CN118048097A - 一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料及其制备方法和应用，该粉末涂料以原料总重量份为100份计，包含如下原料组分：50‑90份聚酯树脂、3‑8份固化剂、0.5‑5份疏水气相二氧化硅、助剂。本发明中的粉末涂料可以在不影响涂层光泽、流平等级的情况下能够适当提高涂层的包边性能，耐老化性能以及耐腐蚀性能，进而更好的应用于包括室内和户外(尤其是户外)涂装中。

Description

一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料及其制备方法 和应用

技术领域

本发明涉及粉末涂料领域。更具体地，涉及一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料及其制备方法和应用。

背景技术

裸露在外界环境中的金属部件容易受到外界侵蚀而产生金属腐蚀，所以通常在金属表面涂覆一层涂料来隔绝金属与外界环境，而在一些需要涂层具有较高防腐性能的条件下，涂层的防腐能力对金属部件的外观与安全使用具有决定性意义。粉末涂料是一种不含VOC的环保型涂料，近年来由于国家环保政策的影响使用量不断增大，而提高粉末涂料防腐性能的方法通常是选用防腐性能优异的树脂体系、添加防腐助剂或填料等方法。锐角包覆性能指的是粉末涂料熔融固化过程中，锐角处的涂料会在表面张力的作用下向两边收缩，导致锐角处没有涂料保护，影响工件的使用及外观，通常的改善方法是降低树脂含量及添加膨润土等方法来提高涂料熔融黏度，以及添加催化剂来缩短熔融时间，但是这些方法都是影响涂层的流平等级及光泽度，而添加具有触变性的气硅能够在不影响光泽及流平的情况下提高边角包覆性能。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料及其制备方法和应用，以在不影响涂层光泽、流平等级的情况下能够适当提高涂层的包边性能，耐老化性能以及耐腐蚀性能，进而更好的应用于包括室内和户外(尤其是户外)涂装中。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一方面，本发明提供一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料，以原料总重量份为100份计，包含如下原料组分：

50-90份聚酯树脂、3-8份固化剂、0.5-5份疏水气相二氧化硅、助剂。

进一步地，所述疏水气相二氧化硅为表面经硅烷修饰的气相二氧化硅。

进一步地，所述疏水气相二氧化硅为表面经聚二甲基硅氧烷、二氨基二甲氧基硅烷或六甲基二硅氮烷修饰的气相二氧化硅。

进一步地，所述疏水气相二氧化硅的比表面积为190-300m²/g、装填密度为40-70g/L、SiO₂含量＞99.8％。

进一步地，所述粉末涂料中，疏水气相二氧化硅呈均匀分散的状态。

进一步地，所述聚酯树脂选自端羧基聚酯树脂；所述聚酯树脂的酸值范围为18-40mgKOH/kg。

进一步地，所述固化剂选自异氰尿酸三缩水甘油酯。

进一步地，所述助剂中包含0.5-1份流平剂、0.2-0.5份脱气剂、0.5-1份光亮剂和0-30份颜填料。

又一方面，本发明提供如上所述的粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

将各原料组分混合均匀，经挤出、破碎成片、磨粉，得到所述粉末涂料。

又一方面，本发明提供如上所述的粉末涂料在室内或户外用设备的涂装中的应用。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的粉末涂料中，特定的配方结合添加了特定的疏水型的气相二氧化硅，利用其超疏水性、纳米结构、触变性、不影响涂层的光泽、流平等优异特性，提升了涂料的防腐性能、耐候、耐紫外老化性能以及包边性能(锐角包覆能力)，具有高光、高流平等特性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出各实施例及对比例涂层腐蚀后的形貌图。

图2示出实施例5和对比例3涂层的锐角包覆性效果。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

为了改善包括户金属基材外涂装用粉末涂料难以兼顾好的锐角包覆性能、流平性、光泽度、耐老化性等问题，本发明的一个具体实施方式提供一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料，以原料总重量份为100份计，包含如下原料组分：

50-90份聚酯树脂、3-8份固化剂、0.5-5份疏水气相二氧化硅、助剂。

示例性的，所述疏水气相二氧化硅为表面经硅烷修饰的气相二氧化硅。

示例性的，所述疏水气相二氧化硅为表面经聚二甲基硅氧烷、二氨基二甲氧基硅烷或六甲基二硅氮烷(HDMDS)修饰的气相二氧化硅。

本实施方式中研究发现，气相二氧化硅表面经硅烷修饰得到的疏水气相二氧化硅用于户外金属涂装的粉末涂料中后，在不影响涂层光泽和流平等级的前提下，提升涂层的防腐、耐候及锐角包覆能力。克服了一些方案中改善了锐角包覆性能但流平性变差，难以兼顾好的锐角包覆性能和流平性的问题。

添加的疏水气相二氧化硅的粒径、比表面积和装填密度等也直接影响着得到的粉末涂料的锐角包覆性能、光泽度、流平性等。示例性的，所述疏水气相二氧化硅的比表面积为190-300m²/g、装填密度为40-70g/L、SiO₂含量＞99.8％。所述疏水气相二氧化硅的添加量包括但不限于为0.5-3份、1-3份、2-3份、1-2份等。

本实施方式中，所述粉末涂料中，疏水气相二氧化硅呈均匀分散的状态。

示例性的，所述聚酯树脂选自端羧基聚酯树脂；所述聚酯树脂的酸值范围为18-40mgKOH/kg。示例性的，所述聚酯树脂的用量包括但不限于为50-70份、60-70份、60-65份等。

示例性的，所述固化剂选自异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)。所述固化剂的添加量包括但不限于为4-8份、5-8份、5-7份等。

本实施方式中，还可根据实际需要选择助剂种类。示例性的，所述助剂中包含0.5-1份流平剂、0.2-0.5份脱气剂、0.5-1份光亮剂和0-30份颜填料。

示例性的，所述颜填料的添加量包括但不限于为0份、10-30份、15-30份等。

根据本发明的又一个具体实施方式，提供如上所述的粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

将各原料组分混合均匀，经挤出、破碎成片、磨粉，得到所述粉末涂料。

上述制备方法中，疏水气相二氧化硅与其他原料组分一起混合后再挤出、破碎和磨粉，能保证疏水气相二氧化硅均匀的分散在体系中。

根据本发明的又一个具体实施方式，提供如上所述的粉末涂料在室内或户外用设备的涂装中的应用。

该粉末涂料尤其适合用于对户外金属设备的涂装。

示例性的，将所述粉末涂料对硅烷、锆系硅烷或磷化钢板进行喷涂、固化；其中，总膜厚为60～80μm，固化温度为160℃～200℃，固化时间为10分钟～20分钟。

以下结合一些具体的实施例对本发明的技术方案进行说明：

下述各实施例中用到的疏水气相二氧化硅的参数如下表1所示。

表1

下述各实施例及对比例中用到的聚酯树脂可为浙江光华科技股份有限公司相关产品；固化剂TGIC可为黄山华惠科技有限公司相关产品；云母粉可购自滁州格锐矿业公司的相关产品；填料为沉淀硫酸钡。其他产品也可通过市售购买得到。

实施例1

一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料，其原料配方如表2中所示，其制备包括如下步骤：

按上述配方进行称量、用挤出机进行挤出、然后破碎成片料、磨粉、旋风分离制备得到所需粉末涂料，然后进行静电喷涂、烘烤得到粉末涂料固化的涂层。

表2

实施例2-实施例5

户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料，其原料配方如上表2中所示，且制备方法同实施例1。

对比例1-对比例3

各对比例的配方如上表2所示，制备方法同实施例1。

对比例4

重复实施例1，区别在于，选用比表面积为90-130m²/g的疏水气相二氧化硅，其余条件不变，制备得到粉末涂料。该粉末涂料的光泽低于各实施例得到的粉末涂料的光泽。

将上述各实施例和对比例得到的粉末涂料在硅烷、锆系硅烷或磷化钢板上进行静电喷涂，总膜厚为60～80μm，再烘烤固化(温度为160-200℃，时间为10-20分钟)，得到粉末涂料固化的涂层。

将上述各组制备的粉末涂料对锆系硅烷前处理铁板进行喷涂，然后进行热固化，膜厚控制在60～80μm之间。对该粉末涂料涂层进行中性盐雾测试性能对比(GB/T 1771-2007)，测试结果如下表3所示。

表3

测试上述制备得到的粉末涂料的耐盐雾性，涂层经盐雾腐蚀1500h后，一些实施例及对比例得到的涂层外观如图1所示。可知，上述各实施例得到的涂层耐盐雾腐蚀性能好，对比例明显腐蚀程度较高。

测试上述制备得到的粉末涂料的锐角包覆性。结果各实施例得到的涂层锐角包覆性好，没有出现边角处包覆不好的问题。而对比例得到的涂层则出现了边角包覆性差的问题。示例性的，实施例5和对比例3的边角包覆性实物图如图2所示。

将上述各组制备的粉末涂料对锆系硅烷前处理铁板进行喷涂，然后进行热固化，膜厚控制在60～80μm之间。对该8组粉末涂料涂层进行氙灯老化性能对比(ISO 16474-2)，测试结果如下表4所示。

表4

从表4中可看出，本发明中各实施例得到的粉末涂料具有好的耐老化性能及好的光泽和高的流平等级。且结合对比例2的效果可看出，本发明中这些特定的疏水气相二氧化硅的加入在改善了粉末涂料的包边性的同时，并没有降低其流平性和光泽。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种户外用耐候、防腐、高边角包覆型粉末涂料，其特征在于，以原料总重量份为100份计，包含如下原料组分：

50-90份聚酯树脂、3-8份固化剂、0.5-5份疏水气相二氧化硅、助剂。

2.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述疏水气相二氧化硅为表面经硅烷修饰的气相二氧化硅。

3.根据权利要求2所述的粉末涂料，其特征在于，所述疏水气相二氧化硅为表面经聚二甲基硅氧烷、二氨基二甲氧基硅烷或六甲基二硅氮烷修饰的气相二氧化硅。

4.根据权利要求1-3任一项所述的粉末涂料，其特征在于，所述疏水气相二氧化硅的比表面积为190-300m²/g、装填密度为40-70g/L、SiO₂含量＞99.8％。

5.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述粉末涂料中，疏水气相二氧化硅呈均匀分散的状态。

6.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述聚酯树脂选自端羧基聚酯树脂；所述聚酯树脂的酸值范围为18-40mgKOH/kg。

7.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述固化剂选自异氰尿酸三缩水甘油酯。

8.根据权利要求1所述的粉末涂料，其特征在于，所述助剂中包含0.5-1份流平剂、0.2-0.5份脱气剂、0.5-1份光亮剂和0-30份颜填料。

9.如权利要求1-8任一项所述的粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将各原料组分混合均匀，经挤出、破碎成片、磨粉，得到所述粉末涂料。

10.如权利要求1-8任一项所述的粉末涂料在室内或户外用设备的涂装中的应用。