CN1150960A - 涂料添加剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

公开一种用于液体涂料的树脂添加剂的制备方法，该方法包括如下步骤：选择热固性有机树脂，使上述树脂固化并形成已固化的热固树脂；将上述已固化的树脂制成粒度不大于20微米的颗粒。本发明对制备对环境有益的涂料组合物特别有用。

Description

涂料添加剂的制备方法

本发明涉及涂料添加剂的制备方法，更具体地说涉及用于液体涂料组合物的被树脂密封的添加剂的制备方法。

涂料工业一直在寻找高效低成本地改善涂料性能如涂料的耐腐蚀性或颜料在涂料组合物中分散性的方法。常规的涂料组合物含有用于均匀分散基质树脂和颜料的有机溶剂。在喷镀过程中，溶剂挥发到环境中。涂料工业试图满足这种对使用较少溶剂的对环境有益的(environmentally friendly)涂料的需求。

需要有一种改善液体涂料耐腐蚀性的添加剂。也需要有一种改善颜料在涂料组合物中分散性的添加剂，这样可以节省时间、劳动力和资源。同样需要有一种制备这种涂料添加剂的方法。最后需要有一种含添加剂的对环境有益的涂料组合物，以减少使用涂料颜料和溶剂，这样不仅节省了资源，而且显著降低了挥发性有机溶剂的挥发和有助于进一步执行要求减少挥发性物质的行政命令。

本发明的目的是克服上述的一个或多个问题。

本发明的一个方面是公开一种用于液体涂料的树脂添加剂的制备方法，这种方法包括如下步骤：选择热固性有机树脂，使上述树脂固化并形成已固化的热固树脂；并将上述已固化的树脂制成粒度不大于20微米的颗粒。

本发明的另一个方面是公开一种用于液体涂料的树脂添加剂。这种树脂添加剂包括已固化的热固性有机树脂。已固化的热固性有机树脂的粒度不大于20微米。

本发明的还一个方面是公开一种含树脂添加剂的涂料组合物。该涂料组合物包括液体涂料和分散在液体涂料中的已固化热固性有机树脂。上述已固化热固性有机树脂的粒度不大于20微米。本发明特别适用于制备对环境有益的涂料组合物。

在本发明的方法中，热固性有机树脂宜选自醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯及它们的混合物之一。重要的是，所选择的树脂是热固树脂，而不是热塑树脂。固化时，热固树脂变成固化的热固树脂，因此能结合到含有树脂添加剂的涂料“基质树脂”中，而不象热塑树脂那样加热时会流动。现已发现，热固树脂的特性可被用来提高涂料的耐腐蚀性和韧性及提高涂料性能。从在涂料组合物中的分散性和涂料工业中最常用的溶剂方面来看，上述所有的树脂适于涂料涂布且混溶性很好。这种溶剂对本行业中熟练技术人员来说是熟知的。热固性有机树脂较好是聚酯树脂。因为这种树脂最适于涂料涂布，所以它比其它的树脂更优选。所选的有机树脂最好是醇酸树脂。醇酸树脂可以是短链、中长链或长链的醇酸树脂。因为短链醇酸树脂提供寿命长、硬度高、质量好的涂层，所以它是优选的醇酸树脂。这种树脂特别适用于本行业中熟练技术人员所熟知的底漆和面漆。

在本发明的方法中，将树脂固化成已固化的热固树脂。视所选择的树脂而异，可用各种方法进行固化，包括微波固化法。当所选择的树脂是聚酯树脂时，该树脂可用异氰酸酯催化聚合固化。其它的树脂如醇酸树脂和丙烯酸树脂也可被化学聚合。这种聚合反应对本行业中熟练技术人员来说是熟知的，在这里无需进行讨论。当选择的树脂是醇酸树脂时，该树脂可在空气中，即在氧气的氮气存在下于200°F干燥固化。用空气干燥固化对本行业中熟练技术人员来说是熟知的。当选择的树脂是丙烯酸树脂时，它可在温度宜在550-600°F，最好在约600°F的烘箱中烘烤固化。必须注意的是，甚至醇酸树脂和聚酯也可烘烤固化。当聚酯树脂被烘烤固化时，它可以先与密胺反应而被化学催化。这种固化方法对本行业中熟练技术人员来说是熟知的。

在本发明的方法中，将固化的树脂制成粒度不宜大于20微米，最好不大于15微米的颗粒。将固化的热固树脂造粒在本发明的方法中是一个重量的步骤。粒度大于20微米的树脂颗粒是不合需要的，因为它不能很好地分散到液体涂料中，且当涂料涂布在表面时，所得涂料层的光泽很差。发生这种情况的原因是，树脂添加剂颗粒没有很好地“聚集”，而有害地无规分散在涂料中。当将树脂添加剂加入用作“保护膜”的涂料组合物中时，粒度不大于约15微米的树脂颗粒是优选的。当树脂添加剂被分散到“高级保护膜”级的涂料组合物中时，粒度不大于约8微米的树脂颗粒是优选的。

在本发明方法的优选实施方案中，树脂固化前，将可被树脂密封的颗粒分散到热固性有机树脂中。这些颗粒的粒度最好不大于20微米。这些可被密封的颗粒宜为颜料。树脂固化时，将颜料颗粒分散到热固树脂中，并被树脂密封。这些颗粒可以是碳酸钙颗粒，同样可被树脂密封。碳酸钙可用作着色涂料组合物中的高效低成本(cost effective)的填料，因此可减少涂料的粉化及挥发到环境中的挥发性有机溶剂的量。可被树脂密封的颗粒的用量宜不大于树脂的50重量％。大于50重量％的用量需要加入太多的热固树脂，并有害地造成颗粒的不良密封。可被树脂密封的颗粒的用量较好不大于树脂的25重量％，更好不大于10重量％，尤其在“保护膜”组合物中。

在本发明的另一个实施方案，用于液体涂料的树脂添加剂含有粒度不大于约20微米的已固化热固树脂。在该实施方案的最佳方式中，树脂添加剂最好包括分散在其中的可被树脂密封的颗粒。颗粒的至少50％表面积被热固树脂密封。

在本发明的还一个实施方案中，涂料组合物含有液体涂料和分散在该液体涂料中的已固化热固性有机树脂。已固化的热固性有机树脂的粒度宜不大于约20微米，较好不大于约15微米，最好不大于8微米。在本实施方案的最佳方式中，涂料组合物包括分散在热固树脂中并被树脂密封的颗粒，最好是颜料。它的用量宜不超过树脂的约50重量％，最好不超过约25重量％。颜料的粒度最好不超过8微米。树脂添加剂在液体涂料中的用量最好不超过约50重量％。超过50重量％的用量需要加入太多的液体涂料基质树脂，并有害地造成差的涂料质量。树脂添加剂的用量较好不超过液体涂料的约25重量％，最好不超过约10重量％，尤其在“保护膜”组合物中。

在如下的实施例A中，按如下方法制备含用于液体涂料的树脂添加剂的涂料组合物，以描述本发明的一个实施方案。实施例A

在200°F的温度下将短链热固醇酸树脂空气干燥固化。所用醇酸树脂的商品名为“13C-119A”，由Moline涂料制造公司生产。将所得的已固化热固醇酸树脂在锤式粉碎机中粉碎成粒度在约80-100微米的颗粒，然后在喷射粉碎机(jet mill)进一步粉碎成粒度约为8微米的颗粒，得到用于本发明的树脂添加剂。将树脂添加剂分散在含丙烯酸基质树脂的液体涂料中。试样1代表不含树脂添加剂的液体涂料。试样2和3代表液体涂料中树脂添加剂含量为5重量％和10重量％的涂料组合物。测量试样2和3中树脂添加剂在涂料中的分散质量。然后将试样1-3的涂料组合物涂布在金属表面，并测量其耐腐蚀性。

树脂添加剂在液体涂料中的分散质量按ASTM测量方法D1210-79进行测量。该方法的标题是“颜料载体体系分散精度的标准测量方法。

涂料组合物的耐腐蚀性按ASTM测量方法D1654-79a进行测量，该方法的标题是“腐蚀性环境中被涂试样的评估方法”。当从常规精细度标准量度图来看，含粒度约为8微米的树脂添加剂的试样2和3具有约为7或更高的Hegman刻度值。

表1表示腐蚀试验的结果：

                            表1

试样	树脂添加剂的重量％	裂缝
			1	0	0.188英寸
2	5	0-0.250英寸
			3	10	0.031-0.125英寸

从中可以看出，在涂料中加入本发明的树脂添加剂，提高了耐腐蚀性。

通过使用本发明方法可以非常显著地节约时间、劳动力和资源，可以制造用于“对环境有利的”涂料中的添加剂。使用本发明的树脂添加剂可以减少使用涂料颜料和有机溶剂，不仅可节约资源，而且可以显著地降低挥发性有机溶剂对环境的挥发。

本发明的方法特别适用于制备用于各种用途，尤其是用于涂料组合物中的涂料添加剂。

通过研究本说明书和所附的权利要求书，可以获知本发明的其它方面、目的和优点。

Claims (25)

1.用于液体涂料的树脂添加剂的制备方法，它包括如下步骤：

选择热固性有机树脂，

使上述树脂固化并形成已固化的热固树脂；

将上述已固化的树脂制成粒度不大于20微米的颗粒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于它包括将可被树脂密封的颗粒分散在上述的热固性有机树脂中的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于它包括用上述热固性有机树脂使上述颗粒密封的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述的热固性有机树脂是醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯及它们的混合物之一。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述的热固性有机树脂是醇酸树脂。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于固化步骤包括在氧气和氮气的存在下使上述树脂干燥固化。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述的热固性有机树脂是聚酯树脂。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于固化步骤包括用异氰酸酯使上述树脂催化聚合固化。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于上述可被树脂密封的颗粒在上述热固树脂中的用量不大于上述树脂的50重量％。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于上述的颗粒是颜料。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于上述的颗粒是碳酸钙颗粒。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述的粒度不大于15微米。

13.用于液体涂料的树脂添加剂，它包括：

固化的热固性有机树脂，且上述固化的热固性有机树脂的粒度不大于20微米。

14.如权利要求13所述的用于液体涂料的树脂添加剂，其特征在于包括分散在上述热固树脂中可被树脂密封的颗粒，上述可被树脂密封的颗粒被上述热固树脂密封。

15.如权利要求13所述的用于液体涂料的树脂添加剂，其特征在于上述可被树脂密封的颗粒的至少50％表面积被上述树脂密封。

16.如权利要求13所述的用于液体涂料的树脂添加剂，其特征在于上述可被树脂密封的颗粒在上述热固树脂中的用量不大于上述树脂的50重量％。

17.如权利要求13所述的用于液体涂料的树脂添加剂，其特征在于上述的热固性有机树脂是醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯及它们的混合物之一。

18.如权利要求13所述的用于液体涂料的树脂添加剂，其特征在于上述可被树脂密封的颗粒是颜料。

19.如权利要求13所述的用于液体涂料的树脂添加剂，其特征在于上述树脂添加剂的粒度不大于15微米。

20.含树脂添加剂的涂料组合物，它包括：液体涂料，

分散在上述的液体涂料中的已固化的热固性有机树脂，且上述已固化热固性有机树脂的粒度不大于20微米。

21.如权利要求20所述的含树脂添加剂的涂料组合物，其特征在于包括分散在上述热固树脂中可被树脂密封的颗粒，上述可被树脂密封的颗粒被上述热固树脂密封。

22.如权利要求20所述的含树脂添加剂的涂料组合物，其特征在于上述树脂添加剂在上述涂料中的用量不大于上述涂料的50重量％。

23.如权利要求20所述的含树脂添加剂的涂料组合物，其特征在于上述可被树脂密封的颗粒在上述热固树脂中的用量不大于上述树脂的50重量％。

24.如权利要求20所述的含树脂添加剂的涂料组合物，其特征在于上述可被树脂密封的颗粒是颜料。

25.如权利要求20所述的含树脂添加剂的涂料组合物，其特征在于上述的粒度不大于15微米。