CN114163905B - 一种粉末涂料组合物及其涂层 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末涂料组合物及其涂层，包括羧基聚酯树脂、带有环氧基团的丙烯酸树脂、羟烷基酰胺以及异氰酸酯化合物，其中，所述羧基聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，且所述丙烯酸树脂的环氧当量不低于400g/eq；所述羧基聚酯树脂与所述丙烯酸树脂之间的重量份比例范围为8：1‑1.5：1；本发明采用该主体配方体系制备得到的固化涂层不仅具有稳定的低光泽效果，而且呈现出具有类似弹性漆的手感效果，同时具有优异的机械和耐化学性能表现，可在特定领域中替代现有的弹性漆进行应用。

Description

一种粉末涂料组合物及其涂层

技术领域

本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种粉末涂料组合物，本发明还涉及该粉末涂料组合物应用的涂层。

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(至少极低)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。

在一些特定的应用领域中，人们希望防护涂层在满足基本性能的基础上同时具有特别的手感效果，进而用来替代传统的弹性漆。目前已有一些技术方案(例如公开号为CN111234658A)提出在粉末涂料组合物中添加绒毛助剂来试图获得类似绒毛的涂膜手感效果，然而，本申请人发现由于粉末涂料组合物是基于树脂进行固化的涂层成型机理，具有较高的粘度，依赖绒毛助剂或其他手感助剂来使得粉末涂料组合物体系具有手感效果的作用是非常细微的，无法实现类比弹性漆的手感效果。

因此，本申请人希望对此进行单独研发，寻求新的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粉末涂料组合物及其涂层，制备得到的固化涂层不仅具有稳定的低光泽效果，而且呈现出具有类似弹性漆的手感效果，同时具有优异的机械和耐化学性能表现，可在特定领域中替代现有的弹性漆进行应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种粉末涂料组合物，包括羧基聚酯树脂、带有环氧基团的丙烯酸树脂、羟烷基酰胺以及异氰酸酯化合物，其中，所述羧基聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，且所述丙烯酸树脂的环氧当量不低于400g/eq；所述羧基聚酯树脂与所述丙烯酸树脂之间的重量份比例范围为8：1-1.5：1。

优选地，所述羧基聚酯树脂与所述丙烯酸树脂之间的重量份比例范围为5：1-2：1。

优选地，所述羧基聚酯树脂占所述粉末涂料组合物的重量份比例范围为40-80wt％，和/或，所述丙烯酸树脂占所述粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-40wt％。

优选地，所述羧基聚酯树脂的酸值范围为10-35mgKOH/g，和/或所述丙烯酸树脂的环氧当量范围为450-800g/eq。

优选地，所述羧基聚酯树脂在160℃下的粘度范围为10-50Pa.s，和/或所述羧基聚酯树脂的玻璃化温度不低于50℃。

优选地，所述丙烯酸树脂的软化点温度不低于100℃。

优选地，所述异氰酸酯化合物的异氰酸酯当量范围为250-350g/eq。

优选地，所述羟烷基酰胺占所述羧基聚酯树脂的重量份比例范围为0.5-10wt％；和/或所述异氰酸酯化合物占所述羧基聚酯树脂的重量份比例范围为0.5-10wt％。

优选地，一种涂层，在基材上喷涂如上所述的粉末涂料组合物，经过固化反应后成型得到所述涂层。

优选地，所述涂层在60°光源测试下的光泽度为1-30％，和/或所述涂层的PCI流平等级不低于8级。

需要说明的是，本申请涉及的酸值检测标准依据为ISO 3682-1998；涉及的环氧当量检测标准依据为GB/T 4612-2008；涉及的异氰酸酯当量检测标准依据为ISO 14896-2009；涉及的粘度值检测标准依据是ASTM D 4287-1994，所采用的检测设备为ICI锥板粘度计(CONE&PLATE)；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；涉及的软化点温度检测标准依据为：GB/T 12007.6-1989。

本申请创造性地提出由羧基聚酯树脂(低酸值)、带有环氧基团的丙烯酸树脂(高环氧当量)、羟烷基酰胺以及异氰酸酯化合物组成粉末涂料组合物的主体配方体系，本申请人惊喜地发现，采用该主体配方体系制备得到的固化涂层不仅具有稳定的低光泽效果，而且呈现出具有类似弹性漆的手感效果，同时具有优异的机械和耐化学性能表现，可在特定领域(例如杯子、瓶子以及各类家具家电中)中替代现有的弹性漆进行应用。

附图说明

图1是本申请实施例1的涂层经过洗碗机测试(30个循环)后进行划格测试的状态照片；

图2是本申请四个颜色涂层经过洗碗机测试(100个循环)后的状态照片。

具体实施方式

本申请实施例提出了一种粉末涂料组合物，包括羧基聚酯树脂、带有环氧基团的丙烯酸树脂、羟烷基酰胺以及异氰酸酯化合物。

其中，在本实施方式中，羧基聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，为了利于获得低光泽以及具有更高流平表现的涂层效果，优选为10-35mgKOH/g，更优选为15-30mgKOH/g；优选地，为了利于涂层的流平效果，在本实施方式中，羧基聚酯树脂在160℃下的粘度范围为10-50Pa.s，更优选为15-45Pa.s，进一步优选为20-45Pa.s。为了利于粉末涂料组合物获得更加长久的存储性能，优选地，在本实施方式中，羧基聚酯树脂采用饱和羧基聚酯树脂；需要特别指出的是，芳香环在本文中被认为是饱和的，例如包含在间苯二甲酸或对苯二甲酸中，其可被用作聚酯树脂的单体；更优选地，在本实施方式中，羧基聚酯是饱和的并且基本上最好没有芳香环。羧基聚酯树脂的玻璃化温度不低于50℃，更优选为不低于55℃，进一步优选为55-75℃，进一步更优选为55-65℃。具体优选地，本实施例选用来自DSM的UralacP838型号饱和羧基聚酯树脂，其酸值为24-26mgKOH/g，在160℃下的粘度为22-44Pa.s，玻璃化温度约为56℃。

其中，在本实施方式中，带有环氧基团的丙烯酸树脂的环氧当量不低于400g/eq，优选为450-750g/eq，更优选为500-700g/eq；为了利于粉末涂料组合物的存储性能，在本实施方式中，丙烯酸树脂的软化点温度不低于100℃。具体优选地，本实施例选用来自

的T-300丙烯酸树脂，其环氧当量为550-650g/eq，其软化点温度为120-130℃。

需要说明的是，本实施例所述的羟烷基酰胺可以现有技术中任何公知的羟烷基酰胺，本实施例对其不做任何限定，例如具体可选用来自EMS(通常以商标PRIMID命名)提供的羟烷基酰胺；本实施例所述的异氰酸酯化合物包括各种异氰酸的酯类化合物，具体包括封闭型异氰酸酯、潜伏型异氰酸酯和尿素二酮等异氰酸酯化合物。优选地，在本实施方式中，异氰酸酯当量范围为250-350g/eq，更优选为260-320g/eq。具体优选地，本实施例选用来自赢创的

B1530异氰酸酯，其异氰酸酯的当量为275g/eq。

其中，在本实施方式中，羧基聚酯树脂与丙烯酸树脂之间的重量份比例范围为8：1-1.5：1，优选为；更优选为5：1-2：1，更进一步优选为4：1-2.5:1；为了利于涂层获得预期效果，优选地，在本实施方式中，羧基聚酯树脂占粉末涂料组合物的重量份比例范围为40-80wt％，更优选为50-80wt％，进一步优选为50-70wt％；丙烯酸树脂占粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-40wt％，更优选为15-35wt％；羟烷基酰胺占羧基聚酯树脂的重量份比例范围为0.5-10wt％，更优选为0.8-8wt％，进一步优选为1-5wt％；异氰酸酯化合物占羧基聚酯树脂的重量份比例范围为0.5-10wt％，更优选为1-8wt％，进一步优选为1-5wt％。

本申请涉及的羧基聚酯树脂、带有环氧基团的丙烯酸树脂、羟烷基酰胺以及异氰酸酯化合物均可以在市场上直接购买得到，原料来源易于取得。

本申请在具体实施时，也可以选择在粉末涂料组合物中添加公知的颜料、填料、流平剂、脱气剂、抗氧剂、分散剂、蜡、催化剂、热塑性塑料、其他树脂或固化剂或其他助剂等，这些都是本领域技术人员的常规技术选择。需要说明的是，由于填料会影响涂层的流平以及手感效果，本申请在实施时建议不要添加填料，或填料的添加重量份不要超过粉末涂料组合物的30wt％，更优选不要超过20wt％。在制备本实施例的粉末涂料组合物时，可通过原料混合、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的粉末涂料组合物，本申请对其制备工艺没有特别限定之处；

本申请实施例还提出了一种涂层，在基材上喷涂如上所述的粉末涂料组合物，经过固化反应后成型得到所述涂层；具体优选地，在本实施方式中，基材采用金属基材，可具体应用在杯子或瓶子或各类家具家电产品领域中。在实施实施时，可以采用公知的固化条件，本实施例对其没有特别限定；固化方式可具体采用加热固化或UV固化或红外固化或EB固化，优选地，在本实施方式中，采用加热固化，固化条件可以优选设置为175-220@5-30分钟，更优选为180-220@6-15分钟。本实施例的涂层厚度可以根据实际需要进行具体选择，建议的涂层厚度范围为60-120μm(测试标准依据为：ISO 2360-2017)。优选地，在本实施方式中，涂层在60°光源测试下的光泽度为1-30％，更优选为1-15％；和/或涂层的PCI流平等级不低于8级，更优选为9-10级。

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本申请粉末涂料组合物配方原料进行具体测试性能对比：

实施例1：一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂70份，型号为来自DSM的Uralac P838；丙烯酸树脂24份，型号为来自中添

羟烷基酰胺1份，型号为来自EMS的Primid XL-5521；异氰酸酯化合物2份，型号为来自赢创的

B1530；流平剂2份，型号为来自埃斯特伦的Resiflow PL-200；脱气剂1份，具体采用安息香。

实施例2：本实施例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例2提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂55份；丙烯酸树脂35份；羟烷基酰胺3份；异氰酸酯化合物5份；流平剂1份；脱气剂1份。

实施例3：本实施例3的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例3提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂60份；丙烯酸树脂27份；羟烷基酰胺5份；异氰酸酯化合物5份；流平剂1份；脱气剂1份；抗氧剂1份，从市场上直接购买得到，具体采用受阻酚类抗氧剂。

实施例4：本实施例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例4提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂65份；丙烯酸树脂28份；羟烷基酰胺2份；异氰酸酯化合物3份；流平剂1份；脱气剂1份。

实施例5：本实施例5的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例5提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂75份；丙烯酸树脂20份；羟烷基酰胺1份；异氰酸酯化合物3份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份。

实施例6：本实施例6的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例6提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂78份；丙烯酸树脂15份；羟烷基酰胺3.5份；异氰酸酯化合物2.5份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份。

实施例7：本实施例7的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例7提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂70份；丙烯酸树脂24份；羟烷基酰胺3份；异氰酸酯化合物2份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份。

实施例8：本实施例8的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例8提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂50份；丙烯酸树脂20份；羟烷基酰胺4份；异氰酸酯化合物5份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份；TiO₂填料20份，从市场上直接购买得到。

实施例9：本实施例9的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例9提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂45份；丙烯酸树脂25份；羟烷基酰胺4份；异氰酸酯化合物5份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份；TiO₂填料20份，从市场上直接购买得到。

实施例10：本实施例10的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例10提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂45份；丙烯酸树脂20份；羟烷基酰胺4份；异氰酸酯化合物5份；流平剂2份；脱气剂2份；抗氧剂2份，从市场上直接购买得到；TiO₂填料20份，从市场上直接购买得到。

实施例11：本实施例11的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例11提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂65份；丙烯酸树脂25份；羟烷基酰胺1份；异氰酸酯化合物1份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份；TiO₂填料7份，从市场上直接购买得到。

实施例12：本实施例11的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本实施例12提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂65份；丙烯酸树脂15份；羟烷基酰胺2份；异氰酸酯化合物3份；流平剂0.5份；脱气剂0.5份；TiO₂填料14份，从市场上直接购买得到。

对比例1：本对比例1的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例1提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂71份；丙烯酸树脂24份；异氰酸酯化合物2份；流平剂2份；脱气剂1份。

对比例2：本对比例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例2提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂73份；丙烯酸树脂24份；流平剂2份；脱气剂1份。

对比例3：本对比例3的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例3提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂72份；丙烯酸树脂24份；羟烷基酰胺1份；流平剂2份；脱气剂1份。

对比例4：本对比例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例4提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂86份；羟烷基酰胺9份；异氰酸酯化合物2份；流平剂2份；脱气剂1份。

对比例5：本对比例5的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例5提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂80份；丙烯酸树脂5份；羟烷基酰胺5份；异氰酸酯化合物5份；流平剂2份；脱气剂1份；抗氧剂2份，从市场上直接购买得到,具体采用受阻酚类抗氧剂。

对比例6：本对比例6的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例6提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂70份；丙烯酸树脂5份；羟烷基酰胺15份；异氰酸酯化合物5份；流平剂2份；脱气剂1份；抗氧剂2份，从市场上直接购买得到。

对比例7：本对比例7的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例7提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂35份；丙烯酸树脂50份；羟烷基酰胺5份；异氰酸酯化合物5份；流平剂2份；脱气剂1份；抗氧剂2份，从市场上直接购买得到。

对比例8：本对比例8的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例8提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂40份；丙烯酸树脂50份；羟烷基酰胺5份；异氰酸酯化合物5份。

对比例9：本对比例9的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例9提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂30份；丙烯酸树脂40份；羟烷基酰胺5份；异氰酸酯化合物5份；TiO₂填料20份，从市场上直接购买得到。

对比例10：本对比例10的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例10提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂20份；丙烯酸树脂40份；羟烷基酰胺5份；异氰酸酯化合物5份；TiO₂填料30份，从市场上直接购买得到。

对比例11：本对比例11的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例11提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂70份，型号为来自DSM的URALAC P3250，其酸值为70-85mgKOH/g，玻璃化温度约55℃，在200℃下的粘度为500-2000mPa.s；丙烯酸树脂24份；羟烷基酰胺1份；异氰酸酯化合物2份；流平剂2份；脱气剂1份。

对比例12：本对比例12的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，本对比例12提出了一种粉末涂料组合物，配方原料为：羧基聚酯树脂70份；环氧树脂24份，型号为长春CCP提供的BE-502环氧树脂，其环氧当量为600-650g/eq，软化点温度为82-92℃；羟烷基酰胺1份；异氰酸酯化合物2份；流平剂2份；脱气剂1份。

本申请为以上各实施例1-12以及对比例1-12分别制备得到了粉末涂料组合物，在相同型号的铝质基材上进行喷涂、固化后(固化条件统一选择为：180℃@15min)分别得到固化涂层，固化涂层的膜厚均为80-100μm。本申请对各固化涂层进行了如下表1所示的性能测试对比：

表1本申请各实施例以及各对比例的性能测试对比表

本申请还进一步采用了实施例1-7提供的粉末涂料组合物在相同型号的铝质基材上进行喷涂、固化后(固化条件统一选择为：180℃@15min)分别得到固化涂层，固化涂层的膜厚均为80-100μm，对实施例1-7对应的固化涂层进行了耐化学性测试，测试结果请参见下表2：

表2本申请各实施例1-7的耐化学性能测试对比表

通过如上测试可发现，采用本申请提供的配方体系制备得到的固化涂层不仅具有稳定的低光泽效果，而且呈现出具有类似弹性漆的手感效果，同时具有优异的机械和耐化学性能表现，可在特定领域(例如保温杯或其他杯子或瓶子或各类家具家电中)中替代现有的弹性漆进行应用。

请参见图1所示，本申请实施例1的涂层在完成洗碗机测试(30个循环)后进行划格测试，等级仍然为0级；请进一步参见图2所示，本申请还特别在实施例1的基础上进一步通过添加不同颜色得到四种颜色涂层，在洗碗机测试(100个循环)后，涂层表面均未发生任何改变。

需要特别说明的是，本实施例涉及的性能测试是依据下表3所述的测试标准或条件进行的。

表3测试项目和测试标准或条件

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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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 (6)

1.一种粉末涂料组合物，其特征在于，包括羧基聚酯树脂、带有环氧基团的丙烯酸树脂、羟烷基酰胺以及异氰酸酯化合物，其中，所述羧基聚酯树脂的酸值不高于40mgKOH/g，且所述丙烯酸树脂的环氧当量不低于400g/eq；所述羧基聚酯树脂与所述丙烯酸树脂之间的重量份比例范围为8：1-1.5：1；所述羧基聚酯树脂占所述粉末涂料组合物的重量份比例范围为40-80wt%，所述丙烯酸树脂占所述粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-40wt%；所述羧基聚酯树脂在160℃下的粘度范围为10-50Pa.s，所述羧基聚酯树脂的玻璃化温度不低于50℃；所述丙烯酸树脂的软化点温度不低于100℃；所述羟烷基酰胺占所述羧基聚酯树脂的重量份比例范围为0.5-10wt%；所述异氰酸酯化合物占所述羧基聚酯树脂的重量份比例范围为0.5-10wt%。

2.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述羧基聚酯树脂与所述丙烯酸树脂之间的重量份比例范围为5：1-2：1。

3.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述羧基聚酯树脂的酸值范围为10-35mgKOH/g，和/或所述丙烯酸树脂的环氧当量范围为450-800g/eq。

4.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述异氰酸酯化合物的异氰酸酯当量范围为250-350 g/eq。

5.一种涂层，其特征在于，在基材上喷涂如权利要求1-4之一所述的粉末涂料组合物，经过固化反应后成型得到所述涂层。

6.根据权利要求5所述的涂层，其特征在于，所述涂层在60°光源测试下的光泽度为1-30%，和/或所述涂层的PCI流平等级不低于8级。

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