一种涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涂料领域，特别属于低温固化的粉末涂料的领域。
【背景技术】
[0002]粉末涂料是一种组分中不含有溶剂的涂料类型，其在使用中基本不产生挥发性的有机化合物(V0C)，对环境的污染极小，是一种节能环保的涂料。粉末涂料一般包括热塑性粉末涂料与热固性粉末涂料，涂料中作为成膜物质的树脂若为热塑性的树脂则其为热塑性粉末涂料，若树脂为热固性的树脂则其为热固性粉末涂料，热固性的粉末涂料中的树脂一旦固化后，涂料在高温下不会出现熔融，在不同的溶剂环境下也不会出现溶解，因此相对于热塑性的粉末涂料具有更好的物理、化学性质，基于此，热固性粉末涂料迅速占领了粉末涂料中的主要位置。
[0003]常见的热固性粉末涂料按照其中树脂的类型而言，主要包括环氧类粉末涂料、聚酯类粉末涂料、丙烯酸类粉末涂料、环氧/聚酯混合型粉末涂料、辐射固化型粉末涂料以及其它类型的粉末涂料，除了树脂外，热固性粉末涂料中一般还含有固化剂、颜料、和/或助剂、和/或填料等，热固性粉末涂料的涂装方式包括热涂装与冷涂装，特别以冷涂装方式中的静电喷涂法为主。
[0004]热固性粉末涂料虽然具有节能，环保，涂膜的耐热性、耐溶剂性较好等优点，但相对于溶剂型涂料而言，其需要的固化温度较高(180°C?200°C )，不利于在不同材料上的广泛应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种能够在较低温度下固化，同时机械性能良好，涂装后表面平整的改性的聚酯类粉末涂料。本发明借由以下技术方案来实现上述目的:
一种涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料，包括成膜物质、填料与助剂，所述成膜物质包括主体树脂与固化树脂，所述主体树脂由以下作为主体树脂的原料的树脂合成:
对苯二甲酸酐、戊二醇、二甘醇、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲醚、对苯二酚、对苯二甲酰氯(TPC)；
所述固化树脂为苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中一种或两种与乙醇胺的混合物；
所述填料为碳酸钙；
所述助剂为硼酸酯偶联剂与流平剂；
所述碳酸钙加入的质量为所述成膜物质的质量的5%?15% ；
所述硼酸酯偶联剂的用量为所述成膜物质的质量的0.5%?2% ；
所述流平剂的用量为所述粉末涂料总质量的0.5%?1.5%。
[0006]其优选的实施方式为:主体树脂的原料中戊二醇、二甘醇的物质的量的比为1:2 ?2:1。
[0007]其另一优选的实施方式为:主体树脂的原料中对苯二甲酸酐与顺丁烯二酸酐的物质的量的比为1:1?2:1。
[0008]其另一优选的实施方式为:主体树脂的原料中邻苯二甲醚、对苯二酚的物质的量的比为2?3:4?5。
[0009]其另一优选的实施方式为:主体树脂的原料中戊二醇、二甘醇的总物质的量与对苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐的总物质的量的比为2:5?2:7。
[0010]其另一优选的实施方式为:主体树脂的原料中对苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐的总物质的量的与TPC的物质的量的比为10:1?15:1。
[0011]其另一优选的实施方式为:主体树脂的原料中对苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐的总物质的量与邻苯二甲醚、对苯二酚的总物质的量的比为3:1?4:1。
[0012]其另一优选的实施方式为:所述固化树脂中苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中的一种或两种的物质的量与乙醇胺的物质的量的比为7:1?9:1。
[0013]其另一优选的实施方式为:所述固化树脂的质量为主体树脂质量的30%?50%。
[0014]其另一优选的实施方式为:所述填料碳酸钙为轻质碳酸钙，其平均粒径为2?3 μ m0
[0015]该涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料还可以进一步加入光催化剂，所述光催化剂为安息香双甲醚(DMPA)或2-羟基-2-甲基苯基丙酮(HMPP)，当光催化剂为DMPA时，其用量为成膜物质的质量的1%?5%，当光催化剂为HMPP时，其用量为成膜物质的量的5%?10%。
[0016]该涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料的光催化剂还可以为纳米的半导体材料，如纳米二氧化钛，其用量为成膜物质的10%?15%。
[0017]该涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料的助剂还可以包括三氟化硼乙醚络合物、氯化亚锡、辛酸亚锡中的一种或多种，其用量为成膜物质总质量的1%?2%。
[0018]所述涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料的成膜物质中的主体树脂的合成方法包括以下步骤:
1)将对苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、TPC加入四口烧瓶中，于氮气氛围下加热到150?190°C，并恒温回流搅拌20?40min ；
2)向完成步骤I)的四口烧瓶内加入戊二醇、二甘醇，于氮气氛围下升温至190?210°C，并恒温回流搅拌I?2h，其后对四口烧瓶进行抽真空，维持烧瓶内温度为190?210°C，继续恒温回流搅拌3?4h ;
3)向完成步骤2)的四口烧瓶内加入邻苯二甲醚与对苯二酚，于氮气氛围下降温至170?180°C，并恒温回流搅拌20?40min。
[0019]所述涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料的成膜物质的合成方法包括以下步骤:
1)将对苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、TPC加入四口烧瓶中，于氮气氛围下加热到150?190°C，并恒温回流搅拌20?40min ；
2)向完成步骤I)的四口烧瓶内加入戊二醇、二甘醇，于氮气氛围下升温至190?210°C，并恒温回流搅拌I?2h，其后对四口烧瓶进行抽真空，维持烧瓶内温度为190?210°C，继续恒温回流搅拌3?4h ;
3)向完成步骤2)的四口烧瓶内加入邻苯二甲醚与对苯二酚，于氮气氛围下降温至170?180°C，并恒温回流搅拌20?40min ；
4)将完成步骤3)的四口烧瓶停止加热，至温度下降至140°C以下后，于氮气氛围下向其中加入所述固化树脂。
[0020]完成成膜物质的制备后，即进一步地，在70?90°C下依次将偶联剂、碳酸钙、流平剂加入其中，搅拌均匀后冷却至常温或进一步的冷冻、粉碎可得到所述涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料。
[0021]除上述组分外，若希望涂料还带有颜色，还可以在涂料中加入颜填料。
[0022]本发明具有以下有益效果:
1)本发明的涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料的主体树脂通过选择适当的原料，使得其合成的主体树脂能够一方面因规整性较好而得到较高的玻璃化温度，避免进一步得到的涂料在低温下粘化，另一方面能够通过主体树脂与固化树脂间较低的交联温度，使得其能够得到在较低温度下固化使用的粉末涂料；
2)本发明的涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料中加入了填料，有利于提高涂装后得到的涂膜的力学性能；
3)本发明的涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料中加入了流平剂，可使涂装后形成的涂膜表面平整；
4)本发明的含碳酸钙的粉末涂料的制备方法简单易行，制备方便；
5)本发明的含碳酸钙的粉末涂料在使用过程中不会产生挥发性的溶剂，绿色环保。
【具体实施方式】
[0023]I)将对苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、TPC加入四口烧瓶中，于氮气氛围下加热到150?190°C，并恒温回流搅拌20?40min ；
2)向完成步骤I)的四口烧瓶内加入戊二醇、二甘醇，于氮气氛围下升温至190?210°C，并恒温回流搅拌I?2h，其后对四口烧瓶进行抽真空，维持烧瓶内温度为190?210°C，继续恒温回流搅拌3?4h ;
3)向完成步骤2)的四口烧瓶内加入邻苯二甲醚与对苯二酚，于氮气氛围下降温至170?180°C，并恒温回流搅拌20?40min，即得到主体树脂；
4)将完成步骤3)的四口烧瓶停止加热，至温度下降至140°C以下后，于氮气氛围下向其中加入所述固化树脂，搅拌均匀后即得到成膜物质。
[0024]完成成膜物质的制备后，进一步地在70?90°C下依次将偶联剂、碳酸钙、流平剂加入其中，流平剂可选择粉末涂料常用的流平剂，如聚甲基丙烯酸甲酯，加入完成后搅拌均匀，冷却至常温或进一步的冷冻、粉碎可得到涂膜平整的含碳酸钙的粉末涂料。
[0025]上述过程中使用的原料在本发明中为购买的分析纯用品，在实际应用时，可以购买纯度较高的工业用品，也可以自行制备杂质含量少的各种原料。在反应过程中四口烧瓶需连上氮气输送装置、测温装置、搅拌装置与回流冷凝装置，反应过程中严格控制体系的密封程度，因原料中的一些成分在反应不完全时容易被氧化。制备得到的低温固化的粉末涂料其玻璃化温度为30?50°C，酸值为30?40mgK0H/g，在使用时若添加有光催化剂，可直接在紫外光下进行固化，未添加光催化剂可选择在100?120°C下固化10?20min。
[0026]下面结合实施例对本发明进行进一步的说明:
实施例一
将225g对苯二甲酸酐、150g顺丁烯二酸酐、61gTPC加入四口烧瓶中，于氮气氛围下加热到180°C，并在恒温下回流搅拌20min ;其后向四口烧瓶内加入32g戊二醇、64g 二甘醇，于氮气氛围下升温至190°C，并恒温回流搅拌lh，其后对四口烧瓶进行抽真空，继续在190°C下恒温