[發(fā)明專利]熱固性耐候低光粉末涂料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00117364.2
• 申請(qǐng)日: 2000-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN1339547A
• 公開（公告）日: 2002-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧宇昕;唐懿;陳鐘泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 機(jī)械工業(yè)部廣州電器科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C09D167/00
• 分類號(hào): C09D167/00;C09D133/08;C09D5/03
• 代理公司: 廣州知友專利代理有限公司
• 代理人: 關(guān)家強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種熱固性耐候低光粉末涂料及其制備方法，屬高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。

粉末涂料是一種無揮發(fā)性有機(jī)溶劑產(chǎn)生的綠色涂料，由于它具有省資源、無溶劑、低污染、高效率、一次涂裝成型、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等特點(diǎn)，因而在世界各國(guó)得到迅速發(fā)展。粉末涂料市場(chǎng)約30～40％是半光或更低光澤的品種，戶外低光粉應(yīng)用范圍廣泛，主要應(yīng)用于建材用鋁型材、汽車保險(xiǎn)杠、戶外家電、戶外管道、高速公路護(hù)欄、戶外廣告、測(cè)量?jī)x表外殼和燈飾等方面。有多種技術(shù)用于降低粉末涂料體系的光澤。這些技術(shù)包括添加石蠟、二氧化硅等之類與體系不相混容的填料達(dá)到消光目的。但這種方法需要加入的填料的量很大，涂層的流平性和機(jī)械強(qiáng)度等性能都大大降低。另一種方法是不同反應(yīng)活性的粉末涂料的干混(如U.S.3,842,035)，但這種方法需要大量的干混實(shí)驗(yàn)來確定其配方，而且由于兩種粉末之間很難分散得很好，這樣得到的涂層的光澤就會(huì)相差很大，重現(xiàn)性不好。第三種方法是使用混合固化體系，如一種樹脂與兩種或兩種以上的不同固化劑反應(yīng)(歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?66,608)或兩種或兩種以上的樹脂與一種固化劑作用(日本專利申請(qǐng)?zhí)?54,771/88)及多種樹脂與多種固化劑作用。這種方法的問題在于不同固化體系的配比對(duì)光澤影響很大，另外不同固化劑在粉料中能否均勻分布，對(duì)涂層的光澤及平整度都有很大影響，而在目前粉末涂料的制造工藝條件下，要實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)幾乎是不可能的。因此此法的重現(xiàn)性很差，流平性也很不理想。

本發(fā)明的目的是為了得到一種配方簡(jiǎn)單、工藝方便、性能穩(wěn)定的耐候低光粉末涂料。本發(fā)明的粉末涂料包括以一種線性低酸價(jià)聚酯樹脂作為基料，以及一種含有環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸樹脂作為固化劑，可以不另外添加其它消光助劑。在該粉末涂料中，環(huán)氧基與羧基的摩爾比是0.5∶1～2.0∶1。本發(fā)明的熱固性耐候低光粉末涂料主要成份包括：

(a)35-65％的線性端羧基聚酯樹脂；

(b)5-35％含有環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸樹脂；

(c)30-60％填料；

(d)0.5-1％助劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案詳述如下：1.制備線性端羧基聚酯樹脂：先由二元羧酸或酸酐與二元醇進(jìn)行縮聚反應(yīng)合成端羥基聚酯樹脂，然后再與二元羧酸或酸酐加成反應(yīng)得到線性端羧基聚酯樹脂。所用單體為雙官能團(tuán)單體，二元羧酸或酸酐可以是對(duì)苯二甲酸，間苯二甲酸，鄰苯二甲酸酐，己二酸，癸二酸，丁二酸，1，4-環(huán)己烷二羧酸中至少一種或其混合物；二元醇可以是乙二醇，新戊二醇，1，4-環(huán)己烷二甲醇中至少一種或其混合物；另外可以加入少量催化劑如二丁基氧化錫、正丁基錫三辛酯等，加入量為單體總量的0.01-0.5％；可加入少量抗氧化劑，如亞磷酸三丁酯、亞磷酸三苯酯等，加入量為單體總量的0.01-0.5％。聚合反應(yīng)開始時(shí)采用常壓縮聚，逐漸升溫，反應(yīng)溫度可達(dá)到240℃，待反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后，反應(yīng)體系由渾濁變得透明，這時(shí)進(jìn)行真空縮聚，得到端羥基聚酯樹脂，然后加入二元羧酸或酸酐進(jìn)行加成反應(yīng)，最后再進(jìn)行一段時(shí)間的真空縮聚，以控制樹脂的酸值和粘度。真空度控制在1.0-1.01×10⁵Pa，得到線性端羧基聚酯樹脂，趁熱放出樹脂，冷卻到室溫，得到無色透明或淡黃色脆性樹脂。本發(fā)明得到的線性端羧基聚酯樹脂具有以下特征：官能團(tuán)數(shù)為2，酸值為20-60mgKOH/g，即數(shù)均分子量為1,900-5,700，軟化點(diǎn)為80-140℃，粘度為1,000-8,000mPa.s(200℃)，玻璃化溫度為45-75℃(DSC法)。2.制備丙烯酸樹脂：可采用的共聚方法有：溶液聚合、乳液聚合、本體聚合、懸浮聚合等，其中以溶液聚合最為適合。所用溶劑包括：甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙苯、二甲苯、丙酮、丁酮等中的一種或混合溶劑，聚合溫度為所用溶劑的沸點(diǎn)溫度附近。含環(huán)氧基單體包括甲基丙烯酸縮水甘油酯和丙烯酸縮水甘油酯中的一種或混合物，占總的單體重量的5-30％；丙烯酸烷基酯類單體包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯等中的一種或其混合物，占總的單體重量的70-95％；另外丙烯酸烷基酯類單體可用部分乙烯基芳烴化合物代替，如：苯乙烯、甲基苯乙烯和乙基苯乙烯等，它的重量占丙烯酸烷基酯類單體的0-25％。聚合過程使用的引發(fā)劑包括：過氧化物類和偶氮化合物類，如：過氧化苯甲酰、特丁基過氧化氫、過氧化二異苯丙、偶氮二異丁腈等，其用量為單體重量的0.5-15％。同時(shí)可加入少量分子量調(diào)節(jié)劑，分子量調(diào)節(jié)劑包括十二烷基硫醇、異辛烷基硫醇、四溴化碳、一溴三氯甲烷等，加入量為單體重量的1.5-4％。聚合得到的反應(yīng)液進(jìn)行脫氣處理。脫氣方法有塔式脫氣、釜式脫氣和雙螺桿蒸發(fā)器法等。雙螺桿蒸發(fā)器法是樹脂溶液在通過雙螺桿蒸發(fā)器向前擠出時(shí)，同時(shí)升溫和抽真空，當(dāng)?shù)竭_(dá)出料口時(shí)，已成為固態(tài)的熔融物。脫氣溫度一般控制在160-200℃，真空度控制在1.0-1.01×10⁵Pa。脫氣處理后，趁熱放出樹脂，冷卻到室溫，得到透明或淡黃色脆性樹脂。本發(fā)明得到的丙烯酸樹脂具有以下特征：數(shù)均分子量為2,000-10,000；環(huán)氧當(dāng)量為300-1,200；軟化點(diǎn)80-130℃；玻璃化溫度40-75℃(DSC法)。3.粉末涂料的制備：將上述制得的樹脂與一定比例的填料、顏料、流平劑、催化劑等混合，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融混合，冷卻、粉碎、過篩，得到本發(fā)明的耐候低光粉末涂料。本發(fā)明的粉末涂料中線性端羧基聚酯樹脂的用量為35-65％(重量)；固化劑為含有環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸樹脂，用量為5-35％(重量)；另外還有30-60％的填料，如鈦白粉、硫酸鋇、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉等；另外可加0.5-1％的助劑，如流平劑、促進(jìn)劑等。該粉末涂料中使用的顏料為市售顏料，其種類及用量根據(jù)所需顏色和色度而定。該粉末涂料中使用的流平劑為市售的丙烯酸酯類聚合物，如WORLEE公司的Resiflow?PV5等，其用量為0.5-0.7％。本發(fā)明所得的粉末涂料，其平均粒徑為10-75μm，將其噴涂在經(jīng)過除油除銹處理的金屬表面上，然后在160-210℃下烘烤10-25分鐘，便可得到涂膜光滑、平整、色澤均一的表面涂層。常用的噴涂方法有：摩擦噴涂、靜電噴涂、流化床噴涂等，其中以靜電噴涂較合適。本發(fā)明的粉末涂料，噴涂、固化后的涂層鏡面光澤度為30％以下(按GB9754-88測(cè)定，60°)，抗沖擊強(qiáng)度□50Kg.cm(按GB1732-93測(cè)定)，鉛筆硬度2H以上(按GB6739-86測(cè)定)，附著力(劃格法，按GB9286-88測(cè)定)為1級(jí)，耐候性為人工加速老化試驗(yàn)(氙燈)按GB1865-80測(cè)定。