一种低温固化薄涂粉末涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料制备领域，具体而言，涉及一种低温固化薄涂粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

1、粉末涂料与传统有机溶剂涂料相比，具有更安全、环保、涂膜厚度容易控制以及涂装效率高的优点而被青睐。在粉末涂料中，按照树脂性能的不同可分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料，热塑性粉末涂料不需要固化剂，涂膜具有优异的抗化学性、韧性、弯曲性，且具有一定的机械强度，适宜于厚涂膜涂装，但与金属底材的附着力差，一般需要涂底漆或用改性树脂来改进，应用于粉末涂料的热塑性树脂主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、热塑性聚酯等。热固性粉末涂料必须有固化剂，热固性树脂在受热的情况下熔融，达到一定温度时与固化剂发生化学交联反应，形成具有一定力学性能的涂膜。热固性粉末涂料主要有三类，聚酯/环氧混合型粉末涂料、环氧粉末涂料、纯聚酯型粉末涂料。现有技术中通过添加固化促进剂或在基料中采用更高活性的官能团来增大粉末涂料的活性以达到低温固化目的，但也存在以下问题：低温固化粉末涂料的物理机械稳定性和化学稳定性较差，尤其是长时间暴露在热的环境中时，经过暴晒容易熔合、熔结或结块；同样，若粉末涂料含有可以在170℃以下反应的固化剂时，长时间暴露在热的环境下可以破坏粉末涂料的化学稳定性，在涂膜还没有形成，固化也可能在储存过程中发生，比如预交联，将导致流平难以进行，甚至在固化过程中不能流平，进而导致粉末涂料在固化的过程中出现“橘皮”、粗糙的纹理外观等。因此，粉末涂料物理机械稳定性变差导致粉末涂料在使用性能、应用性能和外观方面出现明显问题，化学性能变差则导致粉末涂料出现严重的质量问题。另外，现有粉末涂料的固化温度多为190℃～200℃，这不仅导致：①固化过程的能耗较液体涂料更高，②也限制了粉末涂料在温敏材料(不耐温材料)上的应用。因此，市场上一些粉末涂料制造商开发了低温固化粉末涂料，即通过使用反应活性更高的低温固化树脂或加入反应催化剂，使粉末涂料能够在较低温度(＜170℃)固化，但低温固化粉末涂料在加入促进剂后，也存在分散不均匀、涂层光泽以及性能下降的问题,而且现有技术中较少通过改进粉末涂料粒径来改性性能，而粉末涂料的粒径也会影响粉末涂料整体的流动性以及涂层质量。

技术实现思路

1、基于此，为了解决现有技术中低温固化薄涂粉末涂料质量差、分散不均匀以及涂层光泽、性能下降的问题，本发明提供了一种低温固化薄涂粉末涂料及其制备方法，具体技术方案如下：

2、一种低温固化薄涂粉末涂料，按照重量份比，包括以下质量原料：树脂45份～55份、促进剂1份～3份、固化剂3份～9份、分散剂0.5份～1份、安息香3份～7份、硫酸钡15份～20份、流平剂1份～5份、增光剂1份～7份、颜料7份～9份；

3、其中，所述树脂的制备原料包括新戊二醇、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二甲酸、己二酸、间苯二甲酸、催化剂以及抗氧化剂，且按照质量比，所述新戊二醇、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二甲酸、己二酸以及间苯二甲酸的比例为(1～3)：(1～4)：(1～5)：(3～7)：(1～3)：(2～5)，所述催化剂的添加量占所述树脂质量百分比的0.05％～1％，所述抗氧化剂占所述树脂质量百分比的0.1％～7％；

4、所述促进剂为气相二氧化硅作为载体的纳米级低温促进剂。

5、进一步地，所述催化剂为单丁基氧化锡。

6、进一步地，所述抗氧化剂为质量比为(1～3)：(2～5)的季戊四醇二亚磷酸双十八酯以及偏苯三酸酐混合得到。

7、进一步地，所述树脂的制备方法为：

8、将新戊二醇、乙二醇以及1,4-环己烷二甲醇混合后，加入水，于25r/min～50r/min的条件下，并加热至75℃～85℃，得到混合物；

9、继续往所述混合物中添加对苯二甲酸、己二酸、间苯二甲酸以及催化剂，调节至100r/min～200r/min的条件下，继续升温至200℃～220℃，维持20min～30min后，再加入抗氧化剂，继续搅拌处理10min～20min后，降温至180℃～200℃，继续回流40min～60min后，接通冷凝水，反应结束后得到树脂。

10、进一步地，所述树脂的酸值为25mg/koh/g～70mg/koh/g。

11、进一步地，所述纳米级低温促进剂为聚酯低温促进剂和超低温环氧固化促进剂的混合物或聚酯低温固化促进剂。

12、进一步地，所述固化剂为β-羟烷基酰胺。

13、进一步地，所述分散剂为vok-ds330分散剂、vok-ds360分散剂、vok-ds361分散剂、vok-ds363分散剂、vok-ds6203分散剂、vok-ds6904分散剂中的一种或多种混合。

14、进一步地，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂。

15、另外，本申请还提供一种低温固化薄涂粉末涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

16、将树脂、促进剂、固化剂、分散剂、安息香、硫酸钡、流平剂、增光剂以及颜料充分混合均匀后，经双螺杆挤出机混炼挤出，然后压片粉碎处理，微粉碎机粉碎处理以及过筛处理，得到低温固化薄涂粉末涂料。

17、上述方案通过优化树脂的制备原料以及制备原料配比，有效提高树脂的支化度和端部羧基活性，在保证树脂的反应活性的同时，降低粉末涂料的固化温度，还能得到优异的耐候性以及机械性能，且在树脂制备阶段加入催化剂以及抗氧化剂，有助于提高储存的稳定性；将树脂、气相二氧化硅作为载体的纳米级低温促进剂以及分散剂的相互作用下，能有助于减少粉末涂料在形成涂层时分散不均匀的问题，并有助于提高涂层的光泽度以及涂层的性能，在实现薄涂的情况下，避免了粉末涂料流动性差和涂层砂砾的问题，整体上能实现低温固化薄涂。

技术特征：

1.一种低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，按照重量份比，包括以下质量原料：树脂45份～55份、促进剂1份～3份、固化剂3份～9份、分散剂0.5份～1份、安息香3份～7份、硫酸钡15份～20份、流平剂1份～5份、增光剂1份～7份、颜料7份～9份；

2.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述催化剂为单丁基氧化锡。

3.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述抗氧化剂为质量比为(1～3)：(2～5)的季戊四醇二亚磷酸双十八酯以及偏苯三酸酐混合得到。

4.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述树脂的制备方法为：

5.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述树脂的酸值为25mg/koh/g～70mg/koh/g。

6.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述纳米级低温促进剂为聚酯低温促进剂和超低温环氧固化促进剂的混合物或聚酯低温固化促进剂。

7.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述固化剂为β-羟烷基酰胺。

8.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述分散剂为vok-ds330分散剂、vok-ds360分散剂、vok-ds361分散剂、vok-ds363分散剂、vok-ds6203分散剂、vok-ds6904分散剂中的一种或多种混合。

9.根据权利要求1所述的低温固化薄涂粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂。

10.一种低温固化薄涂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薄涂粉末涂料，所述制备方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种低温固化薄涂粉末涂料及其制备方法，属于涂料制备领域，所述粉末涂料包括树脂、促进剂、固化剂、分散剂、安息香、硫酸钡、流平剂、增光剂以及颜料的制备原料，且所述树脂的制备原料包括新戊二醇、乙二醇、1,4‑环己烷二甲醇、对苯二甲酸、己二酸、间苯二甲酸、催化剂以及抗氧化剂。本申请通过优化树脂的制备原料以及制备原料配比，有效提高树脂的支化度和端部羧基活性，在保证树脂的反应活性的同时，降低粉末涂料的固化温度，还能得到优异的耐候性以及机械性能，且在树脂制备阶段加入催化剂以及抗氧化剂，有助于提高储存的稳定性，整体上能解决粉末涂料分散不均匀的问题，并有助于提高涂层的光泽度以及涂层的性能。技术研发人员：张辉,朱新平,刘卫,陈华宇,陈先毅,吴卫锋受保护的技术使用者：广东西敦千江粉漆科学研究有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18