專(zhuān)利名稱(chēng)：熱固型低光粉末涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型熱固型低光粉末涂料及其制備方法。屬高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。
粉末涂料的化學(xué)消光一般是在體系中引入多個(gè)速率不同的適當(dāng)?shù)墓袒磻?yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，環(huán)氧粉末涂料體系用消光固化劑一般采用環(huán)脒與多元羧酸所形成的鹽(如德國(guó)赫斯公司的B68類(lèi)消光固化劑)來(lái)實(shí)現(xiàn)。美國(guó)專(zhuān)利US4695613提供了此類(lèi)消光劑的一種制備方法，但這類(lèi)消光固化劑的合成路線成本昂貴；另外，這類(lèi)消光固化劑所得到的粉末涂層在受熱或光照情況下易黃變，尤其不適宜淺色粉末涂料的配方。
本發(fā)明目的在于提出一種新型熱固型低光粉末涂料及其制備方法。所述涂料組份包括一種環(huán)氧樹(shù)脂、一種消光樹(shù)脂、一種雙氰胺類(lèi)共固化劑、固化促進(jìn)劑、流平劑、吸氣劑、顏填料等。其特征是該涂料使用一種合成的羧基丙烯酸消光樹(shù)脂，該消光樹(shù)脂酸值為100-115、玻璃化溫度為50-70℃、軟化點(diǎn)為100-120℃。該粉末涂料體系完全不含易發(fā)黃的環(huán)咪類(lèi)組分，因此，由其形成的固化涂層的耐黃變性及保光率有明顯提高。
本發(fā)明中低光粉末涂料的制備方法為(1)將一定比例的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸消光樹(shù)脂、共固化劑、流平劑、除氣劑、填料、顏料等預(yù)混合，然后經(jīng)阻尼式螺桿擠出機(jī)均化擠出，然后冷卻、粉碎、過(guò)200目篩，即得所要低光粉末涂料。
(2)上述涂料組分中，環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧，環(huán)氧值為0.10-0.20，以0.10-0.15為佳；共固化劑為雙氰胺類(lèi)，如雙氰胺、取代雙氰胺、加速取代雙氰胺等等；流平劑為液態(tài)聚丙烯酸酯類(lèi)或硅酮類(lèi)流平劑；除氣劑一般為安息香；惰性顏填料可自由選擇。
本發(fā)明所述的羧基丙烯酸消光樹(shù)脂主要由丙烯酸類(lèi)單體合成，其單體組分及用量(以下均以重量份計(jì))為(1)10～15％的丙烯酸或甲基丙烯酸或其混合物。
(2)30～50％的乙烯基芳烴化合物，如苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯等。
(3)40～60％的具有通式CH2＝C(R1)COOR2的丙烯酸烷基酯，其中為R1為H或CH3，R2為碳原子數(shù)為1～18的烷基。如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯等等。
本發(fā)明中羧基丙烯酸消光樹(shù)脂的制備方法為(1)上述三種共聚單體通過(guò)自由基聚合制得共聚物，其聚合方法可采用溶液聚合、乳液聚合、本體聚合及懸浮聚合等。其中以溶液聚合方法最佳，所采用的溶劑包括甲苯、二甲苯、甲乙酮、丙酮、乙苯、醋酸丁酯、正丁醇等，其中以甲苯、二甲苯最為合適。
單體與溶劑比例40～70/60～30為宜，最好為50～60/50～40，體系采用的引發(fā)劑一般為過(guò)氧化物及偶氮類(lèi)引發(fā)劑，如過(guò)氧化二苯甲酰、叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二異丙苯、偶氮二異丁腈等，其用量為單體量的1～5％，反應(yīng)溫度為溶劑的回流溫度。單體以滴加的方式分3～4小時(shí)滴入回流的溶劑中，然后保溫1.5～4.0小時(shí)。
(2)反應(yīng)生成的丙烯酸共聚物進(jìn)行逐步減壓除氣處理，方法可以是釜內(nèi)直接真空脫氣、薄膜蒸發(fā)器真空脫氣等，脫氣溫度一般為180～200℃，釜內(nèi)壓力由常壓逐步減到-0.095MPa以下。脫氣處理后趁熱放出樹(shù)脂，冷卻、粉碎即得到丙烯酸消光樹(shù)脂。
本發(fā)明的丙烯酸消光樹(shù)脂有以下指標(biāo)玻璃化溫度 50～70℃(最佳為55～65℃)；軟化點(diǎn)(環(huán)球法) 100～120℃酸值 100～115不揮發(fā)份 ≥96％(最佳為≥98％)本發(fā)明的低光粉末涂料，其固化涂層光澤范圍為3％～50％(60°)，并可以通過(guò)配方調(diào)節(jié)。涂層各項(xiàng)指標(biāo)均通過(guò)普通粉末涂料標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，該低光粉末涂料與現(xiàn)有使用環(huán)脒/羧酸鹽類(lèi)消光劑的低光粉末涂料相比，顯示更好的耐光照黃變性及耐烘烤黃變性，尤其適用于淺色粉末涂料配方。
本發(fā)明的丙烯酸消光樹(shù)脂及低光粉末的制備方法，可以通過(guò)實(shí)施例1～8加以進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1丙烯酸消光樹(shù)脂原料配方見(jiàn)表-1；實(shí)驗(yàn)操作如下將引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰溶解在單體混合物中備用。在備有加熱裝置、攪拌器和回流裝置的1000毫升三口圓底燒瓶中，加入270g甲苯，加熱至回流(約110℃)，氮?dú)獗Ｗo(hù)。保持溫度不變，將上述單體混合物與三小時(shí)內(nèi)均勻地滴入燒瓶中。然后繼續(xù)保溫3小時(shí)。將上述聚合物溶液升溫至180℃，停止通氮?dú)猓瑢⑵溥M(jìn)行真空脫氣處理。保持適當(dāng)?shù)募妆金s出速度，防止冒釜，逐步將真空度由-0.06MPa上升到-0.098MPa，并在高真空度下保持1小時(shí)。然后停止抽真空，趁熱倒出燒瓶中的樹(shù)脂，即得到淡黃色透明的丙烯酸消光樹(shù)脂。
表-1
實(shí)施例2配方見(jiàn)表-1，實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，得到透明丙烯酸消光樹(shù)脂AR-2。
實(shí)施例3，4配方見(jiàn)表-1，實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)施例1相似，引發(fā)劑以過(guò)氧化二異丙苯取代過(guò)氧化二苯甲酰，溶劑以二甲苯取代甲苯，保持系統(tǒng)的回流溫度為140℃左右。最后得到透明的丙烯酸消光樹(shù)脂AR-3、AR-4。
表-2中實(shí)施例5-8為低光粉末涂料配方；具體操作如下將配方中各組分在小型粉碎機(jī)上預(yù)混，然后在阻尼式單螺桿擠出機(jī)上均化擠出。擠出區(qū)間溫度為100～120℃，將擠出物冷卻、粉碎、過(guò)200目篩，得到可自由流動(dòng)粉末，即為低光粉末涂料。將上述粉末涂料用諾信靜電噴槍?zhuān)?5KV電壓，1.5Kg空氣壓力，均勻地涂敷在經(jīng)過(guò)磷化處理的冷軋鋼板上，然后在180℃下固化20分鐘，即得到平整光滑的低光澤涂層。
表-2
將實(shí)施例8的涂層樣板與使用B68消光劑的涂層樣板，經(jīng)48小時(shí)熒光紫外線/冷凝光老化試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表-權(quán)利要求
1.一種熱固型低光粉末涂料及其制備方法。所述涂料組份包括一種環(huán)氧樹(shù)脂、一種雙氰胺類(lèi)共固化劑、固化促進(jìn)劑、流平劑、吸氣劑、顏填料等。其特征在于該涂料還使用一種合成的丙烯酸消光樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述的丙烯酸消光樹(shù)脂為一種羧基丙烯酸樹(shù)脂，其酸值為100～115、玻璃化溫度為50～70℃、軟化點(diǎn)為100～120℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述的丙烯酸消光樹(shù)脂是由三類(lèi)單體通過(guò)溶液聚合實(shí)現(xiàn)的，其中三類(lèi)單體為一種含羧基的丙烯酸類(lèi)單體，如丙烯酸、甲基丙烯酸或其混合物；一種有芳烴結(jié)構(gòu)的含乙烯基鍵的單體，如苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯等或其混合物；一種具有通式CH2＝C(R1)COOR2的丙烯酸酯類(lèi)單體，或多種該類(lèi)單體的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述的通式CH2＝C(R1)COOR2中，R1為H或CH3，R2為碳原子數(shù)為1-18的烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述的單體用量(占總單體重量分?jǐn)?shù))為丙烯酸類(lèi)單體(丙烯酸、甲基丙烯酸或其混合物)11％-15％；有芳烴結(jié)構(gòu)的含乙烯基鍵的單體30-50％；通式為CH2＝C(R1)COOR2的丙烯酸單體用量為40-60％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述溶液聚合中，溶劑為甲苯、二甲苯、正丁醇、異丁醇、醋酸丁酯、甲乙酮等或其混合物，用量占溶液的25-50％；反應(yīng)溫度分別在各自溶劑的回流溫度左右，如甲苯為110℃左右、二甲苯為140℃左右、醋酸丁酯為125-135℃左右等等。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述溶液聚合的引發(fā)劑為過(guò)氧化物或偶氮類(lèi)引發(fā)劑，如過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二異丙苯、苯甲酸過(guò)氧化叔丁酯、偶氮二異丁腈等，其用量為總量的1-5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述溶液聚合中，單體及引發(fā)劑混合液以滴加方式分1.5-5.0小時(shí)滴加入回流的溶劑中，然后保溫1.0-5.0小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述低光粉末涂料中的環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧，環(huán)氧值為0.10-0.20，以0.10-0.15為佳，其用量占樹(shù)脂/固化劑部分的70-85％；雙氰胺類(lèi)固化劑可以為雙氰胺、加速雙氰胺、加速取代雙氰胺等，用量為樹(shù)脂/固化劑部分0.5％-5％；消光樹(shù)脂用量為樹(shù)脂/固化劑部分的10-30％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料及其制備方法，其特征在于所述的制備方法是將一定比例的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸消光樹(shù)脂、共固化劑、流平劑、除氣劑、填料、顏料等預(yù)混合，然后經(jīng)阻尼式螺桿擠出機(jī)均化擠出，然后冷卻、粉碎、過(guò)200目篩，即得所要低光粉末涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型熱固型低光粉末涂料及其制備方法,屬高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。它通過(guò)一種合成的丙烯酸消光樹(shù)脂及雙氰胺類(lèi)環(huán)氧固化劑的加入達(dá)到環(huán)氧體系粉末涂料的消光目的。該方法用于制備熱固型低光粉末涂料。該涂料制備方法簡(jiǎn)單,涂料不含易發(fā)黃的環(huán)脒類(lèi)組分,具有良好的耐光照黃變性及耐熱烘烤黃變性。
文檔編號(hào)C09D163/00GK1340582SQ0011737
公開(kāi)日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2000年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者唐懿, 顧宇昕, 陳鐘泰 申請(qǐng)人:機(jī)械工業(yè)部廣州電器科學(xué)研究所