CN115093732A - 一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料 - Google Patents
一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115093732A CN115093732A CN202210852494.0A CN202210852494A CN115093732A CN 115093732 A CN115093732 A CN 115093732A CN 202210852494 A CN202210852494 A CN 202210852494A CN 115093732 A CN115093732 A CN 115093732A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- curing agent
- powder coating
- functionality
- low
- high gloss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/03—Powdery paints
- C09D5/033—Powdery paints characterised by the additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料。本发明的低官能度固化剂共混物包含β‑羟烷基酰胺类化合物和缩水甘油酯类化合物,其特征是降低了原β‑羟烷基化合物的表观官能度,和原β‑羟烷基酰胺类化合物固化剂相比,本发明的固化剂体现出改进的流平、更好的光泽、消除泛黄和针孔的技术优势。本发明还提供了一种高光泽粉末涂料,高光泽粉末涂料的原材料中含有上述低官能度固化剂共混物。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域,尤其涉及一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料。
背景技术
户外耐候性粉末涂料中TGIC体系粉末涂料因其优异的综合性能和耐候性而被广泛的应用于户外场景。但是因TGIC的毒性缺陷,无毒或低毒的固化剂产品作为TGIC的替代品而被研究和应用,其中多官能度环氧化合物和羟烷基酰胺化合物是最有效的且可以被商业化应用的固化剂产品。
所述的多官能度环氧化合物主要为对苯二甲酸二缩水甘油酯化合物(简称DGT)。多官能度环氧化合物中的环氧基与羧基聚酯树脂中的羧基发生开环反应,反应方程式如下:
发明专利EP0110450B1(DSM)公开了以DGT作为固化剂固化羧基聚酯树脂制备粉末涂料的应用,根据发明专利EP0110450B1公开的粉末涂料,其使用酸值范围10-30mgKOH/g的羧基聚酯树脂作为成膜树脂,以2%-9%的DGT作为固化剂可以制备高光泽的粉末涂料,同时发明专利EP0110450B1还公开了六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯作为粉末涂料固化剂的应用。然而,因为由于DGT的环氧当量很高,粉末涂料配方中需要添加更多的DGT固化剂以满足配方中羧基当量与环氧基当量的化学平衡,因此会造成所制备的粉末涂料Tg下降,需要设计具有更高Tg的羧基聚酯树脂以满足配合DGT固化剂的使用,这就限制了DGT作为粉末涂料固化剂的应用(参考资料:Powder Coatings Chemistry andTechnology 3rd RevisedEdition,Page 152)。
使用偏苯三酸缩水甘油酯(TML)与DGT构成共混物用作羧基聚酯树脂固化剂可以降低固化剂的环氧当量,从而降低固化剂在粉末涂料配方中的用量,这种类型的固化剂的共混物在商业上的产品的代表是Araldite PT910(TML(25%)DGT(75%))和Araldite PT912(TML(40%)DGT(60%)),但是TML在室温下为液体,由其构成的粉末涂料的Tg会进一步的降低,贮存过程中容易产生结块的问题,不利于工业化应用。另外,由于PT910和PT912固化剂的官能团含量低(平均官能度低,PT910的平均官能度为2.22,PT912的平均官能度为2.57),降低了反应活性,使用时需要加入催化剂才能保障有效的交联反应和涂层的固化冲击性能,但是催化剂的使用又会进一步的降低所制备粉末涂料的Tg,进一步的恶化粉末涂料的贮存稳定性。
以β-羟烷基酰胺化合物为固化剂的一类粉末涂料称为HAA体系粉末涂料,HAA体系粉末涂料的主要交联化学反应是固化剂中的羟基与羧基聚酯中的羧基之间的酯化反应,反应方程式如下:
一般情况下醇羟基和羧基之间的酯化反应很难在较低反应温度下进行,但是由于β-羟烷基酰胺化合物中β位酰胺基对羟基的活化作用使得上述反应可以在150℃的条件下就能发生反应,并产生小分子水作为副产物。所述的β-羟烷基酰胺化合物主要是具有4个羟烷基反应活性基团的N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺化合物。所述的HAA体系粉末涂料是具有良好综合性能和户外耐候性,因此β-羟烷基酰胺化合物作为TGIC的替代物被用于制备户外耐候性粉末涂料,而且HAA固化剂不会对粉末涂料的Tg产生影响,因而HAA体系的粉末涂料通常具有非常好的存储稳定性。
但是HAA体系粉末涂料在使用中也存在一些难以克服的技术缺陷,一方面,HAA体系粉末涂料,尤其是高光HAA体系粉末涂料通常会表现出针孔、泛黄等技术缺陷,这种针孔和色差的技术缺陷极大地限制了羟烷基酰胺类化合物在粉末涂料中作为固化剂的应用。泛黄缺陷主要是由于此类β-羟烷基酰胺化合物中存在酰胺基团,作为固化剂使用时还会导致涂层产生泛黄(主要是燃气炉烘烤)和过烘条件下的颜色稳定性不如TGIC体系粉末涂料。针孔缺陷主要原因是β-羟烷基酰胺化合物中的高活性的4个反应基团和聚酯树脂交联过于激烈造成胶化时间很短,粘度上升快不利于上述酯化反应所生成的小分子水副产物及粉末涂料颗粒之间的空气等挥发物难以及时从未固化的涂层中逸出,因此技术上的一个改进措施就是设法降低β-羟烷基酰胺固化剂的官能度以延长粉末涂料的胶化时间,从而改进涂膜的性能。
发明专利DE10053194(EMS CHEMIEAG)公开了一种双官能度β-羟烷基酰胺固化剂,所述的双官能度β-羟烷基酰胺固化剂的结构为N,N-二(β-羟丙基)苯甲酰胺,现全文引证作为参考。发明专利DE10053194中所述的N,N-二(β-羟丙基)苯甲酰胺可以与其他羟烷基酰胺固化剂协同使用,如Primid XL552(N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺)。将双官能度的N,N-二(β-羟丙基)苯甲酰胺与四官能度的N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺可按照一定的比例构成的低官能度固化剂共混物,所述的低官能度固化剂共混物的商品化牌号称为Primid SF4510(EMS-ChemieAG)。SF4510因其具有更长的胶化时间和独特的流变性,使得这种低官能度的固化剂共混物具有非常好的流平性能以及优异的除气性能,非常适合制备用于多孔基体上的涂层,以及厚涂层应用的高光泽的粉末涂料(参考资料:Powder CoatingsChemistry andTechnology 3rd Revised Edition,Page 124)。
发明专利CN1086836(DSM)公开了一种粉末涂料组合物,其包括一种作为粘结剂的具有游离羧酸基的聚合物和一种作为交联剂的含β-羟烷基酰胺基的化合物,现全文引证作为参考。发明专利CN1086836中所述的交联剂包括一种官能度为4的β-羟烷基酰胺化合物和一种官能度为2的β-羟烷基酰胺化合物的组合。所述的4官能度的β-羟烷基酰胺化合物为Primid XL552(EMS),2官能度的β-羟烷基酰胺化合物为乙酰基二乙醇胺(N,N-二(β-羟乙基)苯甲酰胺)。发明专利CN1086836所公开的粉末涂料具有较高起泡极限涂层。
发明专利CN107266331公开了一种三官能度β-羟烷基酰胺、其制备方法及含有其的粉末涂料组合物,现全文引证作为参考。发明专利CN107266331所述的三官能度β-羟烷基酰胺具有较高的羟基当量,因此可以制备厚涂无针孔、固化成膜优良的粉末涂层。
发明专利CN103641737公开了一种羧酸改性的羟烷基酰胺固化剂的制备方法,现全文引证作为参考。发明专利CN103641737所述的改性羟烷基酰胺固化剂是用一定量的硬脂酸或12-羟基硬脂酸将羟烷基酰胺中的部分羟基酯化,从而得到所述的羧酸改性的羟烷基酰胺固化剂。通过加入硬脂酸或12-羟基硬脂酸将羟烷基酰胺中的部分羟基酯化,降低了羟烷基酰胺的固化反应活性,使涂料在固化过程中产生的小分子易于充分释放,进而减少了所得涂膜的针孔;同时,经羧酸改性的羟烷基酰胺固化剂,较改性前羟烷基酰胺的熔点低,更易于与成膜树脂熔融分散,可获得流平性更好的粉末涂层。
采用不同结构的β-羟烷基酰胺化合物或者β-羟烷基酰胺化合物的共混物作为固化剂可以被用于消除HAA体系粉末涂料的针孔和泛黄缺陷,此类化合物或者共混物通常具有较原β-羟烷基酰胺化合物(如N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺化合物)更低的官能度。如上述SF4510固化剂的平均官能度被设计在2.8-3.1之间,因此客观上有一种需求期望降低现行β-羟烷基酰胺固化剂的官能度。
尽管上述降低β-羟烷基酰胺固化剂的官能度的技术方案能够延长所制备的粉末涂料的胶化时间,带来粉末涂料泛黄及针孔性能的改进,但是从技术角度来说降低β-羟烷基酰胺固化剂的官能度并未改变HAA体系粉末涂料的交联化学,事实上也不能改进副产物小分子水的生成量,仅仅是通过降低了固化剂的反应活性延长了粉末涂料的胶化时间,从而使粉末涂料中的挥发物和副产物有更多的时间可以从未固化的涂层中逸出,进而消除了针孔的技术缺陷。
因此,如何制备一种具有优异的抗泛黄、抗针孔效果以及优异的存储稳定性的高光粉末涂料是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料,用以解决现有技术中高光粉末涂料泛黄、针孔缺陷和存储稳定性差的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种低官能度固化剂共混物,包括如下质量百分比的组分:β-羟烷基酰胺类化合物10~90%,缩水甘油酯类化合物10~90%;
所述缩水甘油酯类化合物为双官能度缩水甘油脂类化合物,所述双官能度缩水甘油脂类化合物的结构式如下:
其中X为脂肪族基团或芳香族基团。
作为优选,所述β-羟烷基酰胺类化合物的结构式为:
其中,A为氢原子、含有1~60个碳原子的烷基、芳基或烯烃基;
R1独立的为氢原子、含有1~5个碳原子的烷基或含有1~5个碳原子的羟烷基;
R2独立的为氢原子或甲基;
n'为0~2的整数;
n为1~10的整数。
本发明还提供了一种高光粉末涂料,所述的高光粉末涂料的原料中包含所述的低官能度固化剂共混物。
作为优选,所述高光粉末涂料包含如下质量份数的组分:无规羧基聚酯树脂55~67份、低官能度固化剂共混物3~5份、颜料和/或助剂30~40份。
作为优选,所述无规羧基聚酯树脂为含羧基官能度的聚酯树脂;所述含羧基官能度的聚酯树脂的重均分子量为1000~40000,酸值范围为10~100mg KOH/g,玻璃化温度Tg为45~65℃。
作为优选,所述颜料包括钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、铬颜料、碳黑、酞青蓝、偶氮、蒽醌、硫靛、苯并蒽酮、三苯二烷、喹吖(二)酮、硫酸钡、云母粉和碳酸钙中的一种或几种。
作为优选,所述助剂为除气剂、流平剂和稳定剂中的一种或几种;所述除气剂为安息香;所述流平剂为改性聚硅氧烷型流平剂、丙烯酸酯均聚物或丙烯酸酯共聚物;所述稳定剂为热稳定剂或防止UV降解的稳定剂。
本发明的有益效果包括:
本发明的低官能度固化剂共混物是由β-羟烷基酰胺化合物和双官能度缩水甘油酯类化合物按照一定的比例经物理混合物后得到的,所述的低官能度固化剂共混物的平均官能度f的范围是2<f<4,优选地f=3,以本发明提供的低官能度共混物为固化剂制备的粉末涂料在消除常规的HAA体系粉末涂料针孔及泛黄缺陷的同时还具有较高的粉末涂料Tg,具有较好的粉末存储稳定性。
附图说明
图1是实施例1和对比例1~4制备的高光粉末涂料的DSC扫描曲线(G-0为对比例1的DSC扫描曲线、G-1为对比例2的DSC扫描曲线、G-2为对比例3的DSC扫描曲线、G-3为实施例1的DSC扫描曲线、G-4为对比例4的DSC扫描曲线)。
具体实施方式
本发明提供了一种低官能度固化剂共混物,包括如下质量百分比的组分:β-羟烷基酰胺类化合物10~90%,缩水甘油酯类化合物10~90%;
所述缩水甘油酯类化合物为双官能度缩水甘油脂类化合物,所述双官能度缩水甘油脂类化合物的结构式如下:
其中X为脂肪族基团或芳香族基团。
本发明中,所述低官能度固化剂共混物中β-羟烷基酰胺类化合物的含量为10~90%,优选为15~85%,进一步优选为20~70%。
本发明中,所述低官能度固化剂共混物中缩水甘油酯类化合物的含量为10~90%,优选为15~85%,进一步优选为20~70%。
本发明中,所述双官能度缩水甘油脂类化合物优选为邻苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯(DGT)、1,4-环己基二甲酸二缩水甘油酯或1,3-环己基二甲酸二缩水甘油酯,进一步优选为对苯二甲酸二缩水甘油酯(DGT)。
本发明中,所述β-羟烷基酰胺类化合物的结构式为:
其中,A为氢原子、含有1~60个碳原子的烷基、芳基或烯烃基,优选为2~50个碳原子的烷基、芳基或烯烃基,进一步优选为3~45个碳原子的烷基、芳基或烯烃基;
R1独立的为氢原子、含有1~5个碳原子的烷基或含有1~5个碳原子的羟烷基;
R2独立的为氢原子或甲基;
n'为0~2的整数;
n为1~10的整数。
本发明中,所述β-羟烷基酰胺类化合物优选为N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺和/或N,N,N',N'-四(β-羟丙基)己二酰胺;所述N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺优选为EMS的Primid XL552、宁波南海化学的T105、Degussa的Vestagon HA320或安徽华安的AHA6552。
本发明中,所述低官能度固化剂共混物的平均官能度(f)的范围为2~4,优选为2.2~3.8,进一步优选为2.5~3.2。
本发明还提供了一种高光粉末涂料,所述的高光粉末涂料的原料中包含所述的低官能度固化剂共混物。
本发明中,所述高光粉末涂料包含如下质量份数的组分:无规羧基聚酯树脂55~67份、低官能度固化剂共混物3~5份、颜料和/或助剂30~40份。
本发明中,所述无规羧基聚酯树脂的含量优选为57~65份,进一步优选为59~63份。
本发明中,所述低官能度固化剂共混物的含量优选为3.5~4.5份,进一步优选为4份。
本发明中,所述颜料和/或助剂的含量优选为31~39份,进一步优选为32~38份。
本发明中,所述无规羧基聚酯树脂为含羧基官能度的聚酯树脂;所述含羧基官能度的聚酯树脂由相应的二元酸和多元醇缩合而成;二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己基二甲酸、己二酸、马来酸、琥珀酸中的一种或几种;多元醇包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、己二醇、新戊二醇、环己基二甲醇和三羟甲基丙烷中的一种或几种。
本发明中,所述含羧基官能度的聚酯树脂的重均分子量为1000~40000,优选为2000~35000,进一步优选为2500~30000;酸值范围为10~100mg KOH/g,优选为20~90KOH/g,进一步优选为25~85KOH/g;玻璃化温度Tg为45~65℃,优选为48~63℃,进一步优选为50~62℃。
本发明中,所述无规羧基聚酯树脂优选为安徽神剑的SJ 5122或SJ4#ET。
本发明中,所述颜料包括钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、铬颜料、碳黑、酞青蓝、偶氮、蒽醌、硫靛、苯并蒽酮、三苯二烷、喹吖(二)酮、硫酸钡、云母粉和碳酸钙中的一种或几种。
本发明中,所述助剂为除气剂、流平剂和稳定剂中的一种或几种;所述除气剂为安息香;所述流平剂为改性聚硅氧烷型流平剂、丙烯酸酯均聚物或丙烯酸酯共聚物;所述稳定剂为热稳定剂或防止UV降解的稳定剂。
本发明中,所述流平剂优选为安徽省华安进出口有限公司生产的AHA1088P型流平剂。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
一、低官能度固化剂共混物的制备方法:
将原料按照配比混合在一起,置于塑料袋中手动混合3~5min,得到低官能度固化剂的共混物,并按照平均官能度的计算公式计算共混物的平均官能度。
二、粉末涂料的制备及检测:
将原料按照配比混合在一起,置于塑料袋中手动混合3~5min,加入双螺杆试验用挤出机(型号:SLJ-30A,烟台东辉)中熔融均化,压片、冷却,然后碾磨成细粉,过180目标准筛,高光泽粉末涂料组合物静电喷涂在脱脂冷轧钢板上后,在200℃下固化15min,固化后进行测试。
三、测试项目及方法
1、涂膜厚度
按GB/4957标准进行,用磁性厚度测定仪(厚度测定仪德国Automation Dr.NixGmbH公司的Q Nix4500直接测得。
2、光泽
按GB/T1743标准进行,60°的反射率,采用德国BYK公司的Micro-gloss 60°4442直接测得。
3、冲击强度
按GB/T1732标准进行,用锤式耐冲击测定仪进行。其中1Kg重锤50cm正反冲通过标准为50+,正冲通过标为50,正反冲都不通过标为<50,依此类推。
4、流平
用肉眼观察进行PCI分级,其中10为最好,0为最差。
5、最小出针孔膜厚
即能够观察到涂层针孔缺陷的最小膜厚,最小膜厚值越高说明粉末涂料的出针孔效果越好。
6、共混物平均官能度计算
低官能度固化剂共混物的平均官能度f的计算公式如下:
f:共混物的平均官能度;
fi:化合物i的官能度;
mi:化合物i的质量,单位g;
Mi:化合物i的分子量,单位g/mol。
7、色差
按ASTM D2244标准进行,采用BGD551便携式色差仪检测相应条件下涂层的L、a、b值,并按照ASTM D2244标准中的计算公式进行计算得到。色差检测值及计算公式如下:
比较实施例及对比例的低光泽粉末涂料在200℃下固化15min后检测固化后的初始L、a、b值,其检测值记录为LS、aS、bS,将检测完初始L、a、b值的涂层继续放入烘箱在230℃条件下烘烤30min,取出样板冷却后检测此时涂层的L、a、b值,检测值记录为LB、aB、bB,色差相关数据计算公式如下:
ΔL=LB-LS;Δa=aB-aS;Δb=bB-bS
上述检测值及计算结果的评价参照ASTM D2244标准的要求。其中b值越大代表样板的涂层越黄,Δb值越大代表样板的涂层在过烘后黄变越明显,ΔE值越大代表样板的涂层在过烘条件下的色差越明显。
8、粉末涂料Tg检测
Tg1:未固化的粉末涂料的Tg,Tg1越高表示粉末涂料的存储稳定性越高;
Tg2:已固化的粉末涂料的Tg。
检测方法:
使用型号为DSC4000(PerkinElmer)的差式扫描量热仪进行粉末涂料热量测定。涂料粉末试样的重量:10mg±1mg,氮气流量:50mL/min。第一次扫描,以20℃/min的升温速率将试样从30℃加热到高于玻璃化转变温度(Tg),大约在90℃,然后以30℃/min的速率将试样冷却到30℃,并在30℃恒定5分钟,完成第一次扫描。第二次扫描是在第一次扫描结束后以20℃/min的升温速率对同一试样加热,将温度从30℃加热到发生交联反应大约在280℃,该扫描可以确定未发生交联的粉末涂料的Tg,记为Tg1。然后以30℃/min的速率将试样冷却到30℃,并在30℃恒定5分钟完成第二次扫描。第三次扫描为第二次扫描结束后立即以20℃/min的升温速率对同一试样加热,将温度从30℃加热到150℃,通过第三次扫描可以得到已固化的粉末涂料的Tg,记为Tg2。
低官能度固化剂共混物的制备,不同低官能度固化剂共混物的组成比例如表1:
表1
1:N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺,分子量:320.38g/mol
2:DGT(对苯二甲酸二缩水甘油酯),分子量:278.26g/mol
低官能度固化剂共混物作为固化剂制备高光泽粉末涂料应用测试:
用上述低官能度固化剂共混物作为固化剂制备高光泽粉末涂料配方组成及制备的高光粉末涂料热力学(DSC)检测结果如表2:
表2不同固化剂制备的高光泽粉末涂料及热力学性能检测
1:SJ4#ET,无归羧基聚酯树脂,Tg≥62℃,安徽神剑新材料股份有限公司
2:Araldite PT910,固化剂,Huntsman
3:AHA6552,N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺,安徽省华安进出口有限公司
4:2-MI,2-甲基咪唑
5:AHA1088P,流平剂,安徽省华安进出口有限公司
由表2可知,以高Tg的羧基聚酯树脂SJ4#ET作为成膜树脂,上述固化剂所制备的粉末涂料均为高光泽,流平性能优异的粉末涂料。但是实施例1以固化剂3作为固化剂时所制备的高光粉末涂料其Tg1=62.52℃,与对比例1相比较,Tg1仅降低了7.7℃。然而对比例2以PT910为固化剂且无催化剂存在时所制备的粉末涂料Tg1=55.35℃,与对比例1相比,Tg1降低了14.87℃,这无疑会显著影响所制备的粉末涂料的存储稳定性。此外对比例2因固化剂PT910的平均官能度较低,导致粉末涂料的胶化时间很长(>600s),未能实现有效的交联,且冲击性能很差(<50)。对比例3以PT910为固化剂,在催化剂2-MI(2-甲基咪唑)的催化作用下所制备的粉末涂料可以实现有效的交联和固化,但仅仅是正冲通过。
对比例4以AHA6552为固化剂时所制备的粉末涂料的Tg1=67.14℃,胶化时间为90s,但当固化剂为固化剂3时(平均官能度f=3),所制备的高光粉末涂料的Tg1=62.52℃,胶化时间为140s,Tg1降低了4.62℃,但是胶化时间延长很多。说明以DGT配合N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺构成的低官能度固化剂共混物的反应活性低于单独的N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺固化剂的反应活性,从而延长胶化时间。还说明了DGT会降低所制备粉末涂料的Tg,因此低官能度固化剂共混物中需要严格控制DGT的含量,即控制低官能度固化剂共混物的平均官能度不低于3才能不对粉末涂料的存储稳定性造成显著的影响。
用上述低官能度固化剂共混物作为固化剂制备高光泽粉末涂料配方组成及制备的高光粉末涂料色差检测结果如表3和表4:
表3不同固化剂制备的高光泽粉末涂料配方
1:SJ5122,无归羧基聚酯树脂,Tg≥57℃,安徽神剑新材料股份有限公司
2:Araldite PT910,固化剂,Huntsman
3:AHA6552,N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺,安徽省华安进出口有限公司
4:2-MI,2-甲基咪唑
5:AHA1088P,流平剂,安徽省华安进出口有限公司
表4不同固化剂制备的高光粉末涂料色差检测结果
由以上实施例可知,本发明提供了一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料。由表3和表4可以看出,与对比例2和对比例3类似,对比例5以SJ5122羧基聚酯树脂为成膜树脂单独使用PT910为固化剂时所制备的粉末涂料就有非常长的胶化时间,不能实现有效的固化效果,说明较低官能度的PT910固化剂单独使用时难以实现有效的交联,不利于工业化应用。对比例6使用催化剂,如2-MI,可以改进PT910的固化性能,使胶化时间缩短到90s,但仅能正冲通过,但是催化剂,尤其是咪唑类催化剂的使用会显著影响涂层的色差,导致固化后涂层的Δb从0.32升高到2.10(表4,对比例5和对比例6的色差值),显著增加涂层的泛黄倾向。
对比例7是标准的HAA体系高光粉末涂料,其以AHA6552(N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺)为固化剂,所制备的高光粉末涂料的胶化时间为95s,说明四官能度的AHA6552固化剂与羧基聚酯树脂SJ5122之间的交联速度比较快,造成版面针孔的缺陷比较明显,最小的出现针孔的膜厚为80μm。然而,当以固化剂2、固化剂3、固化剂4(分别对应实施例2、实施例3、实施例4)替代AHA6552制备高光泽粉末涂料时,所得到的粉末涂料胶化时间均显著延长,且最低出现针孔的膜厚为120μm。说明以DGT配合N,N,N',N'-四(β-羟乙基)己二酰胺构成的低官能度固化剂共混物能够显著地降低固化剂的反应活性从而延长胶化时间,给交联反应产生的小分子水副产物以及粉末涂料颗粒间的空气充足的试验逸出,从而降低固化后涂层的针孔缺陷。此外,低官能度固化剂共混物的使用也降低了配方中羟烷基酰胺的含量,从而减少了副产物小分子水的量,进一步的降低了涂层的针孔缺陷。
低官能度固化剂共混物在降低HAA体系粉末涂料涂层针孔缺陷的同时也能够有效的改进HAA体系粉末涂料的泛黄缺陷。如表4所示,对比例7为标准HAA体系粉末涂料的Δb=1.37,ΔE=1.41,而以固化剂3制备的粉末涂料(实施例3)的Δb=0.60,ΔE=0.62,显著小于标准HAA体系粉末涂料的色差值,所述的固化剂3的平均官能度f=3.03。当以固化剂2制备的粉末涂料(实施例2)的Δb=0.86,ΔE=0.90,色差结果介于固化剂3和AHA6552之间,而所述的固化剂2的平均官能度f=3.13,高于固化剂3的平均官能度。
因此,当低官能度固化剂共混物的平均官能度为3时,所制备的高光泽粉末涂料具有最好的除针孔效果、抗泛黄性能和优异的存储稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
3.一种高光粉末涂料,其特征在于,所述的高光粉末涂料的原料中包含权利要求1或2所述的低官能度固化剂共混物。
4.根据权利要求3所述的高光粉末涂料,其特征在于,所述高光粉末涂料包含如下质量份数的组分:无规羧基聚酯树脂55~67份、低官能度固化剂共混物3~5份、颜填料和/或助剂30~40份。
5.根据权利要求4所述的高光粉末涂料,其特征在于,所述无规羧基聚酯树脂为含羧基官能度的聚酯树脂;所述含羧基官能度的聚酯树脂的重均分子量为1000~40000,酸值范围为10~100mgKOH/g,玻璃化温度Tg为45~65℃。
6.根据权利要求书3~5任意一项所述的高光粉末涂料,其特征在于,所述颜填料包括钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、铬颜料、碳黑、酞青蓝、偶氮、蒽醌、硫靛、苯并蒽酮、三苯二烷、喹吖(二)酮、硫酸钡、云母粉和碳酸钙中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的高光粉末涂料,其特征在于,所述助剂为除气剂、流平剂和稳定剂中的一种或几种;所述除气剂为安息香;所述流平剂为改性聚硅氧烷型流平剂、丙烯酸酯均聚物或丙烯酸酯共聚物;所述稳定剂为热稳定剂或防止UV降解的稳定剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210852494.0A CN115093732B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210852494.0A CN115093732B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115093732A true CN115093732A (zh) | 2022-09-23 |
CN115093732B CN115093732B (zh) | 2023-05-23 |
Family
ID=83298129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210852494.0A Active CN115093732B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115093732B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115572376A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-01-06 | 黄山正杰新材料有限公司 | 高光泽、高储存稳定性粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4463140A (en) * | 1982-10-29 | 1984-07-31 | Dsm Resins B.V. | Powder coating |
US4889890A (en) * | 1987-12-30 | 1989-12-26 | Ppg Industries, Inc. | Powder coating curing system containing a beta-hydroxyalkylamide |
US6084035A (en) * | 1996-05-20 | 2000-07-04 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Weather-resistant resin composition for powder coating |
CN1756818A (zh) * | 2003-03-20 | 2006-04-05 | 舒飞士特种化工有限公司 | 用于涂层的热固性粉末组合物 |
CN101220239A (zh) * | 2008-01-04 | 2008-07-16 | 扬州三得利化工有限公司 | 一种聚酯树脂类粉末涂料固化剂 |
US20080262153A1 (en) * | 2005-01-20 | 2008-10-23 | Gerhard Reich | Thermosetting Powder Paint Composition and Polyester Resin Which Can be Used for Its Manufacture |
CN111040593A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-21 | 安徽省华安进出口有限公司 | 一种消光透明户外耐候性粉末涂料 |
-
2022
- 2022-07-20 CN CN202210852494.0A patent/CN115093732B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4463140A (en) * | 1982-10-29 | 1984-07-31 | Dsm Resins B.V. | Powder coating |
US4889890A (en) * | 1987-12-30 | 1989-12-26 | Ppg Industries, Inc. | Powder coating curing system containing a beta-hydroxyalkylamide |
US6084035A (en) * | 1996-05-20 | 2000-07-04 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Weather-resistant resin composition for powder coating |
CN1756818A (zh) * | 2003-03-20 | 2006-04-05 | 舒飞士特种化工有限公司 | 用于涂层的热固性粉末组合物 |
US20080262153A1 (en) * | 2005-01-20 | 2008-10-23 | Gerhard Reich | Thermosetting Powder Paint Composition and Polyester Resin Which Can be Used for Its Manufacture |
CN101220239A (zh) * | 2008-01-04 | 2008-07-16 | 扬州三得利化工有限公司 | 一种聚酯树脂类粉末涂料固化剂 |
CN111040593A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-21 | 安徽省华安进出口有限公司 | 一种消光透明户外耐候性粉末涂料 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
曾定等: "苯甲酸缩水甘油酯固化型聚酯树脂的合成与性能研究" * |
王岚等: "户外粉末涂料用羟烷基酰胺研究进展", 《上海涂料》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115572376A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-01-06 | 黄山正杰新材料有限公司 | 高光泽、高储存稳定性粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法 |
CN115572376B (zh) * | 2022-11-11 | 2023-08-08 | 黄山正杰新材料有限公司 | 高光泽、高储存稳定性粉末涂料用聚酯树脂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115093732B (zh) | 2023-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112566990B (zh) | 一种聚酯树脂组合物、粉末涂料及工件 | |
US6184311B1 (en) | Powder coating composition of semi-crystalline polyester and curing agent | |
US7638201B2 (en) | Acid functional phosphorus-containing polyester powder compositions and powder coatings made therefrom | |
JP5460576B2 (ja) | 粉体被膜用の分岐ポリエステル | |
EP0521992B1 (en) | Coating compositions | |
US6844072B2 (en) | Powdered thermosetting composition for coatings | |
US20080233300A1 (en) | Thermosetting powders comprising curing agent adducts of polyesters and strong, flexible powder coatings made therefrom | |
EP1923436B1 (en) | Powder compositions comprising Beta-Hydroxyalkyl amides from the ring-opening of acidic coumpounds | |
US6180726B1 (en) | High temperature resistant coating composition and method of using thereof | |
US20080286481A1 (en) | Thermosetting powder compositions for coatings | |
CA2400576A1 (en) | Powdered thermosetting composition for coatings | |
US6534178B2 (en) | Carboxyl-functional polyester epoxy resin powder coatings based on 1,3-propanediol | |
CN115093732A (zh) | 一种低官能度固化剂共混物和一种高光粉末涂料 | |
EP1608714B1 (en) | Thermosetting powder compositions for coatings | |
WO2009106454A1 (en) | Powder compositions | |
WO2001070893A2 (en) | Carboxyl-functional polyester epoxy resin powder coatings based on 1,3-propanediol | |
US20020061963A1 (en) | Polyester triglycidyl isocyanurate resin powder coatings based on 1,3-propanediol | |
JP2001226625A (ja) | 熱硬化性粉体塗料組成物 | |
WO2002085999A1 (en) | Thermosetting powder compositions for coatings | |
TW202411360A (zh) | 粉末塗料組成物 | |
CN114958160A (zh) | 一种消光粉末涂料及其制备方法 | |
JP2001011367A (ja) | 粉体塗料用組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |