CN113308184A - 一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物及其制备方法，属于粉末涂料组合物制备技术领域，该粉末涂料组合物包括如下重量百分比的原料：45‑55％端羟基聚酯树脂、13‑16％封端二异氰酸酯固化剂、3‑10％附着力促进剂、0.5‑1％流平剂、0.1‑0.5％安息香，余量为颜填料；本发明还制备了一种附着力促进剂，将所制备的附着力促进剂加入到粉末涂料组合物中，并将本发明不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物喷涂在不锈钢基材上，经交联固化后，形成的涂膜具有极佳的附着力、耐冲击性和抗折弯性。

Description

一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于粉末涂料组合物制备技术领域，具体地，涉及一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物及其制备方法。

背景技术

在门窗、家具装饰和食品医疗行业中，不锈钢的应用日益广泛。生活中随处可见的不锈钢防盗门，不锈钢建筑，不锈钢家具，不锈钢水杯、餐具和厨具等。如果都是单一的冷色不锈钢，会显得很单调枯燥，不符合人们对彩色生活的时尚追求。所以，不锈钢的粉末涂装也成为环保粉末喷涂的新宠，附着力是涂料与被涂物分子在界面区上产生相互吸附的作用力。粉末涂层的附着机理分为物理吸附和化学键合。机械作用力、静电引力、分子间力(范德华力)、氢键及化学键结合力等，这些力都能使涂层对被涂物体表面产生引力，从而赋予一定的涂层附着力。

不锈钢自身的特性导致涂层的附着力不如其他钢材，在进行喷涂前往往需要用强酸腐蚀对其表面进行腐蚀处理，这种处理后的不锈钢即使在喷涂后使用，也容易出现腐蚀老化。现有的粉末涂料在未做表面处理的不锈钢光滑表面上的附着力差，从而导致涂层的耐冲击性及抗折弯性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物及其制备方法，解决了现有技术中使用粉末涂料在不锈钢光滑面上附着力差，进而导致涂层的耐冲击性及抗折弯性较差的问题，通过使用本发明的粉末涂料组合物，即使喷涂在未做表面处理的不锈钢表面，也具有极好的附着力，形成的涂膜具有极好的耐候性、抗冲击和耐折弯性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，包括如下重量百分比的原料：45-55％端羟基聚酯树脂、13-16％封端二异氰酸酯固化剂、3-10％附着力促进剂、0.5-1％流平剂、0.1-0.5％安息香，余量为颜填料；

该种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物由如下步骤制成：

步骤S1：按照配方重量百分比称取各原料，投入高速混合机中混合5min，制得第一混合料；

步骤S2：将第一混合料转入螺杆挤出机中，在115-125℃的条件下，进行熔融挤出压片破碎，制得第二混合料；

步骤S3：将第二混合料经ACM磨粉机研磨，然后过180目筛，制得不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物。

进一步，所述封端二异氰酸酯固化剂为己内酰胺封端的脂肪族二异氰酸酯，如Evonik(赢创)生产的异氰酸酯固化剂B1530或B1400，六安捷通达新材料有限公司生产的封闭型多异氰酸酯固化剂K7150或K7152。

进一步，所述附着力促进剂由以下方法制备而成：

将10-20重量份乙烯基硅烷、80-90重量份热塑性固体丙烯酸酯共聚物、0.5-1重量份抗氧剂和1-2重量份引发剂加入到混合机中，常温搅拌混合5-30min，然后经双螺杆挤出机挤出，控制挤出温度为160-220℃，喂料螺杆转速控制在100-500r/min，主螺杆转速控制在100-800r/min，物料在反应区的平均停留时间控制在1-5min，然后经压片、冷却和粉碎，得到白色或淡黄色颗粒状附着力促进剂。

进一步，所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种按任意比混合。

进一步，所述热塑性固体丙烯酸酯共聚物为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯与丙烯酸的聚合物，数均分子量为8000-100000，玻璃化转变温度为40-100℃；如宁波南海化学有限公司生产的流平添加剂BLC701或BLC701B，上海博立尔化工有限公司生产的固体丙烯酸树脂BM44、BM52、BM55E或BM55F。

进一步，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1098中的一种或多种按任意比混合。

进一步，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺和过氧化二异丙苯中的一种或多种按任意比混合。

本发明的有益效果：

本发明在制备一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物的过程中制备了一种附着力促进剂，通过将乙烯基硅烷、热塑性固体丙烯酸共聚物、抗氧剂和引发剂进行物理共混交联，经双螺杆挤出机挤出后压片、冷却和粉碎，得到白色或淡黄色颗粒状的附着力促进剂，将所制备的附着力促进剂加入到粉末涂料组合物中混合均匀，并将粉末涂料组合物喷涂到不锈钢基材表面，经交联固化后，能够形成平整、均匀、无针孔的涂膜，涂膜的附着力均能达到1级以上，且涂膜同时具有较好的耐冲击性和抗折弯性；对涂膜分别进行200、300、500h光照后，涂膜的附着力仍能达到2级以上，说明本发明的不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物具有很好的耐候性。

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。

制备例1

称取100g乙烯基三甲氧基硅烷、900g BLC701(宁波南海化学有限公司生产)、5g抗氧剂1010和10g过氧化二苯甲酰在高速混合机中混合5min，将上述混合物加入到挤出机料斗中，挤出机挤出温度设定为220℃，主螺杆转速为100r/min，喂料螺杆转速为100r/min，物料在反应区的平均停留时间控制在6min，挤出物经压片、冷却和粉碎，得到附着力促进剂1。

制备例2

称取200g乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、800g BLC701(宁波南海化学有限公司生产)、10g抗氧剂1010和20g过氧化二苯甲酰在高速混合机中混合30min，将上述混合物加入到挤出机料斗中，挤出机挤出温度设定为160℃，主螺杆转速为800r/min，喂料螺杆转速为500r/min，物料在反应区的平均停留时间控制在1min，挤出物经冷却和粉碎，得到附着力促进剂2。

制备例3

称取150g乙烯基三甲氧基硅烷、750g BM52(上海博立尔化工有限公司生产)、10g抗氧剂1010和20g偶氮二异丁腈在高速混合机中混合25min，将上述混合物加入到挤出机料斗中，挤出机挤出温度设定为170℃，主螺杆转速为700r/min，喂料螺杆转速为350r/min，物料在反应区的平均停留时间控制在4min，挤出物经冷却和粉碎，得到附着力促进剂3。

制备例4

称取130g乙烯基三甲氧基硅烷、770g BM55F(上海博立尔化工有限公司生产)、8g抗氧剂168和15g偶氮二异丁腈在高速混合机中混合25min，将上述混合物加入到挤出机料斗中，挤出机挤出温度设定为180℃，主螺杆转速为650r/min，喂料螺杆转速为300r/min，物料在反应区的平均停留时间控制在3min，挤出物经冷却和粉碎，得到附着力促进剂4。

制备例5

称取60g乙烯基三甲氧基硅烷、70g乙烯基三乙酰氧基硅烷、770g BLC701(宁波南海化学有限公司生产)、10g抗氧剂168和20g偶氮二异丁腈在高速混合机中混合10min，将上述混合物加入到挤出机料斗中，挤出机挤出温度设定为160℃，主螺杆转速为650r/min，喂料螺杆转速为300r/min，物料在反应区的平均停留时间控制在3min，挤出物经冷却和粉碎，得到附着力促进剂5。

对比实施例1

一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，包括如下原料：651g SJ4ET、49gTGIC、10g PV88、3g安息香、5g MA-100和282g超细沉淀硫酸钡；

该种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物由如下步骤制成：

步骤S1：称取原料，投入高速混合机中混合5min，制得第一混合料；

步骤S2：将第一混合料转入螺杆挤出机中，在110℃条件下熔融挤出压片破碎，制得第二混合料；

步骤S3：将第二混合料经ACM磨粉机研磨，然后过180目筛，制得不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物。

对比实施例2

本对比实施例不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物的制备方法同对比实施例1，具体配方见表1。

实施例1

一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，包括如下原料：522g TS6666、148gK7152、30g附着力促进剂1、10g PV88、3g安息香、5g MA-100和282g超细沉淀硫酸钡；

该种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物由如下步骤制成：

步骤S1：称取原料，投入高速混合机中混合5min，制得第一混合料；

步骤S2：将第一混合料投入螺杆挤出机中，在125℃条件下，进行熔融挤出压片破碎，制得第二混合料；

步骤S3：将第二混合料经ACM磨粉机研磨，然后过180目筛，制得不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物。

实施例2-实施例5

按照实施例1同样的方法制备本发明实施例2-5的不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，具体配方见表1。

表1粉末涂料组合物配方

表1中：SJ4ET为端羧基聚酯树脂，由安徽神剑新材料股份公司生产；TS6666为端羟基聚酯树脂，由浙江天松集团有限公司生产；TGIC为异氰脲酸三缩水甘油酯，由郑州阿尔法化工有限公司生产；B1400为封端异氰酸酯固化剂，由Evonik(赢创)生产；K7152为封端异氰酸酯固化剂，由六安捷通达新材料有限责任公司生产；PV88为聚丙烯酸酯型流平剂，由德国Worlee公司生产；安息香为市售工业级；MA-100为炭黑，由日本三菱化学公司生产；超细沉淀硫酸钡由陕西富化化工有限责任公司生产。

将对比实施例1-2和实施例1-5制得的不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物采用高压静电喷涂法喷涂到不锈钢基材表面，再将喷涂后的不锈钢基材在200℃条件下烘烤15min，使涂层固化形成涂膜。

对涂膜进行性能测试，测试方法和评价标准如下：

光泽度：用德国BYK公司便携式微型光泽仪AG-4442，采用60°测量；

膜厚：用德国BYK公司膜厚计A-3430进行测量；

涂膜外观：目测涂膜外观情况，用如下标准判定：

◎：涂膜表面平整、均匀、无针孔；

○：涂膜呈现轻微的不平整、均匀、无针孔；

×：涂膜具有很差的平整性、不均匀、有针孔和桔皮；

附着力：以GB/T 9286-1998为标准进行测定，结果判定方法分为5级：

0：切割边缘完全平滑，无一格脱落；

1：在切口交叉处有少许涂层脱落，但交叉切割面积受影响不能明显大于5％；

2：在切口交叉处或切口边缘有涂层脱落，受影响的交叉切割面积明显大于5％，小于15％；

3：涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落，和/或在格子不同部分上，部分或全部剥落，受影响的交叉切割面积明显大于15％，小于35％；

4：涂层沿切割边缘大碎片剥落，和/或一些方格部分或全部出现脱落，受影响的交叉切割面积明显大于35％，小于65％；

5：受影响的交叉切割面积明显大于65％；

抗冲击测试：用天津伟达实验机厂漆膜冲击仪QCJ以GB/T 1732-93标准进行测定；

耐弯曲性：以GB/T 6742-2007色漆和清漆弯曲实验进行测定；

涂膜的性能测试数据见表2。

表2涂膜性能测试

将对比实施例1-2和实施例1-5制得的不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物采用高压静电喷涂法喷涂到不锈钢基材表面，再将喷涂后的不锈钢基材在200℃条件下烘烤15min，使涂层完全固化形成涂膜，对涂膜进行光照测试：波长为340nm，辐照强度为0.68W/m²，光照时间分别为200、300、500h，光照后取出样板，同样以GB/T 9286-1998为标准检测光照后涂膜附着力等级，测试结果如下表3所示；

表3光照后涂膜附着性能测试

由上表2和表3测试数据可知，实施例1-5制得的不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，经喷涂、固化形成涂膜的附着力、耐冲击性和耐弯曲性能明显好于对比实施例1-2；尤其是通过光照老化试验，实施例1-5经过500h光照后，涂膜粘附性能只出现轻微下降，而对比实施例1-2在500h光照后附着力出现明显下降；本发明不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物形成的涂膜耐候性好、附着力极佳。

在说明书的描述中，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。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，其特征在于：包括如下重量百分比的原料：45-55％端羟基聚酯树脂、13-16％封端二异氰酸酯固化剂、3-10％附着力促进剂、0.5-1％流平剂、0.1-0.5％安息香，余量为颜填料；

所述附着力促进剂由以下方法制备而成：

将10-20重量份乙烯基硅烷、80-90重量份热塑性固体丙烯酸酯共聚物、0.5-1重量份抗氧剂和1-2重量份引发剂加入到混合机中，常温搅拌混合5-30min，然后经双螺杆挤出机在160-220℃下挤出，经压片、冷却和粉碎，得到附着力促进剂。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，其特征在于：所述封端二异氰酸酯固化剂为己内酰胺封端脂肪族二异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，其特征在于：所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种按任意比混合。

4.根据权利要求1所述的一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，其特征在于：所述热塑性固体丙烯酸酯共聚物为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯与丙烯酸的聚合物，数均分子量为8000-100000，玻璃化转变温度为40-100℃。

5.根据权利要求1所述的一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1098中的一种或多种按任意比混合。

6.根据权利要求1所述的一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺和过氧化二异丙苯中的一种或多种按任意比混合。

7.根据权利要求1所述的一种不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤S1：按照配方重量百分比称取各原料，投入高速混合机中混合5min，制得第一混合料；

步骤S2：将第一混合料转入螺杆挤出机中，在115-125℃的条件下，进行熔融挤出压片破碎，制得第二混合料；

步骤S3：将第二混合料经ACM磨粉机研磨，然后过180目筛，制得不锈钢用抗折弯耐候性粉末涂料组合物。