CN113999607B - 一种覆膜粘合涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，公开了一种覆膜粘合涂料及其制备方法和应用。该涂料包括以下组分：线性高分子聚酯树脂A、高分子聚酯树脂B、封闭型异氰酸酯、氨基交联剂、缓蚀剂、酸催化剂等成分。其制备方法包括如下步骤：按比例将高分子聚酯树脂B、部分有机溶剂投入分散缸中混合，分散至液体状；再按比例先后边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、剩余有机溶剂及酸催化剂，充分分散得到混合物。该覆膜粘合涂料能被广泛应用于家电涂装和建筑涂料领域。例如，居家家电，室内外吊顶及墙板装饰等。该覆膜粘合涂料能连续辊涂生产，成膜速度快，具有稳定性极好，耐深冲、耐磨、耐腐蚀性、耐候性，低成本和低VOC排放等优点。

Description

一种覆膜粘合涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种覆膜粘合涂料及其制备方法和应用。

背景技术

金属板被广泛应用于家电、建筑行业，但是金属长期接触外界的水、空气、溶液等物质容易被腐蚀、氧化，产品使用寿命较短。为了解决这些问题，金属包装涂料应运而生。传统的金属包装涂料主要以硬质树脂为主，其主要目的是对金属表面产生较大的保护作用。但是，上述硬质树脂涂层具有两个重大的技术缺陷。其一，传统的金属包装涂层的硬度较高、柔韧性较低，所以在金属的弯折、延展、冲压、拉伸等加工过程中极容易出现涂层开裂、破损的情况。其二，重涂过程需加热干燥,无形中造成能源的浪费，同时产生溶剂气味和环境污染。

为了改善这些情况，现有技术公开了各种改良的金属包装涂料，但是性能单一，不能同时具备多种功能以满足工业发展需要。

现有技术公开号CN110484103A，公开了一种聚酯弹性超柔哑光辊涂涂料及其制备方法和应用，该弹性辊涂涂料以线性高分子聚酯树脂A和高分子聚酯树脂B为成膜树脂，分别通过弹性粉、消光粉，来实现耐热不返粘不掉漆，手感超柔软细腻，和哑光的效果，但该弹性涂料在辊涂在金属表面后，容易出现耐候性较差，日光照射久了有可能出现粉化现象，光泽不易保持；以及硬度不够，附着力不足，防水性差，易发生涂层脱落和锈蚀等。弹性漆对施工环境要求较高，而且低温下涂膜固化缓慢，效果不好。

现有技术公开号CN110484102A，公开了一种新型聚酯氧化珍珠辊涂涂料及其制备方法和应用，该辊涂涂料以线性高分子聚酯树脂A和高分子聚酯树脂B为成膜树脂，分别通过添加弹性粉、珍珠粉等，来实现珠光效果，但该辊涂涂料的辊涂效果较差，同样存在着耐候性较差，硬度不够，附着力不足，防水性差，易发生涂层脱落和锈蚀等情况。

现有技术公开号CN110982323A，公开了一种防污水性涂料及其制备方法和应用，公开了封闭型异氰酸酯在水性涂料中的应用等，作为结构成膜树脂，解决镜面基材难清洁、易产生疤痕的缺陷提。

覆膜粘合涂料是工业涂料家电方向的较新一门技术，利用覆膜对冷轧镀锌板金属表面的封闭作用，杜绝外界的水、空气、溶液等对金属材料产生腐蚀、氧化作用。而家电涂料又被广泛应用于各种冷轧板的加工，并对金属本身起保护、装饰作用。

覆膜粘合涂料具有耐腐蚀、抗锈蚀等特性，可以适应各种环境，其表面爽滑，有润滑作用，在金属加工中也更易成形。由该涂料加工过后的覆膜板外观光洁、爽滑、装饰性好、手感好，具备一定的装饰性能，同时具备良好的化学稳定性、耐候性能，可以适应恶劣的环境，不会发生脱落和锈蚀。另外，覆膜板加工性能优良，具有耐深冲、耐磨的优点，在加工中不易破损。由于覆膜粘合涂料覆膜板的加工过程无溶剂和废气排出，能实现低VOC排放，减少环境污染，而且也不需要烘干，对能源的节约也非常明显。因此开发新型粘合涂料对推动家电、建筑行业的发展还有环境的保护具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足，生产出稳定性极好，耐深冲、耐磨、耐腐蚀性强、耐候性好、附着力强，防水性好，不发生涂层脱落和锈蚀而且美观的涂料，本发明提供一种覆膜粘合涂料。

本发明的另一目的在于提供一种覆膜粘合涂料的制备方法

本发明的另一目的在于提供一种覆膜粘合涂料的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种覆膜粘合涂料，按重量份数计，包括以下组分：

其中，所述线性高分子聚酯树脂A为液态饱和中分子量线性羟基聚酯树脂，分子量为14000～15000；

所述高分子聚酯树脂B为饱和聚酯树脂，分子量为10000～30000；

封闭型异氰酸酯的NCO当量为410-420，25℃粘度值为500～1200mPa·s；

所述氨基交联剂为高度甲醚化氨基树脂；

所述缓蚀剂为有机酸性缓蚀剂；

所述酸催化剂为封闭型酸催化剂。

优选地，所述线性高分子聚酯树脂A，玻璃化温度为5～15℃，羟值40～60mgKOH/g，酸值5～15mgKOH/g。

优选地，高分子聚酯树脂B玻璃化温度为40～60℃，羟值为1～10mgKOH/g，酸值为1～3mgKOH/g。

优选地，所述封闭型异氰酸酯的固含量68～72％；解封温度110℃～120℃。所述封闭型异氰酸酯常温下可与含活性基团(羟基、羧基、胺基、环氧基等)树脂长期稳定共存，溶剂挥发后，涂膜经过热处理后可释放-NCO基团并与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联，可显著改善聚酯树脂的附着力、色泽稳定性和耐蒸煮消毒能力等。

优选地，所述氨基交联剂按铝箔法测定的不挥发成分≥98％；23℃的粘度为3000～6000mPa·s；23℃的密度为1000～1500kg/m3。优选地，所述氨基交联剂为液体状六甲氧基甲基三聚氰胺。

优选地，所述有机酸性缓蚀剂的平均粒径2-3μm、熔点为165～175℃、密度为1.5～1.6g/cm3、pH值为3～4；含有机丁二酸。该有机酸性缓蚀剂还可作为用于涂布在金属底材上的涂料及底漆的机械抑制剂，低吸油性。

优选地，所述封闭型酸催化剂的pH值为6.0～7.0，活性成份含量为26％～35％，封解温度为75～85℃；优选地，所述封闭型催化剂为美国金氏1419酸催化剂。

进一步优选地，所述美国金氏1419酸催化剂为六(甲氧基甲基)三聚氰胺(HMMM)催化剂，活性成分：25％。

所述封闭型酸催化剂在硬性聚氨酯制造中效果显著，在快速凝胶及去粘时间上都表现为一种效率高的催化剂，与封闭多异氰酸酯使用，能够明显的降低涂料成膜温度或缩短涂料固化时间，涂膜具有高光泽、极好的表面性能及优异的耐候性和室外稳定性。该催化剂可提高交联密度、增加漆膜的硬度与光泽，提高漆膜的耐腐蚀性、耐水解性、耐溶剂性与机械性能。

催化剂的化学结构以及用量对涂层的密着性、耐腐蚀性、柔韧性和抗冲击性有很大的影响。本发明意外发现，并创新使用封闭型六(甲氧基甲基)三聚氰胺(HMMM)结合封闭型异氰酸酯和有机酸性缓蚀剂“非屈光的防腐蚀颜料”使用，表现出优异的膜层间附着力，耐候性，耐腐蚀性。

优选地，所述有机溶剂为混合二元酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。所述有机溶剂为高沸点溶剂。三者都起溶解作用，可以任意搭配使用，也可以单独使用。

混合二元酸酯(DBE)，溶解高分子聚酯树脂B，调节挥发速度，改善流平，防止白雾，针孔等表面缺陷(实现低VOC排放)。

丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)，对极性和非极性的物质均有很强的溶解能力，主要也是起溶解作用，提高涂膜强度

乙二醇乙醚醋酸酯(CAC)：金属、家具类溶剂，挥发性发，主要溶解作用。

优选地，所述的覆膜粘合涂料按重量份数计，还包括以下组分：

流平剂 0.5-1

消泡剂 0.5-1。

优选地，所述附着力促进剂氯含量占15％，粘度是4000-6000mPa·s/25℃；

所述流平剂为氟改性聚苯烯酸树脂，固含量为70％-75％；

所述消泡剂为苯偶姻或二甲基聚硅氧烷中的一种或两种的混合，粘度为50-70s/25℃。

一种所述覆膜粘合涂料的制备方法，包括如下步骤：

按比例将高分子聚酯树脂B、部分有机溶剂投入分散缸中混合，分散至液体状；

再按比例先后边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、封闭型异氰酸脂、缓蚀剂、剩余有机溶剂及酸催化剂，充分分散得到混合物。

一种所述覆膜粘合涂料的制备方法，包括如下步骤：

按比例将高分子聚酯树脂B、部分有机溶剂投入分散缸中混合，分散至液体状；

再按比例先后边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、封闭型异氰酸脂、缓蚀剂、附着力促进剂、流平剂、消泡剂、剩余有机溶剂及酸催化剂，充分分散得到混合物。

优选地，所述分散缸的转速控制在800～1200转/分钟，分散25～35分钟。

一种所述的覆膜粘合涂料在家具、家电、建材、装饰领域、通信设备、汽车配件、一般工业品中的应用。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明的覆膜粘合涂料能连续生产稳定性极好，耐深冲、膜层附着力好，杯突实验覆膜与金属底材不分离、耐腐蚀性、耐候性、装饰性好，低成本和低VOC排放的辊涂涂层,

本发明的涂料在光泽、附着力、耐冲击性，T弯，膜层附着力，杯突实验覆膜与金属底材不分离，耐候性，耐腐蚀性能等都优于类似配方的产品，而且快速凝胶及去粘时间效率高，取得了意想不到的技术效果。

具体实施方式

下面给出实施例和对比例以对本发明进行具体的描述，但不限于此。现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，均来源于市购。

一种覆膜粘合涂料的制备方法，包括如下步骤：

按比例将高分子聚酯树脂B、部分有机溶剂投入分散缸中混合，转速控制在800～1200转/分钟，分散25～35分钟至液体状；

再按比例先后边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、封闭型异氰酸脂、缓蚀剂、剩余有机溶剂及酸催化剂等，分散25～35分钟得到。

通过上述制备方法得到的覆膜粘合涂料能广泛应用家电涂装、建筑涂料领域和装饰行业，例如合适居家家电，室内外吊顶及墙板装饰上的应用，所述覆膜粘合涂料的最佳涂层厚度为9μm-10μm。

实施例1～3

一种覆膜粘合涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例用高分子聚酯树脂B、部分高沸点有机溶剂投入分散缸中混合，转速控制在1000转/分钟，分散30分钟至液体状。

(2)再按比例分别边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、封闭型异氰酸脂、缓蚀剂、附着力促进剂、流平剂、消泡剂、剩余高沸点有机溶剂及酸催化剂，分散半小时得到覆膜粘合涂料。

表1实施例1～3的原料表

对比例1～9的原料选择与实施例1～3相同。实施例1～3和对比例1～8的各组分配比，如表2所示。

表2各实施例及对比例中各组份的具体配比(重量份)

对比例10～15

对比例10～15的覆膜粘合涂料的制备方法与实施例1一样，配方的不同之处在于如表3所示：

表3对比例10～15的配方表

注：“/”表示该成分和用量与实施例1一样。

应用例1

将上述制备得到的涂料采用辊涂涂装工艺于冷轧镀锌板上，经后处理后，检测涂层的耐冲击性、膜层附着力、附着力、耐中性盐雾、耐腐蚀等性能，具体检测标准如表4所示，测试结果如表5和表6所示。

表4测试标准

表5实施例1～3和对比例1～9试样的性能测试数据

表6对比例10～15试样的性能测试数据

由表5结果可知，实施例1～3的覆膜粘合涂料能够具有良好的耐冲击性、膜层附着力、中性盐雾性等。与现有辊涂涂料技术不同，覆膜粘合涂料更加注重对金属底板的粘合性能以及覆膜的粘合性能等。

然而，从对比例1可知，高效缓蚀剂使用0.5％的情况下，对试样的盐雾性能带来了显著的影响，产生了中度泡点，且膜层附着力出现了轻微剥离。

从对比例2可知，附着力促进剂的用量显著影膜层间附着力，出现了轻微剥离；覆膜MEK擦拭、耐MEK擦拭性能都显著下降。

从对比例3和4意外发现，氨基交联剂的用量显著影膜层间附着力。

从对比例5和6的封闭型异氰酸酯的用量变化，会出现层间开裂现象。

从对比例7意外发现，酸催化剂影响膜层附着力及耐MEK擦拭等。

从对比例8和9意外发现，线性高分子聚酯树脂A与高分子聚酯树脂B的用量比例显著影响耐MEK擦拭和耐腐蚀性；线性高分子聚酯树脂A的含量高对PET膜的粘合性差。

由表6可知：从对比例10和对比例11发现，线性高分子聚酯树脂A的分子量大小会严重影响产品的膜层附着力。

从对比例12和对比例13可知，封闭型异氰酸酯的NCO当量大小显著影响产品的耐MEK擦拭(次)性能，而且耐腐蚀性比较差。

从对比例14可知，附着力促进剂的氯含量小于15％显著影响产品的耐MEK擦拭(次)性能，而且膜层附着力比较差。

从对比例15可知，缓蚀剂不含丁二酸时显著影响产品的耐MEK擦拭(次)性能，而且膜层附着力比较差。

综上所述，本发明的覆膜粘合涂料取得了意想不到的技术效果。本发明的涂料可大规模用于家电板，建筑和装饰行业，合适居家家电，室内外吊顶及墙板装饰上。

Claims (10)

1.一种覆膜粘合涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

其中，所述线性高分子聚酯树脂A为液态饱和中分子量线性羟基聚酯树脂，分子量为14000～15000；

所述高分子聚酯树脂B为饱和聚酯树脂，分子量为10000～30000；

封闭型异氰酸酯的NCO当量为410-420，25℃粘度值为500～1200mPa·s；

所述氨基交联剂为高度甲醚化氨基树脂；

所述缓蚀剂为有机酸性缓蚀剂；所述有机酸性缓蚀剂含有机丁二酸；

所述酸催化剂为封闭型酸催化剂；所述封闭型酸催化剂的pH值为6.0～7.0，活性成份含量为26％～35％，封解温度为75～85℃；

所述附着力促进剂氯含量占15％，粘度是4000-6000mPa·s/25℃。

2.根据权利要求1所述的覆膜粘合涂料，其特征在于，所述线性高分子聚酯树脂A，玻璃化温度为5～15℃，羟值40～60mgKOH/g，酸值5～15mgKOH/g；高分子聚酯树脂B玻璃化温度为40～60℃，羟值为1～10mgKOH/g，酸值为1～3mgKOH/g。

3.根据权利要求1所述的覆膜粘合涂料，其特征在于，所述封闭型异氰酸酯的固含量68～72％；解封温度110℃～120℃。

4.根据权利要求1所述的覆膜粘合涂料，其特征在于，所述氨基交联剂按铝箔法测定的不挥发成分≥98％；23℃的粘度为3000～6000mPa·s；23℃的密度为1000～1500kg/m3。

5.根据权利要求1所述的覆膜粘合涂料，其特征在于，所述有机酸性缓蚀剂的平均粒径2-3μm、熔点为165～175℃、密度为1.5～1.6g/cm3、pH值为3～4；含有机丁二酸。

6.根据权利要求1所述的覆膜粘合涂料，其特征在于，所述有机溶剂为混合二元酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的覆膜粘合涂料，其特征在于，按重量份数计，还包括以下组分：

流平剂 0.5-1

消泡剂 0.5-1。

8.根据权利要求1～6任意一项所述覆膜粘合涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按比例将高分子聚酯树脂B、部分有机溶剂投入分散缸中混合，分散至液体状；

再按比例先后边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、封闭型异氰酸脂、缓蚀剂、剩余有机溶剂及酸催化剂，充分分散得到混合物。

9.根据权利要求7所述覆膜粘合涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按比例将高分子聚酯树脂B、部分有机溶剂投入分散缸中混合，分散至液体状；

再按比例先后边分散边加入线性高分子聚酯树脂A、氨基交联剂、封闭型异氰酸脂、缓蚀剂、附着力促进剂、流平剂、消泡剂、剩余有机溶剂及酸催化剂，充分分散得到混合物。

10.根据权利要求1～6任意一项所述的覆膜粘合涂料在家具、家电、建材、装饰领域、通信设备、汽车配件、一般工业品中的应用。