CN114316753A - 一种具有保温性能的粉末涂料组合物及其保温涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有保温性能的粉末涂料组合物及其保温涂层，包括热固性树脂和用于所述热固性树脂固化的固化剂；所述粉末涂料组合物还包括红外线阻隔剂；所述红外线阻隔剂包括三氧化钨和/或基于三氧化钨的复合材料；本发明可以使得粉末固化涂层具有优异的阻隔红外线效果，进而实现了涂层的保温性能。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种具有保温性能的粉末涂料组合 物，本发明还涉及该粉末涂料组合物应用的保温涂层。
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(至少很 少)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。
随着粉末涂料的深入推广应用，申请人发现作为防护装饰的涂层如果具 有保温效果，当应用作为建筑建材涂层时，可以进一步提升建筑建材的保温 隔热功能，当然还可以应用作为其他具有保温需求的基材防护和/或装饰涂层。 然而，在常规的粉末涂料领域中，至今没有用于实现保温效果的相关参考技 术信息。
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具有保温性能的粉末涂料组合物 及其保温涂层，可以使得粉末固化涂层具有优异的阻隔红外线效果，进而实 现了涂层的保温性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种具有保温性能的粉末涂料组合物，包括热固性树脂和用于所述热固 性树脂固化的固化剂；所述粉末涂料组合物还包括红外线阻隔剂；所述红外 线阻隔剂包括三氧化钨和/或基于三氧化钨的复合材料。
优选地，所述热固性树脂包括聚酯树脂。
优选地，所述红外线阻隔剂占粉末涂料组合物的重量份比例范围为 0.1-10wt％。
优选地，所述红外线阻隔剂占粉末涂料组合物的重量份比例范围为 0.1-2wt％。
优选地，所述粉末涂料组合物包括云母粉填料。
优选地，所述云母粉填料占粉末涂料组合物的重量份比例范围为 10-50wt％。
优选地，包括组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的混合物， 所述组分A粉末涂料组合物包括组分A聚酯树脂；所述组分B粉末涂料组合 物包括组分B聚酯树脂；其中，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，所述组分A粉末涂料和/或组分B粉末涂料包括所述红外线 阻隔剂。
优选地，所述组分A聚酯树脂的酸值小于40mgKOH/g；所述组分B聚酯 树脂的酸值不低于40mgKOH/g。
优选地，所述组分A聚酯树脂在200℃下的粘度范围为3-7Pa.s；所述组 分B聚酯树脂在200℃下的粘度范围为2-5Pa.s。
优选地，一种保温涂层，通过在基材上喷涂如上所述的粉末涂料组合物 后进行固化成型。
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)。
本申请人在开发过程中惊喜地发现，当将常规仅应用于热塑膜的三氧化 钨材料添加作为粉末涂料组合物的助剂时，可以使得粉末固化涂层具有优异 的阻隔红外线效果，具体包括：一方面防止粉末固化涂层在夜间因红外线辐 射而导致热量损失，进而达到保温效果；另一方面还可以抑制白天直射在粉末 固化涂层上的红外线，避免过度高温对粉末固化涂层的损害，进而实现了涂 层的保温性能。
本申请人还进一步发现：当采用云母粉作为填料与三氧化钨或基于三氧 化钨的复合材料进行复配时，可以明显提高保温涂层的耐候性，还可以进一 步提升保温效果。
具体实施方式
本申请实施例提出了一种具有保温性能的粉末涂料组合物，包括热固性 树脂和用于热固性树脂固化的固化剂；粉末涂料组合物还包括红外线阻隔剂； 红外线阻隔剂包括三氧化钨WO3(CAS号：1314-35-8)和/或基于三氧化钨 WO3的复合材料；其中，三氧化钨WO3或基于三氧化钨WO3的复合材料可 以直接从市场上采购得到，具体可以购自江苏嘉仁化工、天津欧捷、山东国 化化学等原料供应商；优选地，在本实施方式中，红外线阻隔剂占粉末涂料 组合物的重量份比例范围为0.1-10wt％，更优选为0.1-6wt％，更进一步优选 为0.1-2wt％。
本实施例中具有保温性能的粉末涂料组合物所选用的热固性树脂可以采 用公知的热固性树脂，具体可以是环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂或氟碳 树脂中的一种或任意一种的混合，可以同样获得优异的保温性能，其中，热 固性树脂的添加比例可以根据公知常识来进行选择，优选重量份比例为 30-90wt％，更优选为40-80wt％，更进一步优选为50-75wt％；在实际实施时， 可以根据实际所选用的热固性树脂来选择所适配的固化剂以及固化剂的重量 份比例，这些都是本领域技术人员的公知常识。
由于具有保温性能需求的涂层通常被应用在户外建筑建材上，因此还会 具有耐候等性能需求，同时当然地，在满足基本性能的基础上，材料成本更 低，为此，优选地，在本实施方式中，热固性树脂包括羧酸聚酯树脂和/或羟 基聚酯树脂；优选的羧酸聚酯树脂酸值范围为15-90mgKOH/g，优选为30-80 mgKOH/g，更优选为40-70mgKOH/g；优选的羟基聚酯树脂羟值范围为15-90 mg KOH/g，更优选为30-80mgKOH/g，更优选为40-70mgKOH/g；聚酯树脂 在200℃下的粘度优选范围为2-9Pa.s，更优选为3-6Pa.s；具体优选地，本 实施例中的聚酯树脂可以选用
4420-0(酸值为49-54mgKOH/g，在 200℃下的粘度为4500-6600mPa.s)或DSM的Uralac P 838(酸值为24-26 mgKOH/g，在160℃下的粘度为22-44Pa.s)或神剑的SJT732(酸值为66-75 mgKOH/g，在200℃下的粘度为3500-5500mPa.s)或其他合适聚酯树脂。
聚酯树脂固化剂可以采用异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)或羟基烷基胺 (Primid)或PT910/912或异氰酸酯或异氰酸酯基化合物，例如封闭异氰酸酯、 脲二酮等或其他公知的合适固化剂。固化剂还可包含一种以上固化化合物的 混合物，例如采用两种不同的异氰酸酯基化合物。通常来说，在本实施方式 中，固化剂占粉末涂料组合物的2-35wt％，优选为3-25wt％，更优选为5-20 wt％；在替代的实施方案中，固化剂占粉末涂料组合物的1-15wt％，优选为 1-10wt％，更优选为2-6wt％。
优选地，在本实施方式中，粉末涂料组合物的原料包括云母粉填料，云 母粉填料占粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-50wt％，更优选为 15-45wt％，更进一步优选为20-40wt％；优选地，云母粉填料选用包覆型云母 粉填料，具体可以选用滁州格锐矿业提供的包覆型云母粉填料。
本申请涉及的聚酯树脂、聚酯树脂固化剂、包覆型云母粉填料均可以在 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流平 剂、脱气剂、抗氧剂、分散剂、填料、颜料、稳定剂、催化剂、功能助剂或 其他助剂等，这些都是本领域技术人员的常规技术选择。在制备粉末涂料组 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；
为了进一步利于获得良好的涂层机械性能，优选地，在本实施方式中， 粉末涂料组合物包括组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的混合 物；进一步优选地，组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的混合 物之间的重量份比例可以为5：1-1：5，优选为3：1-1：3，进一步优选为1： 1左右；其中，更为优选地，组分A粉末涂料组合物包括组分A聚酯树脂、 组分A固化剂、红外线阻隔剂(可选的)以及颜料和/或填料；组分B粉末涂 料组合物包括组分B聚酯树脂、组分A固化剂、红外线阻隔剂(可选的)以 及颜料和/或填料，至少确保在单个组分的粉末涂料组合物中添加红外线阻隔 剂即可，同样具有保温效果。
为了进一步提高涂层的交联密度，优选地，在本实施方式中，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聚酯树脂的酸值小于40mgKOH/g,优选为10-35mgKOH/g，更优 选为15-30mgKOH/g；组分B聚酯树脂的酸值不低于40mgKOH/g，优选为 45-90mgKOH/g，更优选为50-75mgKOH/g；组分A聚酯树脂在200℃下的粘 度范围为3-7Pa.s，具体可以直接采用来自DSM的Uralac P838或其他合适聚 酯树脂；组分B聚酯树脂具体可以直接采用来自神剑的SJT732或其他合适聚 酯树脂。
与单组分粉末涂料组合物类似，本申请中各组分的粉末涂料组合物同样 可以依据公知常识添加公知的流平剂、脱气剂、抗氧剂、分散剂、填料、颜 料、稳定剂、催化剂、功能助剂或其他助剂等；各组分的粉末涂料组合物可 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 工艺来进行制备，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保温涂层，通过在基材上喷涂如上所述的粉 末涂料组合物后进行固化成型；具体优选地，在本实施方式中，基材采用建 筑金属幕墙或建筑金属屋顶或其他金属基材，优选为铁质或铝质基材；可以 根据实际应用需要选择在基材的单面或双面制作保温涂层。在本实施方式中， 基材可以进行预处理；此外，在本实施方式中，底漆涂层和/或顶涂层也可以 设置在本申请涂层的下方(作为底涂涂层)或顶部(作为面涂涂层)本实施 例的保温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(不包括任何底涂涂层或面涂涂层，如果有)范围为60-120μm(测试标准依据为： ISO 2360-2017)。
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 作为具有保温性能的粉末涂料组合物配方原料进行具体测试性能对比：
实施例1：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，按照下表1所示来准 备配方原料：
表1本实施例1中粉末涂料组合物的配方表
实施例2：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，按照下表2所示来准备 配方原料：
表2本实施例2中粉末涂料组合物的配方表
实施例3：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，按照下表3所示来准备 配方原料：
表3本实施例3中粉末涂料组合物的配方表
实施例4：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，按照下表4所示来准备 配方原料：
表4本实施例4中粉末涂料组合物的配方表
实施例5：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，包括重量份比例为1： 1的组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的干混混合物，分别按 照下表5a和表5b所示来准备配方原料：
表5a本实施例5中组分A粉末涂料组合物的配方表
表5b本实施例5中组分B粉末涂料组合物的配方表
实施例6：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，包括重量份比例为2： 1的组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的干混混合物，分别按 照下表6a和表6b所示来准备配方原料：
表6a本实施例6中组分A粉末涂料组合物的配方表
表6b本实施例6中组分B粉末涂料组合物的配方表
实施例7：一种具有保温性能的粉末涂料组合物，包括重量份比例为1： 2的组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的干混混合物，分别按 照下表7a和表7b所示来准备配方原料：
表7a本实施例7中组分A粉末涂料组合物的配方表
表7b本实施例7中组分B粉末涂料组合物的配方表
实施例8：本实施例8的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在本 实施例8中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份增加至10份，在总 重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性减少。
实施例9：本实施例9的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在本 实施例9中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份增加至20份，在总 重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性减少。
实施例10：本实施例10的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在 本实施例10中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份增加至40份， 在总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性 减少。
实施例11：本实施例11的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在 本实施例11中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份增加至60份， 在总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性 减少。
实施例12：本实施例12的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在 本实施例12中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份增加至80份， 在总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性 减少。
实施例13：本实施例13的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在 本实施例13中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份降低至2份，在 总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性增 加。
实施例14：本实施例14的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在 本实施例14中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份降低至1份，在 总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性增 加。
实施例15：本实施例15的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在 本实施例15中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份降低至0.8份， 在总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性 增加。
对比例1：本对比例1的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在本对 比例1中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂的重量份降低至0份(即不添 加红外线阻隔剂)，在总重量份为1000份保持不变的基础上，将云母粉填料 的重量份进行适应性增加。
对比例2：本对比例2的其余技术方案同实施例5，区别仅在于：在本对 比例2中，将A组分粉末涂料组合物和B组分粉末涂料组合物中红外线阻隔 剂的重量份均降低至0份(即不添加红外线阻隔剂)，在总重量份为1000份 保持不变的基础上，将云母粉填料的重量份进行适应性增加。
对比例3：本对比例3的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在本对 比例3中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂替代为公知的抗老化剂。
对比例4：本对比例4的其余技术方案同实施例1，区别仅在于：在本对 比例4中，将粉末涂料组合物中红外线阻隔剂替代为公知的远红外陶瓷粉末。
本申请为以上各实施例1-15以及对比例1-4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： 200℃@10min)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8所示的性能测试对比：
表8本申请各实施例以及各对比例的性能测试对比表
需要特别说明的是，本实施例涉及的性能测试是依据下表9所述的测试 标准或条件进行的。
表9测试项目和测试标准或条件
通过对比测试，本申请人进一步发现：当红外线阻隔剂添加比例不足 0.1wt％时，无法改善涂层的保温性能；当红外线阻隔剂的添加比例为0.1-2wt％ 时，其涂层保温性能的效果尤其明显，均可以确保涂层的红外线阻隔率均不 低于85％；当红外线阻隔剂添加比例高于2wt％后，其对于进一步提升涂层保 温性能的效果不再明显，当红外线阻隔剂添加比例达到6wt％后，涂层的保温 性能不再有变化。本申请还惊喜地发现，当本申请选用云母粉填料组合红外 线阻隔剂进行使用时，可以进一步提高涂层的保温性能以及耐候性能；采用 合适酸值差的双组分聚酯型粉末涂料组合物可以进一步提高涂层的机械性 能。
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 (10)
1.一种具有保温性能的粉末涂料组合物，包括热固性树脂和用于所述热固性树脂固化的固化剂；其特征在于，所述粉末涂料组合物还包括红外线阻隔剂；所述红外线阻隔剂包括三氧化钨和/或基于三氧化钨的复合材料。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述热固性树脂包括聚酯树脂。
3.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述红外线阻隔剂占粉末涂料组合物的重量份比例范围为0.1-10wt％。
4.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述红外线阻隔剂占粉末涂料组合物的重量份比例范围为0.1-2wt％。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述粉末涂料组合物包括云母粉填料。
6.根据权利要求5所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述云母粉填料占粉末涂料组合物的重量份比例范围为10-50wt％。
7.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，包括组分A粉末涂料组合物和组分B粉末涂料组合物的混合物，所述组分A粉末涂料组合物包括组分A聚酯树脂；所述组分B粉末涂料组合物包括组分B聚酯树脂；其中，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，所述组分A粉末涂料和/或组分B粉末涂料包括所述红外线阻隔剂。
8.根据权利要求7所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述组分A聚酯树脂的酸值小于40mgKOH/g；所述组分B聚酯树脂的酸值不低于40mgKOH/g。
9.根据权利要求7或8所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述组分A聚酯树脂在200℃下的粘度范围为3-7Pa.s；所述组分B聚酯树脂在200℃下的粘度范围为2-5Pa.s。
10.一种保温涂层，其特征在于，通过在基材上喷涂如权利要求1-9之一所述的粉末涂料组合物后进行固化成型。
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