本发明涉及一种流平粉末涂料及其制备方法，尤其涉及一种高速红外固化流平粉末涂料及其制备方法。
背景技术：
随着近十年来我国建筑、家电、交通运输等行业的迅猛发展，对卷钢的需求快速上升，卷钢用涂料作为制造卷钢的一个重要的部分，亦随之而快速发展。目前，几乎所有的预涂卷材彩板都是使用油性液体涂料来涂装的。但是，由于油性液体涂料不仅含有对环境有害的有机溶剂（VOC）等，一般的彩涂板而且需经过两涂两烘，消耗大量的能源。涂料行业每年排放的废水、污泥、废气、废渣对环境的污染，挥发的有机物不仅对工人的身体造成危害，进一步加重国内环境污染，对人体和环境危害巨大，彩涂板用油性涂料已经引起国家有关部门和社会大众的高度关注，而替代油性涂料的环保型涂料也变得势在必行。
现阶段阶段国外卷钢粉末涂料涂装线多集中在低速水平，国内不是停留在实验阶段，就是实际生产线速在中速15-25m/min的水平，厚度在50-80μm。而环保型水性涂料无法进行高速辊涂，目前还处于试验阶段。同时国内外少有线速达到60-80m/min高速卷材用粉末涂料的报道。与液体卷材涂料相比，如何能在快速卷材涂装线上，用粉末卷材涂料对卷材进行连续的，均匀的涂装，并对涂装后的涂膜进行快速的固化，而涂装线的长度不太长；同时又能够快速换色，并保证涂装后的彩板成本与成熟的液体涂料有竞争性，是一个巨大的挑战。
一般来说，常规的纯聚酯粉末涂料的一般要在180℃ -200℃条件下烘烤10-15min 才能固化完全，如何实现粉末涂料快速涂装与快速固化（25-30s）这一目标，是一个有挑战性的项目。
在户外纯聚酯体系中，有聚酯/HAA体系和聚酯/TGIC体系，因为HAA比TGIC要多一个活性官能团，所以HAA体系反应速度优于TGIC体系，同时可以选择高酸值的端羧基聚酯树脂，但传统的热烘烤加热方式是靠热量从涂膜外部向内部的传导来固化，固化效率非常缓慢，并不能满足快速固化的需求。近红外是靠高密度的光能快速透过整个涂膜来固化，所以通过高酸值的聚酯/HAA体系和红外固化使粉末涂料快速固化成为了可能。但是，传统的聚酯树脂/HAA体系在红外加热在时间25-30s时并不能完全固化，涂层的冲击、硬度、MEK并不能满足彩涂板的要求。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种高速红外固化流平粉末涂料，该粉末涂料固化后的涂层具有优异的耐溶剂性能、良好的耐磨擦性能、优异的折弯性能，并且耐候性能优异。并且在国内首次实现了了快速喷涂和近红外快速固化相适应的目的。
本发明的目的之二是提供上述高速红外固化流平粉末涂料的制备方法。
本发明的目的之一是通过以下技术措施来实现的：一种高速红外固化流平粉末涂料，包括以下重量份配比的组分：
聚酯树脂 55~80份
固化剂 4~8份
流平剂 0.8~2份
安息香 0.5~2份
无机填料 5~35份
蜡粉 0-2份
颜料 0~30份
本发明所述的聚酯树脂为端羧基聚酯树脂，酸值为40-50mgKOH/g，粘度为3000~5000（ICI，mPa∙s/200℃）端羧基聚酯树脂。所述聚酯树脂由多元醇和多元酸通过酯化、缩聚反应合成，在树脂的聚合阶段加入多元醇、二元醇、脂肪酸 、芳香酸、钛系催化剂、氟化光引发剂，随着反应完成，再加入与半衰期相近的热引发剂，然后冷却破碎打包即可。
本发明所述固化剂为β-羟烷基酰胺。
本发明所述流平剂为粉末涂料通用性流平剂，为丙烯酸酯类聚合物。
本发明所述的蜡粉包括微粉化改性聚乙烯蜡、聚丙烯蜡粉和聚四氟乙烯蜡中的一种或两种以上的组合。
本发明所需的无机填料包括消光硫酸钡、消光硅微粉和消光云母粉中的一种或者几种的组合，改变其重量份可以改变整个涂层的粘度和流动性能。
本发明所述的颜料为粉末涂料通用户外型颜料，如氧化铁红、炭黑、群青、金红石型钛白粉、铁黄、酞青蓝、酞青绿等。
本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现：一种高速红外固化流平粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配比称取各组分置于混料缸，充分混合并破碎；
（2）破碎后的物料分别进入双螺杆挤出机中挤出，而后压片并冷却破碎；
（3）将破碎后的片料置于专用粉碎机中粉碎，然后经旋转筛筛分打包即可。
所述步骤（2）中双螺杆挤出机中的挤出温度为100℃~120℃；所述步骤（3）中经粉碎机粉碎后并筛分的平均粒径D50为25μm~35μm。
本发明与现有溶剂技术、现有粉末涂料相比具有以下优点：
(1) 本发明通过在树脂合成过程中加入了侧链裂解型光引发剂、并加入了半衰期与快速固化时间相近热引发剂，得到了一种快速固化的HAA体系高酸值端羧基聚酯树脂，实现了通过近红外光辐射快速固化加热（25s-30s）加热的目的，替代传统的长时间（10-15min）热烘烤。同时,优选国内外原材料供应商的卷材粉末涂料用固化剂、促进剂、填料、颜料等其他助剂，和自合成的树脂进行优化配比试验，将得到的粉末涂料近红外加热烘烤后涂层厚度在20-40μm，在配方和涂层性能上解决了快速固化和涂层基本性能、耐盐雾、耐MEK相适应的喷涂要求，并满足薄涂外观的要求。相对于与传统的油性涂料，不仅涂层硬度更高，T弯和MEK性能更加优异，并且无VOC排放，环境友好，而且一次近红外烘烤成型（传统的油性涂料需要底漆加面漆，两次辊涂，两次烘烤，同时还需要处理反应后产生的废气），节约了大量能源，可逐步替代传统油性液体涂料的在彩涂板上的使用。
（2）本发明从粉末涂料的基础配方出发，无有机溶剂，生产工艺简单，一次烘烤成型，无VOC排放，具有环境友好，节约能源等优点，不污染环境等优点。
（3）本发明采用β-羟烷基酰胺作为固化剂，同时树脂合成的过程中加入适量的侧链裂解型光引发剂，半衰期与固化时间相近的热引发剂，加速反应使其降低固化温度，缩短固化时间，提高了涂层的交联密度，同时涂层的耐酸碱腐蚀，耐水煮性能和MEK性能更加优异。
（4）本发明的涂层并在高能近红外光辐射作用下，解决了粉末涂料快速固化（25s-30s）与快速生产的相适应的问题，不仅国内首次达到粉末涂料在60m/min线速下的快速喷涂工艺，而且实现了粉末涂料薄涂（20um-40um）状态下遮盖率良好，流平性能良好等特点。
具体实施方式
下面列举一部分具体实例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
40-45mgKOH/g，粘度为3000~5000（ICI，mPa.s/200℃）端羧基聚酯树脂 70份
β-羟烷基酰胺 5.5份
丙烯酸酯类流平剂 1.2份
安息香 0.5份
消光硫酸钡 25份
金红石型钛白粉 5份
微粉化聚乙烯蜡 0.8份
酞青蓝 2份
群青 5份
碳黑 0.1份。
粉末涂料的制备方法：
（1）按比例准确称取上述原料投入混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料；
（2）将预混合后的原材料用双螺杆挤出机进行熔融混炼均匀分散并挤出，其中，挤出机Ⅰ区的温度为100-110℃，Ⅱ区的温度为110-120℃ ；
（3）将得到的物料经压片机压片、冷却、破碎、经粉碎机粉碎后并筛分的平均粒径D50为30μm~35μm，然后打包即可。
实施例2
45-50mgKOH/g，粘度为3000~5000（ICI，mPa.s/200℃）端羧基聚酯树脂 70份
β-羟烷基酰胺 5份
丙烯酸酯类流平剂 1.5份
安息香 0.5份
消光硅微粉 5份
金红石型钛白粉 28份
微粉化聚四氟乙烯蜡 0.8份
碳黑 0.2份
群青 0.5份
氧化铁红 0.5份。
粉末涂料的制备方法：
（1）按比例准确称取上述原料投入混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料。
（2）将预混合后的原材料用双螺杆挤出机进行熔融混炼均匀分散并挤出，其中，挤出机Ⅰ区的温度为100-110℃，Ⅱ区的温度为100-110℃ 。
（3）将得到的物料经压片机压片、冷却、破碎、经专用粉碎机粉碎后并筛分的平均粒径D50为25μm~30μm，然后打包即可。
实施例3
40-50mgKOH/g，粘度为3000~5000（ICI，mPa.s/200℃）端羧基聚酯树脂 75份
β-羟烷基酰胺 5.5份
丙烯酸酯类流平剂PV-88 1.2份
安息香 0.5份
消光硅微粉 10份
消光硫酸钡 10份
金红石型钛白粉 5份
微粉化聚乙烯蜡 0.8份
碳黑 0.8份
酞青蓝 2份
氧化铁红 0.4份。
粉末涂料的制备方法：
（1）按比例准确称取上述原料投入混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料。
（2）将预混合后的原材料用双螺杆挤出机进行熔融混炼均匀分散并挤出，其中，挤出机Ⅰ区的温度为100-110℃，Ⅱ区的温度为110-120℃。
（3）将得到的物料经压片机压片、冷却、破碎、经专用粉碎机粉碎后并筛分的平均粒径D50为28μm~33μm，然后打包即可。
实施例4
45-50mgKOH/g，粘度为3000~4000（ICI，mPa.s/200℃）端羧基聚酯树脂 80份
β-羟烷基酰胺 6份
丙烯酸酯类流平剂 1.5份
安息香 0.7份
消光硅微粉 30份
金红石型钛白粉 1份
微粉化改性聚四氟乙烯蜡 0.8份
碳黑 0.5份
Ciba酞靑绿 0.5份
氧化铁黄 2份。
粉末涂料的制备方法：
（1）按比例准确称取上述原料投入混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物料。
（2）将预混合后的原材料用双螺杆挤出机进行熔融混炼均匀分散并挤出，其中，挤出机Ⅰ区的温度为100-120℃，Ⅱ区的温度为100-120℃ 。
（3）将得到的物料经压片机压片、冷却、破碎、经专用粉碎机粉碎后并筛分的平均粒径D50为25μm~35μm，然后打包即可。
以下是实施例1-4在客户现场近红外固化得到以下性能测试结果：