CN116042064A - 一种低温固化粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温固化粉末涂料及其制备方法，其不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂、有机硅树脂、固化剂、改性填料、光引发剂、金属粉末、颜料。本申请的粉末涂料再铝型材的表面形成优异的耐候性涂层，通过优化原料以及原料配比后，能形成一个稳定的粉末涂料体系，不均具有储存稳定性，还具有使用稳定性；另外，本申请中将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂先混合后，高速剪切后再与其它成分混合，平均分子量适中，结合本申请限定的固化剂，能实现低温固化，且在保证涂层力学性能的同时，还能降低固化时间，适用于铝型材的表面处理。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料领域，具体而言，涉及一种低温固化粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种组分中不含有溶剂的涂料类型，其在使用中基本不产生挥发性的有机化合物(VOC)，对环境的污染极小，是一种节能环保的涂料。一般的粉末涂料通常需要在200℃左右的高温下，经过20min～30min的长时间烘烤才能交联固化成膜，不仅耗能、费时，而且涂膜容易出现针孔、橘皮、粉化等缺陷，导致粉末涂料在铝基材上的涂装受到限制。因此，研究一种具有低温固化且固化时间短的粉末涂料具有积极意义。
发明内容
基于此，为了解决现有技术中粉末涂料需要高温固化且固化时间长的问题，本发明提供了一种低温固化粉末涂料及其制备方法，具体技术方案如下：
一种低温固化粉末涂料，所示低温固化粉末涂料包括以下重量粉的制备原料：75份～80份不饱和聚酯树脂、30份～35份端羧基聚酯树脂、7份～9份有机硅树脂、5份～7份固化剂、15份～30份改性填料、1份～3份光引发剂、0.01份～0.1份金属粉末、0份～7份颜料；
其中，所述固化剂为双酚A型环氧树脂、β-羟烷基酰胺类聚酯树脂以及羟烷基酰胺按照质量比1～5：1～3：1～3预处理得到。
进一步地，所述端羧基聚酯树脂的酸酯为35mgKOH/g～40mgKOH/g。
进一步地，所述改性填料为将偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料混合，然后加入丙二醇，充分反应7h～8h，过滤、洗涤处理后，于85℃～90℃的条件下真空干燥1h～3h，得到改性填料。
进一步地，所述填料为沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、云母粉、石英粉中的至少一种。
进一步地，所述偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料的质量比为1～5：2～5：1～3。
进一步地，所述丙二醇的添加量占所述偶联剂的1倍～2倍。
进一步地，所述光引发剂为二烷氧基苯乙酮。
进一步地，所述金属粉末为镍粉以及锌粉按照质量比为1～4：1～2的比例混合得到。
进一步地，所述预处理为以5℃～10℃的升温速率，升温至75℃～90℃并保温备用。
另外，本申请还提供一种低温固化粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂放置搅拌釜中，并加热至90℃～100℃，然后开启高速剪切，得到混合物A；
将固化剂、改性填料、光引发剂以及颜料添加至所述混合物A中，以500r/min～800r/min的转速继续搅拌20min～30min，再加入金属粉末，通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，破碎处理、过筛处理，得到低温固化粉末涂料。
本申请的粉末涂料再铝型材的表面形成优异的耐候性涂层，通过优化原料以及原料配比后，能形成一个稳定的粉末涂料体系，不均具有储存稳定性，还具有使用稳定性；另外，本申请中将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂先混合后，高速剪切后再与其它成分混合，平均分子量适中，结合本申请限定的固化剂，能实现低温固化，且在保证涂层力学性能的同时，还能降低固化时间，适用于铝型材的表面处理。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中的一种低温固化粉末涂料，所示低温固化粉末涂料包括以下重量粉的制备原料：75份～80份不饱和聚酯树脂、30份～35份端羧基聚酯树脂、7份～9份有机硅树脂、5份～7份固化剂、15份～30份改性填料、1份～3份光引发剂、0.01份～0.1份金属粉末、0份～7份颜料；
其中，所述固化剂为双酚A型环氧树脂、β-羟烷基酰胺类聚酯树脂以及羟烷基酰胺按照质量比1～5：1～3：1～3预处理得到。
在其中一个实施例中，所述端羧基聚酯树脂的酸酯为35mg KOH/ g～40mgKOH/g。
在其中一个实施例中，所述改性填料为将偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料混合，然后加入丙二醇，充分反应7h～8h，过滤、洗涤处理后，于85℃～90℃的条件下真空干燥1h～3h，得到改性填料。
在其中一个实施例中，所述填料为沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、云母粉、石英粉中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料的质量比为1～5：2～5：1～3。
在其中一个实施例中，所述丙二醇的添加量占所述偶联剂的1倍～2倍。
在其中一个实施例中，所述光引发剂为二烷氧基苯乙酮。
在其中一个实施例中，所述金属粉末为镍粉以及锌粉按照质量比为1～4：1～2的比例混合得到。
在其中一个实施例中，所述预处理为以5℃～10℃的升温速率，升温至75℃～90℃并保温备用。
另外，本申请还提供一种低温固化粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂放置搅拌釜中，并加热至90℃～100℃，然后开启高速剪切，得到混合物A；
将固化剂、改性填料、光引发剂以及颜料添加至所述混合物A中，以500r/min～800r/min的转速继续搅拌20min～30min，再加入金属粉末，通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，破碎处理、过筛处理，得到低温固化粉末涂料。
在其中一个实施例中，所述高速剪切的速率为5000r/min～6000r/min，高速剪切的时间为3min～5min。
本申请的粉末涂料再铝型材的表面形成优异的耐候性涂层，通过优化原料以及原料配比后，能形成一个稳定的粉末涂料体系，不均具有储存稳定性，还具有使用稳定性；另外，本申请中将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂先混合后，高速剪切后再与其它成分混合，平均分子量适中，结合本申请限定的固化剂，能实现低温固化，且在保证涂层力学性能的同时，还能降低固化时间，适用于铝型材的表面处理。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1～3：
实施例1～3的指标原料以及原料配比如表1所示，实施例1～3的制备方法相同，如下：
一种低温固化粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
将双酚A型环氧树脂、β-羟烷基酰胺类聚酯树脂以及羟烷基酰胺混合，以5℃的升温速率，升温至75℃并保温，得到固化剂；
将质量比为5：2：1的硅烷偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料混合，然后加入丙二醇，充分反应7h，过滤、洗涤处理后，于85℃的条件下真空干燥1h～3h，得到改性填料；
将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂放置搅拌釜中，并加热至95℃，然后开启高速剪切，以6000r/min高速剪切3min，得到混合物A；
将所述固化剂、所述改性填料、光引发剂以及颜料添加至所述混合物A中，以500r/min～800r/min的转速继续搅拌20min～30min，再加入金属粉末，通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，破碎处理、过筛处理，得到低温固化粉末涂料。
对比例1～7：
对比例1～7与实施例3的区别在于制备原料以及原料配比不同，其它与实施例3相同，具体的制备原料以及原料配比如表1所示。
表1：
对比例8：
对比例8与实施例3的区别在于制备方法的不同，对比例8中未进行高速剪切，其它与实施例3相同。
将实施例1～3以及对比例1～8得到的粉末涂料分别涂布至铝板上进行性能测试，其中，采用的固化温度为120℃；老化测试参考GB/T16422.3，附着力测试参考GB/T9286-1998；耐冲击性参考GB/T1732；结果如下表2所示。
表2：
从表2的数据分析可知，本申请中将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂复配使用后，成分之间协同作用，能有助于获得机械性能更优异的粉末涂料，且粉末涂料应用于铝型材的表面，且在固化剂的作用下，具有固化时间短的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种低温固化粉末涂料，其特征在于，所示低温固化粉末涂料包括以下重量粉的制备原料：75份～80份不饱和聚酯树脂、30份～35份端羧基聚酯树脂、7份～9份有机硅树脂、5份～7份固化剂、15份～30份改性填料、1份～3份光引发剂、0.01份～0.1份金属粉末、0份～7份颜料；
其中，所述固化剂为双酚A型环氧树脂、β-羟烷基酰胺类聚酯树脂以及羟烷基酰胺按照质量比1～5：1～3：1～3预处理得到。
2.根据权利要求1所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述端羧基聚酯树脂的酸酯为35mgKOH/g～40mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述改性填料为将偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料混合，然后加入丙二醇，充分反应7h～8h，过滤、洗涤处理后，于85℃～90℃的条件下真空干燥1h～3h，得到改性填料。
4.根据权利要求3所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述填料为沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、云母粉、石英粉中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述偶联剂、丙烯酸甲酯以及填料的质量比为1～5：2～5：1～3。
6.根据权利要求3所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述丙二醇的添加量占所述偶联剂的1倍～2倍。
7.根据权利要求1所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述光引发剂为二烷氧基苯乙酮。
8.根据权利要求1所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述金属粉末为镍粉以及锌粉按照质量比为1～4：1～2的比例混合得到。
9.根据权利要求1所述的低温固化粉末涂料，其特征在于，所述预处理为以5℃～10℃的升温速率，升温至75℃～90℃并保温备用。
10.一种低温固化粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1～9任一项所述的低温固化粉末涂料，所述制备方法包括以下步骤：
将不饱和聚酯树脂、端羧基聚酯树脂以及有机硅树脂放置搅拌釜中，并加热至90℃～100℃，然后开启高速剪切，得到混合物A；
将固化剂、改性填料、光引发剂以及颜料添加至所述混合物A中，以500r/min～800r/min的转速继续搅拌20min～30min，再加入金属粉末，通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，破碎处理、过筛处理，得到低温固化粉末涂料。
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