一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，本发明是以有机硅改性聚酯树脂作为涂料基料，然后再辅以填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂进行混合，并用球磨机研磨成漆浆而制得，所述漆浆的细度为10～20μm。在实际使用时，由于有机硅改性聚酯树脂具有较优良的耐高温性能，因此，由其组成的涂料更具有良好的性质，可喷涂在铁材、铝材或不锈钢等金属表面，并被广泛应用于石油精制炉、铝精制炉、发动机排气系统、机动车消声器等长期处于高温工作状态下的耐热材料上。
【专利说明】一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料的涂装领域，具体的说，是一种耐候性钢板用涂料组合物的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属上的涂层不仅可起到保护和美化金属外观的作用，如防锈及着色等，有时，还 可利用涂层来实现一些特殊的功能，如改善润滑、提高深冲性能等。在实际应用过程中，涂 层的效果与涂料有着密切的关系。以耐热涂料为例，耐热涂料是指其涂膜能长时间维持在 高温(一般为150°c以上）不裂解、外观变黄程度小、不脱落，还能保持适当的物理性能及防 护功能，现有专利文献CN1583912 (卷材底漆涂料及其制法，2005. 02. 23)公开了一种由线 状聚酯树脂或环氧树脂、氨基树脂、防锈颜料、助剂和溶剂组成的专业涂料，在实际使用时， 由于聚酯树脂或环氧树脂的耐热温度在130?155°C，因此，适用于热镀锌板、电镀锌板、合 金化板以及冷扎板材等效果最佳。
[0003] 随着技术的进步，人们发现有机娃树脂也具有较佳的耐热性，有机娃树脂的基本 骨架是Si-0的主链，比普通高分子聚合物的C-C键的键能更高，其耐热及抗氧化作用也较 强，通常情况下，有机硅树脂的耐热温度为300°C，经实践证明，有机硅树脂除耐热性外，还 表现出了优异的耐候性、抗污性、拔水性、耐寒性以及耐化学腐蚀等性能，但在实际使用时， 却还存在如下问题，例如：需高温固化（250°C以上)且固化时间长、不易大面积施工，对金属 的附着力差、耐溶剂性差以及制作成本高等，为此，我们势必需要找到一种能替代有机硅树 脂的高性能材料，同时，还需要较现有聚酯树脂或环氧树脂具有更高的耐热性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，本发明采用有 机硅改性聚酯树脂作为涂料组合物的基料，并辅以其他助剂制备而成，在实际使用时，由于 有机硅改性聚酯树脂具有较优良的耐高温性能，因此，由其组成的涂料组合物更具有良好 的性质，可喷涂在铁材、铝材或不锈钢等金属表面，并被广泛应用于石油精制炉、铝精制炉、 发动机排气系统、机动车消声器等长期处于高温工作状态下的耐热材料上。
[0005] 本发明通过下述技术方案实现一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，包括如 下步骤： A :将质量比为1 :(0. 1?0. 4)的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度 在150?200°C范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为10?20 y m， 在所述的漆浆中，填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂以及有机硅改性聚酯树脂 的重量百分含量如下： 有机硅改性聚酯树脂：30?50% ; 填料：20?46% ; 硅氧烷偶联剂：1?2% ; 酞酸酯：〇. 5?1% ; 二甲苯溶剂：1?48. 5%。
[0006] 本发明是以有机硅改性聚酯树脂作为涂料组合物的基料，并辅以其他助剂组合而 成的，在本发明中，有机硅改性聚酯树脂由于其优良的耐热温度、对金属材质的优异附着性 和加工性、优异的耐溶剂性以及良好的高热硬度等，可用于喷涂在铁材、铝材或不锈钢等金 属表面，并被广泛应用于石油精制炉、铝精制炉、发动机排气系统、机动车消声器等长期处 于高温工作状态下的耐热材料上。
[0007] 在本发明中，有机硅改性聚酯树脂兼具有机硅树脂和饱和聚酯树脂的优势，具有 良好的耐热性能，通常情况下，有机硅改性聚酯树脂的耐高温温度为180?250°C，在实际 使用时，有机硅树脂含量的多少决定着涂料组合物涂膜时所展现的附着性、耐冲击性和耐 热性，为更好的实现本发明，经所述步骤A制得的有机硅改性聚酯树脂的固含量为55? 65%，比重为1. 08?1. 14,酸值为2?10mgK0H/g。
[0008] 所述的填料包括玻璃粉、三氧化二铬和瓷土，按重量百分比计，所述的玻璃粉为 15?35%、三氧化二铬为2?5%、瓷土为3?6%，本发明涉及的玻璃粉、三氧化二铬和瓷土 均为工业级，具有增加硬度、提高组份耐磨性的特性。
[0009] 为更好的实现本发明，所述的填料还包括铝粉和滑石粉，按重量百分比计，所述的 填料包括：30%的玻璃粉、3%的三氧化二铬、4%的瓷土、8%的铝粉和1%的滑石粉。
[0010] 本发明涉及的填料还包括如下情况：所述的填料还包括铝粉和滑石粉，按重量百 分比计，所述的填料包括：29%的玻璃粉、2%的三氧化二铬、3%的瓷土、10%的铝粉和2%的滑 石粉。
[0011] 本发明涉及的玻璃粉为低熔点玻璃粉，所述的玻璃粉为铅玻璃粉、硼玻璃粉或磷 酸盐玻璃粉。
[0012] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： (1)本发明是以有机硅改性聚酯树脂作为涂料组合物的基料，并辅以其他助剂制备而 成，在本发明中，有机硅改性聚酯树脂由于其优良的耐热温度、对金属材质的优异附着性和 加工性、优异的耐溶剂性以及良好的高热硬度等，可用于喷涂在铁材、铝材或不锈钢等金属 表面，并被广泛应用于石油精制炉、铝精制炉、发动机排气系统、机动车消声器等长期处于 高温工作状态下的耐热材料上。
[0013] (2)本发明涉及的有机硅改性聚酯树脂是由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯 树脂经缩聚反应而制得，在本发明中，有机硅改性聚酯树脂兼具有机硅树脂和饱和聚酯树 脂的优势，具有良好的耐热性能，通常情况下，有机硅改性聚酯树脂的耐高温温度为180? 250。。。
[0014] (3)在本发明中，有机硅树脂与饱和聚酯树脂采用1 :(0. 1?0. 4)的质量比反应 制得有机硅改性聚酯树脂，有机硅树脂含量较多，对其涂膜物进行评估可知，由本涂料组合 物喷涂获得的涂膜材料其耐热性和热硬度更佳，因此，适用于石油精制炉、铝精制炉、发动 机排气系统、机动车消声器等长期处于高温工作状态下的产品时效果最佳。
[0015] (4)本发明选用的填料有玻璃粉、滑石粉、铝粉等能增强涂料的耐高温性能、防裂 性能以及耐腐蚀性能的成分，并按适当比例进行配制，充分考虑到了各种填料对涂料组合 物的覆膜情况，实际使用效果良好。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0017] 实施例1 : 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：30% ; 填料：20% ; 硅氧烷偶联剂：1% ; 酞酸酯：0.5% ; 二甲苯溶剂：48. 5%。
[0018] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 1。
[0019] 填料：包括铅玻璃粉、三氧化二铬和瓷土，按重量百分比计，铅玻璃粉为15%、三氧 化二铬为2%、瓷土为3%。
[0020] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 1的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在150°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为10 um。
[0021] 实施例2: 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：50% ; 填料：46% ; 娃氧烧偶联剂：2% ; 駄酸醋：1% ; 二甲苯溶剂：1%。
[0022] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机娃树脂与饱和聚醋树脂的质量比为：1 :〇. 4。
[0023] 填料：包括硼玻璃粉、三氧化二铬、瓷土、铝粉和滑石粉，按重量百分比计，硼玻璃 粉为30%、三氧化二铬为3%、瓷土为4%、铝粉为8%、滑石粉为1%。
[0024] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 4的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在200°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为20 y m。
[0025] 实施例3 : 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：45% ; 填料：46% ; 硅氧烷偶联剂：1. 5%; 酞酸酯：0.5% ; 二甲苯溶剂：7%。
[0026] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 3。
[0027] 填料：包括磷酸盐玻璃粉、三氧化二铬、瓷土、铝粉和滑石粉，按重量百分比计，磷 酸盐玻璃粉为29%、三氧化二铬为2%、瓷土为3%、铝粉为10%、滑石粉为2%。
[0028] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 3的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在180°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为16 ym。
[0029] 实施例4 : 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：40% ; 填料：30% ; 硅氧烷偶联剂：1. 5%; 酞酸酯：1% ; 二甲苯溶剂：27. 5%。
[0030] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 1，制备获得的有机硅改性聚酯树脂的 固含量为55%，比重为1. 08,酸值为2mgK0H/g。
[0031] 填料：包括硼玻璃粉、三氧化二铬和瓷土，按重量百分比计，硼玻璃粉为19%、三氧 化二铬为5%、瓷土为6%。
[0032] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 1的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在150°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为10 um。
[0033] 实施例5 : 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：50% ; 填料：46% ; 硅氧烷偶联剂：1% ; 酞酸酯：0.5% ; 二甲苯溶剂：2. 5%。
[0034] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 4,制备获得的有机硅改性聚酯树脂的 固含量为65%，比重为1. 14,酸值为10mgK0H/g。
[0035] 填料：包括铅玻璃粉、三氧化二铬、瓷土、铝粉和滑石粉，按重量百分比计，铅玻璃 粉为30%、三氧化二铬为3%、瓷土为4%、铝粉为8%、滑石粉为1%。
[0036] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 4的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在200°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为20 y m。
[0037] 实施例6 : 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：35% ; 填料：46% ; 娃氧烧偶联剂：1. 2% ; 駄酸醋：〇. 8% ; 二甲苯溶剂：17%。
[0038] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 2,制备获得的有机硅改性聚酯树脂的 固含量为60%，比重为1. 11，酸值为6mgK0H/g。
[0039] 填料：包括磷酸盐玻璃粉、三氧化二铬、瓷土、铝粉和滑石粉，按重量百分比计，磷 酸盐玻璃粉为9%、三氧化二铬为2%、瓷土为3%、铝粉为10%、滑石粉为2%。
[0040] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 2的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在160°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为14 ym。
[0041] 实施例7: 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：45% ; 填料：46% ; 娃氧烧偶联剂：1. 5% ; 駄酸醋：〇. 8% ; 二甲苯溶剂：6. 7%。
[0042] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 2,制得的有机硅改性聚酯树脂的固含 量为60%，比重为1. 12,酸值为8mgK0H/g。
[0043] 填料：包括铅玻璃粉、三氧化二铬、瓷土、铝粉和滑石粉，按重量百分比计，铅玻璃 粉为30%、三氧化二铬为3%、瓷土为4%、铝粉为8%、滑石粉为1%。
[0044] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 2的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在170°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为17 ym。
[0045] 实施例8 : 本实施例涉及的涂料组合物，按重量百分比计，包含以下组份： 有机硅改性聚酯树脂：40% ; 填料：46% ; 娃氧烧偶联剂：1. 2% ; 駄酸醋：〇. 6% ; 二甲苯溶剂：12. 2%。
[0046] 以下是对上述组份的进一步描述： 有机硅改性聚酯树脂：由有机硅树脂作为改性剂，与饱和聚酯树脂经缩聚反应而制得， 所述有机硅树脂与饱和聚酯树脂的质量比为：1 :〇. 2,制得的有机硅改性聚酯树脂的固含 量为58%，比重为1. 12,酸值为7mgK0H/g。
[0047] 填料：包括硼玻璃粉、三氧化二铬、瓷土、铝粉和滑石粉，按重量百分比计，硼玻璃 粉为9%、三氧化二铬为2%、瓷土为3%、铝粉为10%、滑石粉为2%。
[0048] 其制备过程如下： A :将质量比为1 :0. 2的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度在180°C 范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为18 ym。
[0049] 将上述实施例1?8制备获得的涂料组合物喷涂在钢板或马口铁板上，置于箱式 电炉中，采用升温程序升温至250°C，取出并冷却至室温后，进行硬度、耐高温性能、涂层性 能、涂膜附着力测试，测试结果见表1。
[0050] 表 1
【权利要求】
1. 一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤： A :将质量比为1 : (0. 1?0. 4)的有机硅树脂和饱和聚酯树脂放入反应器中，控制温度 在150?200°C范围内，反应制得有机硅改性聚酯树脂，并作为基料备用； B:将填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂分别加入步骤A制得的基料中，用球磨 机研磨成漆浆，所述漆浆的细度为10?20 y m， 在所述的漆浆中，填料、硅氧烷偶联剂、酞酸酯、二甲苯溶剂以及有机硅改性聚酯树脂 的重量百分含量如下： 有机硅改性聚酯树脂：30?50% ; 填料：20?46% ; 硅氧烷偶联剂：1?2% ; 酞酸酯：〇. 5?1% ; 二甲苯溶剂?48. 5%。
2. 根据权利要求1所述的一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，其特征在于：经 所述步骤A制得的有机硅改性聚酯树脂的固含量为55?65%，比重为1. 08?1. 14,酸值为 2 ?10mgK0H/g。
3. 根据权利要求1所述的一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，其特征在于：所 述的填料包括玻璃粉、三氧化二铬和瓷土，按重量百分比计，所述的玻璃粉为15?35%、三 氧化二铬为2?5%、瓷土为3?6%。
4. 根据权利要求3所述的一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，其特征在于：所 述的填料还包括铝粉和滑石粉，按重量百分比计，所述的填料包括：30%的玻璃粉、3%的三 氧化二铬、4%的瓷土、8%的铝粉和1%的滑石粉。
5. 根据权利要求3所述的一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，其特征在于：所 述的填料还包括铝粉和滑石粉，按重量百分比计，所述的填料包括：29%的玻璃粉、2%的三 氧化二铬、3%的瓷土、10%的铝粉和2%的滑石粉。
6. 根据权利要求3?5任一项所述的一种耐候性钢板用涂料组合物的制备方法，其特 征在于：所述的玻璃粉为铅玻璃粉、硼玻璃粉或磷酸盐玻璃粉。
【文档编号】C09D7/12GK104449262SQ201410742077
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】张一帆 申请人:成都锦汇科技有限公司