高性能复合固化剂、制备方法及其在生产低温固化粉末涂料中的应用与流程

本发明属于粉末涂料制备，具体涉及一种高性能复合固化剂、制备方法及其在生产低温固化纯聚酯/primid粉末涂料中的应用。

背景技术：

1、粉末涂料一般由树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成。在粉末涂料组成中，树脂为热塑性树脂的叫热塑性粉末涂料；树脂为热固性树脂的叫热固性粉末涂料，前者不需要固化剂，后者必须有固化剂，没有固化剂，粉末涂料就不能变成有一定物理机械强度和耐化学介质性能的涂膜。可见，固化剂是热固性粉末涂料的必须组成部分。目前我国热固性粉末涂料主要有环氧粉末涂料、环氧/聚酯粉末涂料、异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)或经烷基酰胺(haa)固化聚酯粉末涂料、聚氨酯粉末涂料、丙烯酸粉末涂料、聚酯/primid粉末涂料等。

2、固化剂是一种可使低分子聚合物或单体经一定化学反应，生成高分子化合物或使线型高分子化合物交联成网型或体型化合物的物质。按照反应类型不同可称为交联剂、硫化剂、硬化剂等。随着粉末涂料的不断发展，固化剂也跟着快速发展，只有同步发展，配套使用，才能制造出性能更优良的粉末涂料来。

3、发明申请专利(申请号：cn202010820958.0)公开了一种β-羟烷基酰胺固化剂及其制备方法和应用。所述β-羟烷基酰胺固化剂的制备方法包括如下步骤：s1.将烷醇胺和负载型固体碱催化剂混合，经升温、减压后，在滴加羧酸烷基酯的同时，减压蒸馏去除副产物醇，经过氨解反应，得到白色固体产物；s2.将白色固体产物加入甲醇中重结晶，经过后处理，得到白色粉末状的β-羟烷基酰胺固化剂；所述负载型固体碱催化剂中，充当前驱体的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种，载体为n,n,n’,n’-四(β-羟乙基)己二酰胺。该固化剂存在分散性差的问题。

4、发明专利(cn202010410268.8)公开了一种羟烷基酰胺固化剂，所述的固化剂的主要原料是由尼龙酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、二乙醇胺、反应溶剂、结晶溶剂共同聚合得到。制备所得到的固化剂与羧基聚酯进行固化成膜可用于粉末涂料中。该发明的固化剂在低温下使用流动性有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高性能复合固化剂、制备方法及其在生产低温固化纯聚酯/primid粉末涂料中的应用，以解决现有技术固化剂的分散性和低温流动性差的问题，以节约固化能耗，降低成本。

2、为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种高性能复合固化剂，所述高性能复合固化剂由丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂和二丁基锡二月桂酸酯、四烷基卤化铵以(2.5-3.6)：(0.8-1.2)：(0.5-0.8)的比例混合。

4、优选地，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂和二丁基锡二月桂酸酯、四烷基卤化铵以3：1：0.7的比例混合。

5、优选地，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂的制备方法为：

6、将羟烷基酰胺固化剂倒入盛有溶剂的反应釜中，加热，并搅拌使其溶解；通过恒压滴液漏斗滴入丙烯酸十二烷基酯，加入催化剂于75-85℃条件下反应4-5h，然后将温度升至95-110℃继续反应2-3h，再加入乙酸乙酯搅拌均匀，继续升温至140-160℃，反应0.5-1h，冷却、粉碎，得到丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂。

7、优选地，所述溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。

8、优选地，所述催化剂为硫酸氢钾。

9、优选地，所述反应为在80℃条件下反应4.5h，然后将温度升至100℃继续反应2.5h，加入乙酸乙酯搅拌均匀后，继续升温至150℃，反应0.5h。

10、优选地，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂中各组份用量为：羟烷基酰胺固化剂42-63份、溶剂104-150份、丙烯酸十二烷基酯20-32份、催化剂12-18份、乙酸乙酯8-13份。

11、优选地，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂中各组份用量为：羟烷基酰胺固化剂52份、溶剂122份、丙烯酸十二烷基酯25份、催化剂14份、乙酸乙酯11份。

12、一种高性能复合固化剂的制备方法，包括以下步骤：按比例将丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂、四烷基卤化铵和二丁基锡二月桂酸酯加入到粉碎机中进行混合粉碎，过80-120目筛即得。

13、一种高性能复合固化剂的应用，所述高性能复合固化剂用于生产低温固化纯聚酯/primid粉末涂料。

14、与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：

15、(1)本发明通过丙烯酸十二烷基酯对羟烷基酰胺固化剂进行改性，丙烯酸十二烷基酯中含有长碳链，且将丙烯酸十二烷基酯中的双键接枝到羟烷基酰胺分子实现了加成反应，使得原固化体系碳原子数增多，柔性提高，以此来调节聚酯/primid体系的玻璃转化温度，并提高粉末涂料的光泽度；此外，丙烯酸十二烷基酯本身具有优异的耐候性能，以及低极性的长烷基链段，将改性的固化剂用于制备粉末涂料，提高了粉末涂料的耐冲击性和韧性。聚酯/primid粉末涂料中的聚酯树脂在固化过程中其端羧酸基会发生加成酯化反应，通常所生成的加成物会带有一个羟基，该羟基可与二丁基锡二月桂酸酯反应，有助于加成酯化反应的进行，使固化速度加快。四烷基卤化铵可以与丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂发生加成反应，提高成膜物的固化反应速率和缩短固化反应时间，以及调整粉末涂料的胶化时间，三者协同，提高粉末涂料的性能。

16、(2)采用本发明的高性能复合固化剂制得的纯聚酯/primid粉末涂料可实现低温固化，实现120℃下只需固化20min，传统生产的纯聚酯/primid粉末涂料需160℃下固化20min，而每降低10℃可以节约大概10％能源，因此能实现大大节约能源，降低成本。

17、(3)采用本发明的高性能复合固化剂制得的粉末涂料的体积电阻率、耐冲击性附着等级以及涂膜表现显著优于采用传统固化剂得到的粉末涂料的各项性能，其中体积电阻率提高至少46.5％，耐冲击性提高至少34.0％，附着力等级提高3个等级，突出了本发明技术相对于现有技术具有显著进步。

18、(4)本发明生产的低温固化纯聚酯/primid粉末涂料密着性良好，机械性能佳，涂膜平滑、光泽亮，具有优良的耐化学品和耐腐蚀性能，具有较高的贮存稳定性及保质期，适合各种长期户外曝露产品涂装：如家用电器、建筑铝型材、门业、交通设施、体育场馆设施、庭院设施等。

技术特征：

1.一种高性能复合固化剂，其特征在于，所述高性能复合固化剂由丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂和二丁基锡二月桂酸酯、四烷基卤化铵以(2.5-3.6)：(0.8-1.2)：(0.5-0.8)的比例混合。

2.根据权利要求1所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂和二丁基锡二月桂酸酯、四烷基卤化铵以3：1：0.7的比例混合。

3.根据权利要求1所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂的制备方法为：

4.根据权利要求3所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。

5.根据权利要求3所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述催化剂为硫酸氢钾。

6.根据权利要求3所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述反应为在80℃条件下反应4.5h，然后将温度升至100℃继续反应2.5h，加入乙酸乙酯搅拌均匀后，继续升温至150℃，反应0.5h。

7.根据权利要求3-6任一项所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂中各组份用量为：羟烷基酰胺固化剂42-63份、溶剂104-150份、丙烯酸十二烷基酯20-32份、催化剂12-18份、乙酸乙酯8-13份。

8.根据权利要求7所述的高性能复合固化剂，其特征在于，所述丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂中各组份用量为：羟烷基酰胺固化剂52份、溶剂122份、丙烯酸十二烷基酯25份、催化剂14份、乙酸乙酯11份。

9.一种根据权利要求1所述的高性能复合固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例将丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂、四烷基卤化铵和二丁基锡二月桂酸酯加入到粉碎机中进行混合粉碎，过80-120目筛即得。

10.一种根据权利要求1所述的高性能复合固化剂的应用，其特征在于，所述高性能复合固化剂用于生产低温固化纯聚酯/primid粉末涂料。

技术总结本发明公开了一种高性能复合固化剂、制备方法及其在生产低温固化纯聚酯/Primid粉末涂料中的应用，属于粉末涂料技术领域。所述高性能复合固化剂由丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂和二丁基锡二月桂酸酯、四烷基卤化铵以(2.5‑3.6)：(0.8‑1.2)：(0.5‑0.8)的比例混合。高性能复合固化剂的制备方法包括以下步骤：按比例将丙烯酸十二烷基酯改性的羟烷基酰胺固化剂、四烷基卤化铵和二丁基锡二月桂酸酯加入到粉碎机中进行混合粉碎，过筛即得。本发明生产的低温固化纯聚酯/Primid粉末涂料适合各种长期户外曝露产品涂装：如家用电器、建筑铝型材、门业、交通设施、体育场馆设施、庭院设施等。技术研发人员：王雄,王崧百,黄金龙,赵乾,陆必尊受保护的技术使用者：广西福宝信科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27