高固低粘色浆、其制备方法及其在低VOC卷材聚酯面漆中的应用技术

本发明专利技术公开了一种高固低粘色浆、其制备方法及其在低VOC卷材聚酯面漆中的应用，包括10～70份的颜料，20～60份的研磨树脂，1～50份的分散剂以及5～40份的第一溶剂。该色浆适用于卷材聚酯面漆调色，可用于制备得到具有低VOC(＜420g/L)及高涂布率特性的一系列不同颜色卷材聚酯面漆产品。卷材聚酯面漆产品。

【技术实现步骤摘要】
高固低粘色浆、其制备方法及其在低VOC卷材聚酯面漆中的应用


[0001]本专利技术涉及卷材涂料
更具体地，涉及一种高固低粘色浆、其制备方法及其在低VOC卷材聚酯面漆中的应用。

技术介绍

[0002]世界上最早的卷材涂料出现在20世纪30年代，80年代后中国开始逐渐建立卷材涂料的生产线。预涂卷材涂料是具有一定物理性能和抗性的专用涂料，可以采用快速自动化流水线的生产方式，将其涂布于连续的金属薄板上，经高温固化后成膜。涂装后的预涂卷材产品被广泛应用于建筑、家电、集装箱、汽车制造、炊具等各领域。预涂卷材产品具有节能、环保、高效、涂装质量佳等优点，所以自20世纪80年代武汉钢铁公司正式引进了我国第一条的预涂金属卷材生产线始，至2015年，生产线数迅速发展为500多条；所使用卷材涂料用量亦增长迅速，据不完全统计，2018年国内卷材涂料的用量约为35万吨。预计至 2025年，国内卷材涂料的用量可达50万吨。
[0003]目前传统的预涂金属卷材的生产过程中，因大部分卷材涂料产品都为溶剂型体系，烘烤过程中产生的有机溶剂废气的挥发性有机物(VOC)含量无法实现≤420g/L的要求，甚至在卷材涂料的制作运输及使用现场的储存、搅拌、生产准备、涂敷施工等过程中仍存在大量的有机溶剂挥发，影响人们的健康，污染施工环境。因调整卷材生产线的难度和成本都很大，开发高固的卷材涂料以满足环保要求，则是一条较为可行的路线。
[0004]另一方面，国家标准《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》(GB/T 38597
‑/>2020) 已正式发布，2021年2月1日起实施；新的标准也对涂料有机化合物的含量进行了更加明确的定义。在这样的背景下，开发并推出符合最新法规的低VOC卷材聚酯面漆也是行业内迫切需要解决的问题。
[0005]对于卷材聚酯面漆而言，其涂膜厚度通常只有10～20μm，为了满足遮盖力的要求，配方中往往需要包括较高的颜料浓度；而为了达到所需要的颜色效果，颜料需要以微细粒子的形式均匀地分布在涂膜中，这就要求对颜料进行充分的分散，这个过程通常有两种工艺方式来实现：第一种方式是使用面漆的主体树脂对一种或多种颜料进行研磨分散成漆浆，然后再补加漆料(例如树脂)、溶剂和助剂后，制成成品涂料；第二种方式是单独制备颜料浓缩物，也就是色浆，再根据颜色需求使用不同颜色的色浆加入到树脂基料里进行调色，制成成品涂料。
[0006]为了适应卷材产线工艺的特点，通常需要用稀释剂将卷材面漆的粘度进行调整以得到较佳的提料和辊涂性能，而稀释剂的用量往往就直接决定了成品涂料的VOC。如果树脂对颜料的分散效果不佳，得到的分散体系粘度高，那么就需要更多的稀释剂用量来调整成品涂料粘度，导致涂料VOC上升。另一方面，如果采用单独分散颜料制备色浆再进行调色，色浆加入到基料后体系的粘度特性就直接决定了稀释剂的用量及成品涂料的VOC含量。
[0007]专利号为US8969438B2的美国专利公开了一种颜料浓缩物，包含至少一种其上连
接有疏水性尾链的低聚酯结构单元的脂环族聚酯，例如使用脂环族六氢邻苯酸酐与带有疏水性尾链的单环氧化物(如缩水甘油酯)酯化而得到低聚酯结构单元，再进一步与多元醇进行缩聚反应得到最终的聚酯。虽然该专利涉及到了高固含和低VOC溶剂型色浆的制备方法，其重点强调了色浆自身的VOC含量，但并未披露制备的色浆在卷材聚酯面漆中的应用尤其是VOC的表现。
[0008]对于卷材涂料而言，配方中往往需要使用到多种不同颜色的颜料，才能调配出所需要的准确颜色。想要使得多种颜料均匀地分散在涂料中，在生产过程中通常采用的工艺方式主要有三种：
[0009]第一种为混色研磨，即多种颜料混合磨浆法，它是将色漆配方中使用的所有颜料一并混合，用砂磨机或其他研磨分散设备进行研磨分散成漆浆，然后再补加漆料(树脂)、溶剂和助剂后，制成成品涂料。
[0010]第二种为单色研磨，即单一颜料磨浆法，研磨完成后补加漆料(树脂)、溶剂和助剂后得到半成品涂料，再根据颜色需求使用不同颜色的半成品涂料进行调色，制成成品涂料。
[0011]第三种是单独制备颜料浓缩物，也就是色浆，再根据颜色需求使用不同颜色的色浆加入到树脂基料里进行调色，制成成品涂料。
[0012]有鉴于此，本专利技术设计了一种基于芳香族酸酐的高固含聚酯，通过与特定分散剂的协同作用对颜料进行分散制备高固低粘色浆，当其应用于卷材聚酯面漆时，能够使得最终涂料成品的VOC含量低于420g/L，并且不影响最终的涂膜性能、耐化学品性能、长期耐久性能等应用性能。

技术实现思路

[0013]为了克服现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种高固低粘色浆、其制备方法及其在低VOC卷材聚酯面漆中的应用。
[0014]本专利技术的第一个目的在于提供一种高固低粘的溶剂型色浆，该色浆适用于卷材聚酯面漆调色，可用于制备得到具有低VOC(＜420g/L)及高涂布率特性的一系列不同颜色的卷材聚酯面漆产品。
[0015]本专利技术的第二个目的在于提供一种高固低粘色浆的制备方法。
[0016]本专利技术的第三个目的在于提供一种高固低粘色浆在卷材面漆中的应用。
[0017]为达到上述第一个目的，本专利技术提供了一种高固低粘色浆，按重量份计，包括10～70 份的颜料，20～60份的研磨树脂，1～50份的分散剂以及5～40份的第一溶剂。
[0018]在一种实施方式中，所述高固低粘色浆还包括小于2份的协同增效剂(较佳地为小于1 份)，以及小于3份的防沉剂(较佳地为小于1份)。本领域技术人员所知悉的是，可以根据颜料种类选择是否添加协同增效剂和防沉剂，以及添加的重量份。
[0019]在一种实施方式中，所述颜料为有机和/或无机颜料。颜料为提供颜色的物质，凡是能够用于卷材涂料的可着色的物质均在前述颜料的选择范围内。
[0020]在一种实施方式中，所述有机颜料选自黑色颜料和/或彩色颜料。具体地，有机颜料包括但不限于选自如下类别：双偶氮颜料、双偶氮缩合颜料、二苯并芘二酮颜料、蒽醌颜料、蒽素嘧啶颜料、苯并咪唑酮颜料、喹吖啶酮颜料、喹酞酮颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料、二嗪颜料、阴丹酮颜料、异吲哚啉颜料、异吲哚啉酮颜料、苝颜料、酞菁颜料、吡唑喹唑啉酮
颜料及其组合。
[0021]在一种实施方式中，所述双偶氮颜料选自C.I.颜料黄12、13、14、16、17、81、83、 106、113、126、127、155、170、174、176和/或188，以及C.I.颜料橙16、34和44。
[0022]在一种实施方式中，所述双偶氮缩合颜料选自C.I.颜料黄93、95和128，或者，C.I.颜料红144、166、214、220、221、242和262，或者，C.I.颜料棕23和41。
[0023]在一种实施方式中，所述二苯并芘二酮颜料选自C.I.颜料红168。
[0024]在一种实施方式中，所述蒽醌颜料选自C.I.颜料黄147和199，或者，C.I.颜料红177。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高固低粘色浆，按重量份计，包括10～70份的颜料，20～60份的研磨树脂，1～50份的分散剂以及5～40份的第一溶剂。2.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述高固低粘色浆还包括小于2份的协同增效剂，以及小于3份的防沉剂；优选地，所述高固低粘色浆还包括小于1份的协同增效剂，以及小于1份的防沉剂。3.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述颜料为有机和/或无机颜料。4.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在于，所述研磨树脂为具有高羟值的高固体份饱和聚酯，具有以下一个或多个特征：(1)数均分子量为1500～3000；优选地，数均分子量为为1800～2200；(2)PDI为1.0～5.0；优选地，PDI为2.0～3.0；更为优选地PDI为2.2～2.6；(3)羟值为80～150mg KOH/g；优选地，羟值为120～140mg KOH/g；(4)质量固体份为75～80％；和/或(5)粘度为X
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Z2。5.根据权利要求1所述的高固低粘色浆，其特征在于，在所述高固低粘溶剂型色浆中，所述分散剂选自聚酯类型的聚合物分散剂、聚氨酯类型的聚合物分散剂、和/或丙烯酸酯类型的聚合物分散剂，其中，所述分散剂的溶解度参数SP为10.0～13....

【专利技术属性】
技术研发人员：潘昌艺，刘凯，庞夫洋，唐铭徽，沈雪峰，郑国民，崔亭，杨杰，
申请(专利权)人：日涂上海涂料研究开发有限公司立邦工业涂料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：