高附着力低温固化粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保涂料技术领域，具体涉及一种高附着力低温固化粉末涂料及其制备方法。

背景技术

粉末涂料是一种环保无公害的固体粉末涂料，具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低等特点。与普通溶剂型涂料及水性涂料不同，粉末涂料的分散介质不是溶剂和水，而是空气。粉末涂料有热塑性和热固性两大类。其中，热塑性粉末涂料的涂膜外观较差，光泽和流平性不足，与金属之间的附着力也较差，所以在汽车涂装领域中的应用极少。汽车涂装一般采用热固性粉末涂料，热固性粉末涂料以热固性合成树脂为成膜物质，在烘干过程中树脂先熔融，再经化学交联后固化成平整坚硬的涂膜。热固性粉末涂料形成的漆膜的外观、各种机械性能及耐腐蚀性均能满足汽车涂饰的要求。

涂装行业对粉末涂料在使用过程中降低成本，提高生产效率也提出了很高的要求。而涂装过程中，粉末涂料在隧道炉内的固化温度是很重要的一个参数，如果能在降低固化温度的同时，又能够保证涂层的各种性能达标，不仅能实现降低涂装生产的能耗，降低成本，而且能减少温室气体的排放，从而产生很好的经济和社会效益。

因此，研制出一种具有高附着力的低温固化粉末涂料成为迫切需要。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种高附着力低温固化粉末涂料及其制备方法。本发明的粉末涂料可在125℃的较低温度下进行固化，而且固化形成的涂膜具有较高的附着力。

为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种高附着力低温固化粉末涂料，其包括如下重量份的组分：碳酸钙6-10份、硫酸钡6-10份、滑石粉6-10份、饱和聚酯树脂30-40份、酰胺改性聚四氟乙烯蜡1-2份、膨润土1-2份、钛白粉6-10份、异氰尿酸三缩水甘油酯1-6份、羟烷基酰胺1-6份、甲基苯基二氯硅烷20-30份、云母粉6-10份和低温固化催化剂1-3份，所述低温固化催化剂含有咪唑类化合物和芳香族胺类化合物。

优选地，所述低温固化催化剂含有二甲基咪唑和间苯二胺。

优选地，所述低温固化催化剂的商品型号为DW002，购自宁波南海化学。

配方中的组分组成和组分用量均会影响产品的性能，而根据本发明的上述配方制得的粉末涂料不仅能实现125℃低温固化，而且所形成的涂膜具有较高的附着力。

如下，本发明将详细说明配方的各组分作用：

碳酸钙，其是一种无定形粉末，无味，无臭，价格低廉，来源广泛，相对密度小。其除了具有增量作用外，还可改善所述粉末涂料的加工性能及制品的性能。

硫酸钡，具有高白度、无黑点、无杂质、分散性佳、很好的润湿性和化学稳定性高的优点，还具有出色的耐酸、耐高温和抗腐蚀性能，能显著提升涂料制品的硬度和耐磨性能。

滑石粉，其为白色或类白色、微细、无砂性的粉末，分散性强，手触摸有油腻感，高温不变色，锻烧后白度增强，密度均匀，光泽好，表面平滑。其能提升涂料涂膜的热膨胀系数，高温不变色，锻烧后白度增强，而且基于其光泽性和表面平滑性，可提升涂膜的光泽性和流平性。

饱和聚酯树脂，其是含端羟基官能团的聚酯树脂，能与异氰酸酯交联固化成膜。不同的原料对树脂性能的影响不同，因此在选择原料时需要考量原料对树脂的性能要求，需选择对树脂所要求性能有帮助的原料，从提供官能度、硬度、柔纫性等多方面来考虑。

优选地，所述饱和聚酯树脂为聚氨酯树脂。

优选地，所述饱和聚酯树脂的商品型号为SJ1108，购自安徽神剑新材料有限公司。

酰胺改性聚四氟乙烯蜡，是一种特效的添加剂，其能提升涂料整个涂膜的表面张力，使涂膜呈现出沙粒效果。

膨润土，能够释放出带电微粒而起到分散剂的功能，提高纹路的均匀性和部分消光，还能起到抗流挂、消除缩孔的效果。

钛白粉，是白色颜料中着色力最强的一种，具有优良的遮盖力和着色牢度，适用于不透明的白色制品。

异氰尿酸三缩水甘油酯，具有优良的耐热性、耐候性、耐光性、耐腐蚀性、耐化学药品性和机械性能，在本发明配方中还起到固化剂作用。

羟烷基酰胺，无味白色粉状固体，在本发明配方中也可起到固化剂作用。

甲基苯基二氯硅烷，具有优异的热氧化稳定性、电绝缘性能、耐候性、防水、防盐雾、防霉菌、生物相容性等特性。

云母粉，是一种非金属矿物，主成分为SiO

所述低温固化催化剂，能降低粉末涂料达到优良性能时所需要的温度，还能使涂料涂膜获得较高的附着力。

优选地，所述高附着力低温固化粉末涂料包括如下重量份的组分：碳酸钙8份、硫酸钡8份、滑石粉8份、饱和聚酯树脂35份、酰胺改性聚四氟乙烯蜡1.5份、膨润土1.5份、钛白粉8份、异氰尿酸三缩水甘油酯3份、羟烷基酰胺3份、甲基苯基二氯硅烷25份、云母粉8份和低温固化催化剂2份。根据该配方制得的粉末涂料的综合性能最优。

除了上述组分外，本发明的粉末涂料，还可以包含磷酸盐型防锈剂和附着力促进剂。

磷酸盐型防锈剂是一种高效的合成渗透剂，具有渗透除锈、松动润滑、抵制腐蚀、保护金属等性能，并可在部件表面上形成并贮存一层润滑膜，从而可以抑制湿气及许多其它化学成分造成的腐蚀。

优选地，所述磷酸盐型防锈剂含有脂肪醇醚磷酸酯。

优选地，所述磷酸盐型防锈剂的商品型号为HZ111，购自六安捷通达。

优选地，所述磷酸盐型防锈剂的重量份为1-3份。

附着力促进剂能提高树脂与各种基材的结合力，还能明显改善涂膜的抗潮湿性能、抗盐雾性能与耐热性能。

优选地，所述附着力促进剂含有(甲基)丙烯酸酯、羧酸酯、磷酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述附着力促进剂的商品型号为SA006，购自六安捷通达。

优选地，所述附着力促进剂的重量份为1-3份。

本发明中，粉末涂料中各组分的用量可根据上述限定进行调整，例如：

饱和聚酯树脂可以为30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份等。

酰胺改性聚四氟乙烯蜡可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2.0份等。

低温固化催化剂可以为1份、1.2份、1.5份、1.8份、2.0份、2.2份、2.5份、2.8份、3.0份等。

第二方面，本发明提供了一种所述高附着力低温固化粉末涂料的制备方法，其包括：将所有组分混合均匀，然后通过双螺杆挤出机熔融挤出，冷却，破碎，研磨，制得所述粉末涂料。

优选地，所述双螺杆挤出机的工作温度为110-125℃。

优选地，所述粉末涂料的D50粒径为50±2μm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过对粉末涂料的配方组成和组分用量进行优化调整，提供了一种高附着力低温固化粉末涂料配方及其制备方法。根据本发明制得的粉末涂料的各项性能指标均能达到要求，附着力高，而且其固化温度较低，在125℃下即可实现固化，大大降低了涂装生产的能耗，降低了成本，减少了温室气体的排放，节能环保，具有很好的经济和社会效益。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

本发明实施例中的组分均按重量份数计；本发明实施例中的原料均可通过市售购得，且平行实验使用的均为同种原料。

以下实施例中：

饱和聚酯树脂的型号为SJ1108，购自安徽神剑新材料有限公司；

低温固化催化剂的型号为DW002，购自宁波南海化学；

磷酸盐型防锈剂的型号为HZ111，购自六安捷通达；

附着力促进剂的型号为SA006，购自六安捷通达。

实施例1～3和对比例1～3分别提供了一种粉末涂料，其具体配方组成如表1所示。

表1：粉末涂料的组分及用量(份)

上述实施例1～3和对比例1～3的粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

将所有组分按配方比例加入混合机中，分散均匀，然后通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出机的温度控制在I区110℃，II区125℃。挤出后，经过冷却并初步破碎，然后研磨，得到D50粒径为50±2μm的粉末涂料。

试验例：

对上述实施例1-3和对比例1-3制备得到的粉末涂料进行效果比对测试，具体包括涂膜固化温度测试和附着力性能测试以及除涂层测试。

附着力性能测试参照GB/T9286-1998；

固化温度测试为：粉末涂料在隧道炉内的固化温度。

测试结果如表2所示。

表2：测试结果

根据表2的测试结果可看出，本发明配方制备的粉末涂料具有较低的固化温度，固化温度在125℃以下，而且附着力高，与基体的结合效果好。对比例1-2中由于配方组分的改变而导致粉末涂料的固化温度明显提高，附着力也显著下降，说明配方组分的用量会对粉末涂料的性能产生影响，只有当各组分以适当的用量组合时，粉末涂料才能同时获得低固化温度和高附着力。对比例3中由于未加入低温固化催化剂，导致其固化温度提高，附着力降低，说明该催化剂的加入可影响粉末涂料的固化温度和附着力。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。