第一组分A聚酯树脂 300 购自DSM，其酸值范围为30-40mgKOH/g
第二组分A聚酯树脂 300 购自神剑，其酸值范围为18-24mgKOH/g
TGIC 35 市场上采购得到
异氰酸酯化合物 30 型号为VESTAGON B1530
流平剂 10 市场上采购得到
消泡剂 10 具体采用聚乙烯蜡，可从市场上采购得到
分散剂 10 市场上采购得到
脱气剂 5 具体采用安息香，可从市场上采购得到
氢氧化铝 220 市场上采购得到
疏水包覆型云母粉 80 市场上采购得到
总量Total 1000 /
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分A粉末涂料。
表1b实施例1中组分B粉末涂料的配方
Figure BDA0002869361700000051
Figure BDA0002869361700000061
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分B粉末涂料。
实施例2：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例2中，组分A粉末涂料和组分B粉末涂料之间的重量份比例为1：3。
实施例3：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例3中，组分A粉末涂料和组分B粉末涂料之间的重量份比例为3：1。
实施例4：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例4中，组分A粉末涂料中的疏水包覆型云母粉通过干混制成一体组合物,组分B粉末涂料中的疏水包覆型云母粉通过干混制成一体组合物。
实施例5：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例5中，组分A粉末涂料中的疏水包覆型云母粉通过热邦定工艺制成一体组合物,组分B粉末涂料中的疏水包覆型云母粉通过热邦定工艺制成一体组合物。
实施例6：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例6中，组分A粉末涂料的配方原料请参见下表2a，组分B粉末涂料的配方原料请参见下表2b：
表2a实施例6中组分A粉末涂料的配方
Figure BDA0002869361700000062
Figure BDA0002869361700000071
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分A粉末涂料。
表2b实施例6中组分B粉末涂料的配方
原料类型 重量份 具体原料型号
组分B聚酯树脂 600 购自神剑，其酸值范围为60-70mgKOH/g
TGIC 35 市场上采购得到
流平剂 10 市场上采购得到
消泡剂 10 具体采用聚乙烯蜡，可从市场上采购得到
分散剂 10 市场上采购得到
脱气剂 5 具体采用安息香，可从市场上采购得到
氢氧化铝 250 市场上采购得到
疏水包覆型云母粉 80 市场上采购得到
总量Total 1000 /
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分B粉末涂料。
实施例7：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例7中，组分A粉末涂料的配方原料请参见下表3a：
表3a实施例7中组分A粉末涂料的配方
Figure BDA0002869361700000072
Figure BDA0002869361700000081
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分A粉末涂料。
实施例8：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例8中，采用疏水包覆型铝粉替换各组分粉末涂料中的疏水包覆型云母粉。
实施例9：一种耐水煮粉末涂料组合物，其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例9中，组分A粉末涂料的配方原料请参见下表4a，组分B粉末涂料的配方原料请参见下表4b：
表4a实施例9中组分A粉末涂料的配方
Figure BDA0002869361700000082
Figure BDA0002869361700000091
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分A粉末涂料。
表4b实施例9中组分B粉末涂料的配方
Figure BDA0002869361700000092
通过称量、预混、熔融挤出、磨粉、旋风分离等工序制备得到组分B粉末涂料。
实施例10：一种耐水煮粉末涂料组合物，采用实施例1中的组合A粉末涂料作为其耐水煮粉末涂料组合物。
实施例11：一种耐水煮粉末涂料组合物，采用实施例1中的组合B粉末涂料作为其耐水煮粉末涂料组合物。
本申请实施例中的消泡剂和脱气剂主要均是用于快速消除耐水煮粉末涂料组合物在喷涂固化过程中产生的水汽，具有类似的技术效果，避免水汽对涂层产生负面影响；消泡剂和脱气剂两者可同时使用，也可单独使用，这些都是本领域技术人员的常规技术选择。
对比例1：本对比例1的其余技术方案同实施例1，区别在于，组分A粉末涂料的配方原料不包括80份疏水包覆型云母粉，且将氢氧化铝的重量份增加至300份，同时组分B粉末涂料的配方原料不包括80份疏水包覆型云母粉，且将氢氧化铝的重量份增加至300份。
对比例2：本对比例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，组分A粉末涂料的配方原料不包括220份氢氧化铝，将疏水包覆型云母粉的重量份增加至300份，同时组分B粉末涂料的配方原料不包括220份氢氧化铝，且将疏水包覆型云母粉的重量份增加至300份。
对比例3：本对比例3的其余技术方案同实施例1，区别在于，组分A粉末涂料的配方原料采用300份硫酸钡替代实施例1中的220份氢氧化铝和80份疏水包覆型云母粉；组分B粉末涂料的配方原料采用300份硫酸钡替代实施例1中的220份氢氧化铝和80份疏水包覆型云母粉。
将以上实施例1-11和对比例1-3中的粉末涂料组合物分别向相同的铝质基材样板进行喷涂、固化(固化条件统一为200℃@10min)后分别得到固化涂层，膜厚统一控制在60-100微米的范围(测试标准为：ISO2360-2017)，分别对这些固化涂层进行了如下并对各涂层分别依据GB5237.4-2008进行了1小时以及2小时沸水高压条件下的耐水煮，然后对这些水煮后的涂层进行了如下表5所示的性能测试对比：
表5沸水高压耐水煮后的涂层性能测试对比
Figure BDA0002869361700000111
需要特别说明的是，本实施例涉及的色差是通过Datacolor测色仪测试得到的。
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 (11)

1.一种耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，至少包括热固性树脂、用于热固性树脂交联固化的固化剂以及颜填料；其中，所述颜填料包括氢氧化铝和疏水包覆型颜料。
2.根据权利要求1所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述疏水包覆型颜料包括疏水包覆型效果颜料。
3.根据权利要求1所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述疏水包覆型颜料包括疏水包覆型云母粉和/或疏水包覆型铝粉。
4.根据权利要求1所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述氢氧化铝占所述耐水煮粉末涂料组合物的重量份比例范围为5-50wt％。
5.根据权利要求1所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述疏水包覆型颜料占所述耐水煮粉末涂料组合物的重量份比例范围为0.5-15wt％。
6.根据权利要求1所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，包括组分A粉末涂料和组分B粉末涂料的混合物；其中，所述组分A粉末涂料包括组分A聚酯树脂；所述组分B粉末涂料包括组分B聚酯树脂；所述组分A聚酯树脂的酸值与组分B聚酯树脂的酸值不相等。
7.根据权利要求6所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述组分A聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，所述组分B聚酯树脂的酸值不低于45mgKOH/g。
8.根据权利要求6所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述组分A聚酯树脂包括第一组分A聚酯树脂和第二组分A聚酯树脂，所述组分A聚酯树脂的酸值与第二组分A聚酯树脂的酸值不相等。
9.根据权利要求8所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述第一组分A聚酯树脂和第二组分A聚酯树脂的酸值差值至少不小于5mgKOH/g。
10.根据权利要求1所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述固化剂包括TGIC。
11.根据权利要求6所述的耐水煮粉末涂料组合物，其特征在于，所述固化剂包括异氰酸酯化合物，用于与其对应组分中聚酯树脂的羟基进行交联固化反应。
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