一種涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，特別屬于低溫固化的粉末涂料的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末涂料是一種組分中不含有溶劑的涂料類型，其在使用中基本不產(chǎn)生揮發(fā)性的有機化合物(V0C)，對環(huán)境的污染極小，是一種節(jié)能環(huán)保的涂料。粉末涂料一般包括熱塑性粉末涂料與熱固性粉末涂料，涂料中作為成膜物質(zhì)的樹脂若為熱塑性的樹脂則其為熱塑性粉末涂料，若樹脂為熱固性的樹脂則其為熱固性粉末涂料，熱固性的粉末涂料中的樹脂一旦固化后，涂料在高溫下不會出現(xiàn)熔融，在不同的溶劑環(huán)境下也不會出現(xiàn)溶解，因此相對于熱塑性的粉末涂料具有更好的物理、化學(xué)性質(zhì)，基于此，熱固性粉末涂料迅速占領(lǐng)了粉末涂料中的主要位置。
[0003]常見的熱固性粉末涂料按照其中樹脂的類型而言，主要包括環(huán)氧類粉末涂料、聚酯類粉末涂料、丙烯酸類粉末涂料、環(huán)氧/聚酯混合型粉末涂料、輻射固化型粉末涂料以及其它類型的粉末涂料，除了樹脂外，熱固性粉末涂料中一般還含有固化劑、顏料、和/或助劑、和/或填料等，熱固性粉末涂料的涂裝方式包括熱涂裝與冷涂裝，特別以冷涂裝方式中的靜電噴涂法為主。
[0004]熱固性粉末涂料雖然具有節(jié)能，環(huán)保，涂膜的耐熱性、耐溶劑性較好等優(yōu)點，但相對于溶劑型涂料而言，其需要的固化溫度較高(180°C?200°C )，不利于在不同材料上的廣泛應(yīng)用，同時在力學(xué)性能上也比較欠缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種能夠在較低溫度下固化，同時機械性能良好、涂膜平整的改性的聚酯類粉末涂料。本發(fā)明借由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
一種涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料，所述粉末涂料包括成膜物質(zhì)、填料與助劑，所述成膜物質(zhì)包括主體樹脂與固化樹脂，其特征在于:所述主體樹脂由以下作為主體樹脂的原料的樹脂合成:
對苯二甲酸酐、戊二醇、二甘醇、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲醚、對苯二酚、對苯二甲酰氯(TPC)；
所述固化樹脂為苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中一種或兩種與乙醇胺的混合物；
所述填料為化工級硅灰石；
所述助劑為硼酸酯偶聯(lián)劑與流平劑；
所述硅灰石加入的質(zhì)量為所述成膜物質(zhì)的質(zhì)量的5%?15% ；
所述硼酸酯偶聯(lián)劑的用量為所述成膜物質(zhì)的質(zhì)量的0.5%?2% ；
所述流平劑的用量為所述粉末涂料總質(zhì)量的0.5%?1.5%。
[0006]其優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中戊二醇、二甘醇的物質(zhì)的量的比為1:2 ?2:1。
[0007]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐與順丁烯二酸酐的物質(zhì)的量的比為1:1?2:1。
[0008]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中鄰苯二甲醚、對苯二酚的物質(zhì)的量的比為2?3:4?5。
[0009]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中戊二醇、二甘醇的總物質(zhì)的量與對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質(zhì)的量的比為2:5?2:7。
[0010]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質(zhì)的量的與TPC的物質(zhì)的量的比為10:1?15:1。
[0011]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質(zhì)的量與鄰苯二甲醚、對苯二酚的總物質(zhì)的量的比為3:1?4:1。
[0012]其另一優(yōu)選的實施方式為:所述固化樹脂的質(zhì)量為主體樹脂質(zhì)量的30%?50%。
[0013]其另一優(yōu)選的實施方式為:所述固化樹脂中苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中的一種或兩種的物質(zhì)的量與乙醇胺的物質(zhì)的量的比為7:1?9:1。
[0014]其另一優(yōu)選的實施方式為:所述硅灰石為化工級800目?3000目硅灰石。
[0015]該涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料還可以進一步加入光催化劑，所述光催化劑為安息香雙甲醚(DMPA)或2-羥基-2-甲基苯基丙酮(HMPP)，當(dāng)光催化劑為DMPA時，其用量為成膜物質(zhì)的質(zhì)量的1%?5%，當(dāng)光催化劑為HMPP時，其用量為成膜物質(zhì)的量的5%?10%。
[0016]該涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料的光催化劑還可以為納米的半導(dǎo)體材料，如納米二氧化鈦，其用量為成膜物質(zhì)的10%?15%。
[0017]該涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料的助劑還可以包括三氟化硼乙醚絡(luò)合物、氯化亞錫、辛酸亞錫中的一種或多種，其用量為成膜物質(zhì)總質(zhì)量的1%?2%。
[0018]所述的涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料的成膜物質(zhì)中的主體樹脂的合成方法包括以下步驟:
1)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內(nèi)加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內(nèi)溫度為190?210°C，繼續(xù)恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內(nèi)加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min。
[0019]所述涂膜平整的含硅灰石填料的粉末涂料的成膜物質(zhì)的合成方法包括以下步驟:
1)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內(nèi)加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內(nèi)溫度為190?210°C，繼續(xù)恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內(nèi)加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min ； 4)將完成步驟3)的四口燒瓶停止加熱，至溫度下降至140°C以下后，于氮氣氛圍下向其中加入所述固化樹脂。
[0020]完成成膜物質(zhì)的制備后，進一步地，在70?90°C下依次將偶聯(lián)劑、填料硅灰石、流平劑加入其中，攪拌均勻后冷卻至常溫或進一步的冷凍、粉碎可得到所述的含硅灰石填料的粉末涂料。
[0021]除上述組分外，若希望該涂料還帶有顏色，還可以在涂料中加入顏填料。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明的涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料的主體樹脂通過選擇適當(dāng)?shù)脑?，使得其合成的主體樹脂能夠一方面因規(guī)整性較好而得到較高的玻璃化溫度，避免進一步得到的涂料在低溫下粘化，另一方面能夠通過主體樹脂與固化樹脂間較低的交聯(lián)溫度，使得其能夠得到在較低溫度下固化使用的粉末涂料；
2)本發(fā)明的涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料中加入了填料硅灰石，有利于提高涂裝后得到的涂膜的力學(xué)性能；
3)本發(fā)明的涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料中加入了流平劑，可使涂裝后形成的涂膜表面平整；
4)本發(fā)明的涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料的制備方法簡單易行，制備方便；
5)本發(fā)明的涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料在使用過程中不會產(chǎn)生揮發(fā)性的溶劑，綠色環(huán)保。
【具體實施方式】
[0023]I)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內(nèi)加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內(nèi)溫度為190?210°C，繼續(xù)恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內(nèi)加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
4)將完成步驟3)的四口燒瓶停止加熱，至溫度下降至140°C以下后，于氮氣氛圍下向其中加入所述固化樹脂；
完成上述制備步驟成后，進一步地在70?90°C下依次將偶聯(lián)劑、填料硅灰石、流平劑加入其中，攪拌均勻后冷卻至常溫或進一步的冷凍、粉碎可得到涂膜平整的含硅灰石的粉末涂料。
[0024]所述流平劑可選用常規(guī)的用于粉末涂料的流平劑，如聚甲基丙烯酸甲酯。
[0025]上述過程中使用的原料在本發(fā)明中為購買的分析純用品，在實際應(yīng)用時，可以購買純度較高的工業(yè)用品，也可以自行制備雜質(zhì)含量少的各種原料。在反應(yīng)過程中四口燒瓶需連上氮氣輸送裝置、測溫裝置、攪拌裝置與回流冷凝裝置，反應(yīng)過程中嚴(yán)格控制體系的密封程度，因原料中的一些成分在反應(yīng)不完全時容易被氧化。制備得到的低溫固化的粉末涂料其玻璃化溫度為30?50°C，酸值為30?40mgK0H/g，在使用時若添加有光催化劑，可直接在紫外光下進行固化，未添加光催化劑則可選擇在100?120°C下固化10?20min。
[0026]下面