一种高反射率粉末涂料及其制备方法与流程

本发明涉及粉末涂料制备领域，具体而言，涉及一种高反射率粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

粉末涂料是一种新型的不含有溶剂、固体粉末状涂料。粉末涂料具有无溶剂、轻污染、可回收、环保、节省能源及资源、减轻劳动强度等优点而被广泛应用。现有技术中通过表面镀一层金属膜，来改变其抗紫外线性能以及提高产品表面的光反射，但这种方式制得的材料手感欠佳，外观单一，并且由于金属涂层的不耐腐蚀、易失去反光特性、易导热的缺点，所以在使用范围上受到限制，难以大量推广。现有技术也有将粉末涂料应用在灯罩或者一些需要反光的表面，光线强烈，刺眼，让人没法直视，没法得到柔和的视觉效果，影响人们生活及工作环境。或者反光效率很低，需要光源更高的功率，耗能高，长时间使用后涂膜老化、黄变，进一步降低反光效率，不符合节能减排的趋势。

另外，根据当前的技术状况，高反射粉末涂料也可以称为效果粉末涂料，粉末涂料中的成分的相互作用会影响制备的粉末涂料最终的综合性能，而现有技术中制备粉末涂料过程中，直接将各原料添加，然后熔融挤出，原料的混合均匀度仍有待改进，应用于照明以及反光领域的粉末涂料仍不能不满市场的需求。

如专利号为cn102826810b的专利公开了一种反射隔热粉末涂料及其制备方法；又如专利号为cn102719178a的专利公开了一种粉末涂料组合物；再如公开号为wo2012110451a1的专利公开了一种涂料组合物，上述专利虽然都提供了粉末涂料，但是其涂层反射光效果仍有待考究。

在粉末涂料制备领域，其实际应用中的亟待处理的实际问题还有很多未提出具体的解决方案。

技术实现要素：

本发明提出了一种高反射率粉末涂料及其制备方法以解决所述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂55-63％、haa0-4.2％、tgic0-4.5％、荧光增白剂2-5％、钛白粉22-32％、反射颜料2-5％、反射助剂2-5％、常规助剂3-5％、沉淀硫酸钡0-5％、消光剂2-3％、抗黄变剂1-2.5％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.2-1％、光扩散剂0.5-2％。

可选地，所述荧光增白剂为4，4'-二(苯口恶唑-2-基)反二苯代乙烯。

可选地，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

可选地，所述反射颜料为二氧化钛包裹云母。

可选地，所述反射助剂为含有硅原子的有机聚合物。

可选地，所述消光剂为甲基丙烯酸甲酯类丙烯酸树脂与溴化季铵盐催化剂复合而成的一类物质。

可选地，所述抗黄变剂为仲芳胺类物质和/或受阻酚类物质。

可选地，所述光扩散剂为有机硅光扩散剂，且所述有机硅光扩散剂为规整球形颗粒，平均中位粒径为1-5μm。

另外，本发明还提供一种高反射率粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照所述组分a以及所述组分b的成分进行配料，并按照质量百分比进行配料，备用；

2)将按照质量百分比配料的组分a中的聚酯树脂、haa、tgic、荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、常规助剂、沉淀硫酸钡、消光剂、抗黄变剂依次加入具有旋转体的混合容器中进行搅拌混合，后再送入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎后得到组分a；

3)将按照质量百分比配料的组分b中所述消光剂、所述光扩散剂混合均匀，得到组分b；

4)通过磨粉机的进料口a添加组分a进行磨粉，磨粉后的组分a进入磨粉机的旋转筛，且磨粉机的旋转筛处设置进料口b，所述组分b以一定的加料速度从进料口b进入所述旋转筛，使得组分a以及组分b在旋转筛的振动作用下同时过筛，得到高反射率粉末涂料。

可选地，所述组分b的加料速度为5-10g/min。

与现有技术相比，本发明所取得的有益技术效果是：

1、本发明制备的粉末涂料采用耐候型的聚酯树脂为基料，并复配适量的荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、消光剂、抗黄变剂，经过旋转体的混合容器进行混合均匀，降低密度大的原料堆积，解决产生不良的界面反应问题，相反，获得混合高度均匀的组分a，后再进行熔融挤出，使得成分之间具有较佳的相容性，得到整体品质高的组分a，且聚酯树脂复配荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、消光剂、抗黄变剂，复配后成之间的协同作用，能获得高反射率，白度佳且反射光柔和的粉末涂料，进而提高了用户的舒适度与用户体验度。

2、本发明制备粉末涂料外加消光剂以及光扩散剂，起到了显著的协同增效作用，能有效增加粉末涂料整体的低光、高反射率的性能，且添加工艺简单，无需增加生产能耗，可操作性强。

3、本发明粉末涂料整体配方简单，整体生产工艺简单，整体生产能耗低，整体生产过程环保，且制备的粉末涂料形成涂层光泽稳定，具有显著反光柔和、耐光性以及耐热性，能广泛应用于照明领域以及反光产品领域。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。

图1是本发明实施例之一中一种高反射率粉末涂料及其制备方法的混合容器示意图；

图2是本发明实施例之一中一种高反射率粉末涂料及其制备方法的混合容器结构示意图；

图3是本发明实施例之一中一种高反射率粉末涂料及其制备方法的混合容器结构示意图；

图4是本发明对比例之一中一种高反射率粉末涂料及其制备方法的组分a的混合情况示意图；

图5是本发明实施例之一中一种高反射率粉末涂料及其制备方法的组分a的混合情况示意图。

附图标记：

1-搅拌容器主体；11-内壁；2-投料口；3-搅拌叶片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明为一种高反射率粉末涂料及其制备方法，根据图1-5所示讲述以下实施例：

实施例1：

一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂55-63％、haa0-4.2％、tgic0-4.5％、荧光增白剂2-5％、钛白粉22-32％、反射颜料2-5％、反射助剂2-5％、常规助剂3-5％、沉淀硫酸钡0-5％、消光剂2-3％、抗黄变剂1-2.5％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.2-1％、光扩散剂0.5-2％。

所述荧光增白剂为4，4'-二(苯口恶唑-2-基)反二苯代乙烯。且在本实施例中荧光增白剂激发入射光线产生荧光，使涂膜获得类似萤石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的涂膜具有一定的白度，即增加了人眼感觉到的光的强度。且荧光增白剂作用原理是吸收光线中不可见的紫外光，并发出可见的蓝光，与涂膜发出的黄光进行叠加后，互补形成白光，使涂膜发出的白光增加，肉眼可感觉到白色涂膜明显变得亮白，达到亮白效果。

所述钛白粉为金红石型钛白粉。在本实施例中添加金红石型钛白粉能促进粉末涂料长期稳定的白度，提高粉末涂料的耐光性和耐热性，保证涂料的在长期的光照下能保持原有的白度、高反射率、不黄变。

所述反射颜料为二氧化钛包裹云母。在本实施例中，所述反射颜料能增强粉末涂料的反射值以及光通量，而且所述反射颜料的添加量与所述钛白粉合适的配比，能有效消除钛白粉在制备粉末涂料中的黄相，而且不影响粉末涂料的白度。

所述反射助剂为含有硅原子的有机聚合物。在本实施例中所述反射助剂起到辅助作用，与其它成分构成本发明整体的配方体系，达到高反射率的效果。

所述消光剂为甲基丙烯酸甲酯类丙烯酸树脂与溴化季铵盐催化剂复合而成的一类物质。消光剂的添加能增加涂膜表面微观的粗糙度，从而降低涂膜的光泽，能促进光的反射变得更加柔和，让人感到舒适。

所述抗黄变剂为仲芳胺类物质和/或受阻酚类物质，且所述仲芳胺类物质包括二苯胺或对苯二胺，所述受阻酚类物质包括双硫醚或四季戊四醇酯。此处的抗黄变剂能有效抑制或延缓聚合物氧化降解的物质，在高温下有效降低涂膜黄变趋势，并且具体显著的抗氧化效果。

所述外加消光剂为丙烯酸乙酯类丙烯酸树脂与三苯基膦催化剂复合而成的一类物质。通过特殊的外加工艺，并控制在本发明的添加量内，能起到与消光剂协同增效的作用，使得涂膜表面微观具有一定的粗糙度并降低光泽。

所述光扩散剂为有机硅光扩散剂，且所述有机硅光扩散剂为规整球形颗粒，平均中位粒径为1-5μm。在本实施例中主要为具有核壳结构的有机硅丙烯酸酯类聚合物，其能通过与不同基材的折射率的差异，光源穿透式的进行折射，改变光的行进路线，达到均匀而透光的目的，增加涂膜光的散射和透射，遮住发光源以及刺眼光源的同时，又能使整个涂膜发出更加柔和，美观，高雅的光，达到透光不透明的舒适效果。同时耐高温。通过本发明制备工艺添加具有更显著的效果。

另外，本发明还提供一种高反射率粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照所述组分a以及所述组分b的成分进行配料，并按照质量百分比进行配料，备用；

2)将按照质量百分比配料的组分a中的聚酯树脂、haa、tgic、荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、常规助剂、沉淀硫酸钡、消光剂、抗黄变剂依次加入具有旋转体的混合容器中进行搅拌混合，后再送入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎后得到组分a；

所述具有旋转体的混合容器包括搅拌容器主体、投料口、转动轴、搅拌叶片，且所述投料口设置在所述搅拌容器主体的一侧，所述转动轴设置为相对水平面倾斜，所述搅拌叶片一端与所述搅拌容器主体的内壁固定连接，所述搅拌叶片的另一端朝远离所述内壁的方向伸出，所述搅拌叶片与所述内壁形成提升腔体，所述提升腔体能够随着所述搅拌容器主体同步转动，以持续的在低处获取部分料体，并将该部分料体提升至高出，以及在高处倾倒该提升腔体内的料体；

且所述搅拌叶片相对所述转动轴心倾斜，且倾斜方向满足：当所述提升腔体运动至最高处时，该提升腔体内的料体能够远离所述搅拌容器主体的投料口的方向倾倒；

且混合容器的转速为2000-5000r/min，且组分a的混合时间为10-20min；

且在本实施例中，所述挤出机为双螺杆挤出机，并以150-220r/min的转速，以及90-100℃的温度下对组分a进行熔融混合，将挤出物冷却破碎成小片料；

3)将按照质量百分比配料的组分b中所述消光剂、所述光扩散剂混合均匀，得到组分b；

4)通过磨粉机的进料口a添加组分a进行磨粉，磨粉后的组分a进入磨粉机的旋转筛，且磨粉机的旋转筛处设置进料口b，所述组分b以一定的加料速度从进料口b进入所述旋转筛，使得组分a以及组分b在旋转筛的振动作用下同时过筛，得到高反射率粉末涂料；所述组分b的加料速度为5-10g/min。

实施例2：

本实施例应当理解为至少包含前述一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步说明。在本实施例中，提供一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂55％、haa1.84％、tgic2.3％、荧光增白剂4％、钛白粉24.16％、反射颜料2％、反射助剂2％、常规助剂3％、沉淀硫酸钡2％、消光剂2％、抗黄变剂1％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.2％、光扩散剂0.5％。

在优选的实施例中，所述荧光增白剂为4，4'-二(苯口恶唑-2-基)反二苯代乙烯；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述反射颜料为二氧化钛包裹云母；所述反射助剂为含有硅原子的有机聚合物；所述消光剂为甲基丙烯酸甲酯类丙烯酸树脂与溴化季铵盐催化剂复合而成的一类物质。所述抗黄变剂为仲芳胺类物质和/或受阻酚类物质，且所述仲芳胺类物质包括二苯胺，所述受阻酚类物质包括双硫醚；所述外加消光剂为丙烯酸乙酯类丙烯酸树脂与三苯基膦催化剂复合而成的一类物质；所述光扩散剂为有机硅光扩散剂，且所述有机硅光扩散剂为规整球形颗粒，平均中位粒径为1-5μm。

在优选的实施例中，本发明还提供一种高反射率粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照所述组分a以及所述组分b的成分进行配料，并按照质量百分比进行配料，备用；

2)将按照质量百分比配料的组分a中的聚酯树脂、haa、tgic、荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、常规助剂、沉淀硫酸钡、消光剂、抗黄变剂依次加入具有旋转体的混合容器中进行搅拌混合，后再送入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎后得到组分a；

所述具有旋转体的混合容器包括搅拌容器主体、投料口、转动轴、搅拌叶片，且所述投料口设置在所述搅拌容器主体的一侧，所述转动轴设置为相对水平面倾斜，所述搅拌叶片一端与所述搅拌容器主体的内壁固定连接，所述搅拌叶片的另一端朝远离所述内壁的方向伸出，所述搅拌叶片与所述内壁形成提升腔体，所述提升腔体能够随着所述搅拌容器主体同步转动，以持续的在低处获取部分料体，并将该部分料体提升至高出，以及在高处倾倒该提升腔体内的料体；

且所述搅拌叶片相对所述转动轴心倾斜，且倾斜方向满足：当所述提升腔体运动至最高处时，该提升腔体内的料体能够远离所述搅拌容器主体的投料口的方向倾倒；

且混合容器的转速为2000r/min，且组分a的混合时间为20min；

且在本实施例中，所述挤出机为双螺杆挤出机，并以220r/min的转速，以及100℃的温度下对组分a进行熔融混合，将挤出物冷却破碎成小片料；

3)将按照质量百分比配料的组分b中所述消光剂、所述光扩散剂混合均匀，得到组分b；

4)通过磨粉机的进料口a添加组分a进行磨粉，磨粉后的组分a进入磨粉机的旋转筛，且磨粉机的旋转筛处设置进料口b，所述组分b以一定的加料速度从进料口b进入所述旋转筛，使得组分a以及组分b在旋转筛的振动作用下同时过筛，得到高反射率粉末涂料；所述组分b的加料速度为5g/min。

实施例3：

本实施例应当理解为至少包含前述一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步说明。在本实施例中，提供一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂56％、haa2.21％、tgic2.0％、荧光增白剂2％、钛白粉22％、反射颜料2％、反射助剂2％、常规助剂3％、沉淀硫酸钡4.09％、消光剂2％、抗黄变剂1％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.7％、光扩散剂1.0％。

在优选的实施例中，所述荧光增白剂为4，4'-二(苯口恶唑-2-基)反二苯代乙烯；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述反射颜料为二氧化钛包裹云母；所述反射助剂为含有硅原子的有机聚合物；所述消光剂为甲基丙烯酸甲酯类丙烯酸树脂与溴化季铵盐催化剂复合而成的一类物质。所述抗黄变剂为仲芳胺类物质和/或受阻酚类物质，且所述仲芳胺类物质包括二苯胺，所述受阻酚类物质包括双硫醚；所述外加消光剂为丙烯酸乙酯类丙烯酸树脂与三苯基膦催化剂复合而成的一类物质；所述光扩散剂为有机硅光扩散剂，且所述有机硅光扩散剂为规整球形颗粒，平均中位粒径为1-5μm。

在优选的实施例中，本发明还提供一种高反射率粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照所述组分a以及所述组分b的成分进行配料，并按照质量百分比进行配料，备用；

2)将按照质量百分比配料的组分a中的聚酯树脂、haa、tgic、荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、常规助剂、沉淀硫酸钡、消光剂、抗黄变剂依次加入具有旋转体的混合容器中进行搅拌混合，后再送入挤出机，经熔融挤出，压片，冷却，破碎后得到组分a；

所述具有旋转体的混合容器包括搅拌容器主体、投料口、转动轴、搅拌叶片，且所述投料口设置在所述搅拌容器主体的一侧，所述转动轴设置为相对水平面倾斜，所述搅拌叶片一端与所述搅拌容器主体的内壁固定连接，所述搅拌叶片的另一端朝远离所述内壁的方向伸出，所述搅拌叶片与所述内壁形成提升腔体，所述提升腔体能够随着所述搅拌容器主体同步转动，以持续的在低处获取部分料体，并将该部分料体提升至高出，以及在高处倾倒该提升腔体内的料体；

且所述搅拌叶片相对所述转动轴心倾斜，且倾斜方向满足：当所述提升腔体运动至最高处时，该提升腔体内的料体能够远离所述搅拌容器主体的投料口的方向倾倒；

且混合容器的转速为5000r/min，且组分a的混合时间为20min；

且所述搅拌容器主体的倾斜角度为45°-60°，优选为50°，所述转动轴设置在所述搅拌容器主体上，其安装实现所述搅拌容器主体的倾斜角度即可，在此不再做详细的赘述。本实施例中的设置的搅拌装置目的是为了增加组分a在混合的时候具有更加均匀的混合度，对下一步进入熔融挤出步骤有积极影响，使得熔融挤出时，组分a具有更加均匀的基体组织，无颗粒团聚的现象，且各成分之间结合紧密，材料的结合度高，获得更优质的组分a。

且在本实施例中，所述挤出机为双螺杆挤出机，并以220r/min的转速，以及100℃的温度下对组分a进行熔融混合，将挤出物冷却破碎成小片料；

3)将按照质量百分比配料的组分b中所述消光剂、所述光扩散剂混合均匀，得到组分b；

4)通过磨粉机的进料口a添加组分a进行磨粉，磨粉后的组分a进入磨粉机的旋转筛，且磨粉机的旋转筛处设置进料口b，所述组分b以一定的加料速度从进料口b进入所述旋转筛，使得组分a以及组分b在旋转筛的振动作用下同时过筛，得到高反射率粉末涂料；所述组分b的加料速度为10g/min。

实施例4：

本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步说明。在本实施例中，提供一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂58％、haa2.17％、tgic2.2％、荧光增白剂3％、钛白粉22％、反射颜料2％、反射助剂2％、常规助剂3％、沉淀硫酸钡1％、消光剂2％、抗黄变剂1.43％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.4％、光扩散剂0.8％。本实施例高反射率粉末涂料的制备方法如上述实施例1所述。

实施例5：

本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步说明。在本实施例中，提供一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂58％、haa1.07％、tgic3.3％、荧光增白剂4％、钛白粉22.13％、反射颜料2％、反射助剂2％、常规助剂3％、沉淀硫酸钡0.8％、消光剂2％、抗黄变剂1％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.2％、光扩散剂0.5％。本实施例高反射率粉末涂料的制备方法如上述实施例1所述。

实施例6：

本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步说明。在本实施例中，提供一种高反射率粉末涂料，所述高反射率粉末涂料包括组分a以及组分b，且所述组分a包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂59％、haa2.24％、tgic2.2％、荧光增白剂3％、钛白粉22％、反射颜料2％、反射助剂2％、常规助剂3％、沉淀硫酸钡0.86％、消光剂2％、抗黄变剂1％，所述组分b包括以下质量百分比的成分：外加消光剂0.2％、光扩散剂0.5％。本实施例高反射率粉末涂料的制备方法如上述实施例1所述。

对比例1：

与实施例3的区别仅在于未添加荧光增白剂。

对比例2：

与实施例3的区别仅在与未添加b组分，即未外加消光剂、未外加有机硅光扩散剂。

对比例3：

与实施例3的区别仅在于组分a未经过本申请中混合容器的混合，直接进入熔融挤出步骤。

对比例4：

与实施例3的区别仅在于，制备的粉末涂料包括以下质量百分比的成分：聚酯树脂50％、haa2.77％、tgic1％、荧光增白剂7％、钛白粉19.23％、反射颜料1％、反射助剂1％、常规助剂3％、沉淀硫酸钡1％、消光剂4％、抗黄变剂5％、光扩散剂5％。

且在本对比例中，粉末涂料的制备方法为：

将质量百分比的聚酯树脂、haa、tgic、荧光增白剂、钛白粉、反射颜料、反射助剂、常规助剂、沉淀硫酸钡、消光剂、抗黄变剂、光扩散剂依次加入常规混合机进行混合后置入挤出机中熔融挤出并压片，研磨成粉末。

将实施例2-6制备的高反射粉末涂料，以及对比例1-4制备的粉末涂料进行相关指标测试，并将市售的随机一款宣传有高反射率的粉末涂料作为空白对照组，测试结果如下表1所示。

表1

需要说明的是，本申请测试中，耐光性采用氙灯1000小时测试后得到的结果，耐热性在条件为350℃、24小时测试得到的结果。并由表1中的数据分析可知：由对比例1与实施例3对比可知：本申请中的配方成分作为一个整体，最终得到的粉末涂料是在成分的总体作用下的结果，其中任意一种成分的缺少都会对本申请中粉末涂料的性能有影响；由对比例2与实施例3相比可知本申请的外加消光剂、外加有机硅扩散剂对粉末涂料的制备起到协同作用，有效保证粉末涂料的耐光性以及耐热性；由对比例3与实施例3比较可知，原料的混合程度也会对粉末涂料的性能产生影响，因此，本申请中的混合容器对粉末涂料的制备起到了积极的作用；由对比例4与实施例3比较可知，粉末涂料的成分配比也会影响制备粉末涂料的性能，因此，本申请是在原料与原料配比以及制备工艺的综合作用下制备得到的具有高反射率的粉末涂料，且与市售随机抽取的粉末涂料进行比较，得到本发明的粉末涂料的涂层反射值、光通量、耐光性以及耐热性都比市售随机抽取的粉末涂料的涂层反射值、光通量、耐光性以及耐热性佳。

综合上，本发明的粉末涂料在成分的复配作用下，能获得高反射率，白度佳且反射光柔和的粉末涂料，进而提高了用户的舒适度与用户体验度；粉末涂料整体配方简单，整体生产工艺简单，整体生产能耗低，整体生产过程环保，且制备的粉末涂料形成涂层光泽稳定，具有显著反光柔和、耐光性以及耐热性，能广泛应用于照明领域以及反光产品领域。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。