一种低温固化型粉末涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低温固化型粉末涂料，由以下重量份的原料制成：环氧树脂60‑70份；低温固化剂2‑3份；流平剂0‑1.5份；润湿剂0‑1.5份；沉淀硫酸钡20‑35份；固化促进剂0.5‑1.5份；其他助剂0‑2份；所述低温固化剂为改性咪唑类化合物；所述固化促进剂由以下重量份的原料制成：缩水甘油醚65‑70份；气相二氧化硅30‑35份。本发明专利技术还公开了该低温固化型粉末涂料的制备方法和应用。本发明专利技术通过低温固化剂和固化促进剂的协同作用以及配方的优化，使得该配方的粉末涂料能够在100‑120℃下保温5‑20min实现完全固化，并且该配方的粉末涂料不仅固化温度低，同时其室温储存性能较好，能够兼顾低温固化性和室温存储性。

A low temperature solidified powder coating and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种低温固化型粉末涂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及涂料及涂装领域，尤其涉及一种低温固化型粉末涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
粉末涂料具有接近零VOC排放、膜层质量佳、过喷涂料能够回收再利用等特点，被认为是4E型涂料产品，在国家倡导节能环保的大背景下成为了快速发展的热门领域。但普通热固性粉末涂料的建议施工条件多为(180-230℃)×(10-20min)，导致粉末涂料在节能环保方面较传统溶剂型涂料并不具备绝对优势。此外，高温固化制约了粉末涂料在热敏底材如MDF板、塑料、电子元件等新生领域的推广应用。因此，开发一种新型的低温固化型粉末体系具有重要的科研价值和社会意义。目前，低温固化型粉末涂料的开发主要有三个方面：(1)基于特种树脂，利用光引发剂，实现紫外光(UV)诱发固化反应，无须额外热源；(2)通过添加合适的固化促进剂，降低固化反应的活化能垒，提高现有体系反应活性；(3)保证低温固化性能的基础上，对储存性能进行优化。UV固化粉末涂料理论上能够实现真正意义上的低能环保，但其在相对低温(≤140℃)条件下的流平性能以及涂膜的附着力均须进一步提高，此外，光固化粉末涂料面临高效光引发剂的开发、光固化主体树脂设计以及体系的兼容性等诸多问题。目前，光固化粉末涂料在固化温度和时间上并没有突出的优势。最新研究显示，光固化粉末涂料须先在120-140℃烘烤5～10min，随后在1500MJ/cm2紫外光能量下照射，才能固化(低温高流平光固化粉末涂料的制备，《粉末涂料与涂装》，2017，2：54-57)。而在现有热固性粉末涂料的基础上，通过添加合适的固化促进剂及配方的优化，提高体系反应活性，是目前低温固化粉末涂料的开发热点。公开号为CN103483993A的中国专利文献公开了一种可低温固化粉末涂料，它是由下述重量份的原料组成的：间苯型不饱和聚酯树脂50-60、E-12环氧树脂20-25、白炭黑0.1-0.5、氧化镧3.5-4.5、活性炭粉10-13、偶氮二异丁腈1-2、硅酸钠2-3、硫酸亚铁2-3、酚醛树脂1-2、二甲基硅油0.1-1、复合填料10-20；所述的复合填料是由下述重量份的原料组成的：三水铝石30-40、凹凸棒土20-30、碳化硅6-10、氢氧化镁3-5、羧甲基纤维素1-2、霍霍巴油2-3。其在喷涂过程中，须对物件在50-70℃进行预热处理5-8分钟，再进行静电喷涂，并要在120℃保温20min才能固化。公开号为CN104962170A的中国专利文献公开了一种120℃低温固化粉末涂料，包含组分及组分的质量百分比为：环氧树脂45-50、聚酯树脂5-15、环氧固化剂3-6、流平剂0.5-1.5、润湿剂0.5-0.8、安息香0.3-0.6、硫酸钡25-30、蜡粉0.2-0.5、增电剂0.2-0.5、低温消光剂2-3，炭黑0.5-1.0。该粉末配方在120℃下保温30min能够实现完全固化。公开号为CN105907233A的中国专利文献公开了一种低温固化粉末涂料，通过聚酯与阴离子催化固化剂复配，使体系的固化温度能够降至110℃，是目前已报道固化条件最温和的粉末涂料。值得注意的是，低温固化粉末虽然在固化温度上得到了明显改善，但其室温储存性普遍较差，适用期一般小于7天，目前还没有一种低温固化粉末涂料能够兼顾低温固化性和室温存储性。
技术实现思路
本专利技术提供一种低温固化型粉末涂料，该粉末涂料固化温度低并且室温储存性能较好。一种低温固化型粉末涂料，由以下重量份的原料制成：所述低温固化剂为改性咪唑类化合物；所述固化促进剂由以下重量份的原料制成：缩水甘油醚65-70份；气相二氧化硅30-35份。该技术方案通过低温固化剂和固化促进剂的协同作用以及配方的优化，使得该配方的粉末涂料能够在100-120℃下保温5-20min实现完全固化，此施工条件是在已有报道热固性粉末涂料中最温和的，并且该配方的粉末涂料不仅固化温度低，同时其室温储存性能较好，能够兼顾低温固化性和室温存储性。所述的其他助剂包括安息香、固体石蜡和炭黑。优选的，一种低温固化型粉末涂料，由以下重量份的原料制成：所述低温固化剂为改性咪唑类化合物；所述固化促进剂由以下重量份的原料制成：缩水甘油醚65-70份；气相二氧化硅30-35份。优选的，所述的环氧树脂的环氧值不大于0.2。优选的，所述的低温固化剂包覆有聚乙烯蜡；包覆有聚乙烯蜡的低温固化剂的制备方法为：(1)将咪唑类化合物与液态环氧树脂或异氰酸酯在溶剂中搅拌反应0.5-1.5小时，反应温度为60-120℃，经后处理得到改性咪唑类低温固化剂；(2)在80-110℃条件下，将改性咪唑类低温固化剂与聚乙烯蜡熔融搅拌混合，冷却破碎后得到聚乙烯蜡包覆的低温固化剂。优选的，步骤(1)中，咪唑类化合物的仲氨基与液态环氧树脂的环氧基摩尔比为1∶1-1.3；所述液体环氧树脂为环氧值大于0.5的双酚A或双酚F。优选的，步骤(1)中，咪唑类化合物的仲氨基与异氰酸酯的异氰酸基摩尔比为1∶0.8-1；所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。步骤(1)中，所述的溶剂为二甲苯、氯仿或二甲基甲酰胺。步骤(1)中，所述的后处理为：反应停止后过滤，将过滤固体在60-140℃、动态真空下去溶剂处理0.5-1.5小时，升温至80-180℃进行干燥。优选的，步骤(2)中，改性咪唑类低温固化剂与聚乙烯蜡的质量比为3-5∶1。优选的，固化促进剂的制备方法为：将缩水甘油醚和气相二氧化硅在35-40℃下搅拌10-15min。进一步的，所述的缩水甘油醚为苄基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和正丁基缩水甘油醚中的一种或多种。本专利技术还提供了所述低温固化型粉末涂料的制备方法，包括：按配方量称取原料并混匀，熔融挤出后粉碎、筛分得所述的低温固化型粉末涂料；在熔融挤出过程中，挤出机I区的温度设定为85-90℃，挤出机II区的温度设定为75-80℃；挤出机转速为70-90rpm。本专利技术还提供了所述的低温固化型粉末涂料在修补粉末涂料涂层或溶剂型涂料涂层中的应用。优选的，在修补涂层时，低温固化型粉末涂料的固化条件为：100-120℃保温5-20min。本专利技术的低温固化型粉末涂料兼容度高，能够应用于粉末涂料和溶剂型涂料的瑕疵修补，瑕疵处不会出现流平、光泽和附着力变差的情况。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过组分改性和配方含量优化，由Kissinger和Crane曲线显示，涂料能够在100-120℃下保温5-20min实现完全固化，在已报道热固型粉末涂料中是最温和的施工条件。低温固化剂以咪唑为基体，通过环氧加成或异氰酸酯封闭，能够控制固化剂分子量大小和接枝基团，进而有效调控固化剂在不同温度下的反应活性，结合聚乙烯蜡的包裹，进一步阻隔固化剂与树脂的室温反应，优化固化效果的同时，一定程度上改善了含咪唑类固化剂粉末涂料的室温储存性，结果显示，所制备粉末在小于35℃的条件下，至少能够稳定储存20天。固化促进剂由缩水甘油醚组成，含有环氧基团，与基体树脂具有优异的相容性，并起到稀释的作用，能有效降低基体树脂的软化点和黏度，改善其受热流动性，提高粉末涂料在低温条件下的流平性能；随着温度的升高，固化促进剂将参与反应，调控固化的动力学性能，与固化剂及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温固化型粉末涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种低温固化型粉末涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：所述低温固化剂为改性咪唑类化合物；所述固化促进剂由以下重量份的原料制成：缩水甘油醚65-70份；气相二氧化硅30-35份。2.根据权利要求1所述的低温固化型粉末涂料，其特征在于，所述的低温固化剂包覆有聚乙烯蜡；包覆有聚乙烯蜡的低温固化剂的制备方法为：(1)将咪唑类化合物与液态环氧树脂或异氰酸酯在溶剂中搅拌反应0.5-1.5小时，反应温度为60-120℃，经后处理得到改性咪唑类低温固化剂；(2)在80-110℃条件下，将改性咪唑类低温固化剂与聚乙烯蜡熔融搅拌混合，冷却破碎后得到聚乙烯蜡包覆的低温固化剂。3.根据权利要求2所述的低温固化型粉末涂料，其特征在于，步骤(1)中，咪唑类化合物的仲氨基与液态环氧树脂的环氧基摩尔比为1∶1-1.3；所述液体环氧树脂为环氧值大于0.5的双酚A或双酚F。4.根据权利要求2所述的低温固化型粉末涂料，其特征在于，步骤(1)中，咪唑类化合物的仲氨基与异氰酸酯的异氰酸基摩尔比为1∶0.8-1；所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾坚，任华，葛忠灵，张亚，宋帅，
申请(专利权)人：江苏锐康新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32