一种低温固化型环氧基丙烯酸透明粉末涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粉末涂料技术领域，尤其是涉及一种低温固化型环氧基丙烯酸透 明粉末涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着技术不断进步，在汽车铝轮毂的涂装中出现了一种新的喷涂工艺，该工艺是 由底粉和透明粉两层组成，其中底粉主要是具有优异流平性能的纯聚酯粉末涂料，透明粉 是丙烯酸透明粉末涂料。
[0003] 目前，低温固化的铝轮毂的底粉已经在市面上大量使用，但是与之配套的低温固 化的罩光透明粉没有相关产品。
[0004] 一般常规罩光粉末涂料的固化温度在175-200 °C，烘烤温度较高，在实际应用当中 能耗较高，另外，汽车铝轮毂要求有足够的韧性以保证抗冲击能力，固化温度过高也会让 铸造铝轮毂的韧性下降，而降低粉末涂料固化温度可以增加铝轮毂的韧性，降低企业的生 产能耗，达到节能环保的目的。
[0005] 但是相对于180°C常规温度固化，因该固化温度较低，固化的涂层因为固化相对不 够完全而丧失了较好的耐候性能和抗铜加速的乙酸盐雾（CASS)性能。
[0006] 本发明旨在解决以下问题：1、降低罩光粉末涂料的固化温度至150-160°c，降低 企业能耗；2、通过超细透明二氧化钛改性丙烯酸树脂结合常规抗氧剂增加涂层耐候的性能 增加涂层耐候的性能；3、保证罩光涂层在低温固化下具有较高的致密度，从而使涂层具有 良好的抗铜加速的乙酸盐雾（CASS)腐蚀性能。
[0007] 美国A·T·戴利和S·莫利特一利姆伯格发表的专利"环氧官能丙烯酸类粉末和 由其制得的粉末涂层"，专利【申请号】200810108733. 1，该专利虽然也采用环氧官能丙烯酸 树脂，但是该专利中没有给出所采用的丙烯酸树脂的具体环氧当量，并且是在较高温度下 固化（170-180°C)，属于高温固化，并非低温固化（150-160°C)，没有介绍在低温固化下耐 候性和耐腐蚀性能的解决，另外该专利中采用丙烯酸酯共聚物流动改性剂作为流平剂，该 流平剂为常规非透明粉采用的流平剂，透明度较差。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的之一在于提供一种低温固化型环氧基丙烯酸透明粉末涂料，该粉末 涂料可以在150~160°C固化，并且保证涂层具有较高的致密度，具有良好的耐候性能和抗 铜加速的乙酸盐雾腐蚀性能。
[0009] 本发明的目的之二提供上述低温固化型环氧基丙烯酸透明粉末涂料的制备方法。
[0010] 本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种低温固化型环氧基丙 烯酸透明粉末涂料，主要由高环氧当量丙烯酸树脂、低环氧当量丙烯酸树脂、十二烷二酸、 紫外线吸收剂、光稳定剂、流平剂和其它助剂组成，所述高环氧当量丙烯酸树脂环氧当量为 500_700g/eq，所述的低环氧当量丙稀酸树脂环氧当量为280~350g/eq。
[0011] 进一步地，本发明所述的低温固化型环氧基丙烯酸透明粉末涂料由以下重量份的 各组分制备而成：
[0012]
[0013] 所述高环氧当量丙烯酸树脂采用超细二氧化钛改性的高环氧当量丙烯酸树脂，超 细二氧化钛改性高环氧当量丙烯酸树脂具有极佳的紫外线吸收作用，可大大提高涂层的耐 候性，超细二氧化钛改性的高环氧当量丙烯酸树脂是通过如下制备方法制得：将100份高 环氧当量的丙烯酸树脂加入反应釜加热至140-160°C完全熔融，加入0. 1~5份的改性超细 二氧化钛，搅拌10~20min，待两者充分偶联后，出料冷却，得到超细二氧化钛改性丙烯酸 树脂。
[0014] 所述改性超细二氧化钛为经过硅烷偶联剂改性的超细金红石型二氧化钛，粒度为 1 ~lOOOnm，优选 50 ~300nm。
[0015] 所述改性超细二氧化钛的制备方法如下：称取1份超细粒度为1~lOOOnm的二 氧化钛，加入20份的异丙醇，在采用超声仪常温下超声20-30min，得到均匀悬浮液，再加入 0. 02-0. 06份的硅烷偶联剂，超声3-5min，然后再60-90°C下恒温搅拌3~5min，然后离心 分离，得到硅烷偶联剂改性的超细二氧化钛。
[0016] 本发明所述的低环氧当量丙烯酸树脂为低环氧当量GMA型丙烯酸树脂，其由以下 重量份的原料单体在引发剂的作用下熔融聚合而成：
[0017]
[0018] 上述原料单体总和与引发剂重量比为100:1~5。
[0019] 所述引发剂优选为过氧化二苯甲酰（ΒΡ0)。
[0020] 本发明所述的低环氧当量GMA型丙烯酸树脂的制备方法如下：按重量比将总和为 100份的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯和GMA原料单体和1-5份引发剂混合 均匀，加入液滴漏斗中，在装有搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的三口烧瓶中加入300份甲 苯溶剂，开始搅拌，升温至120°C，待温度恒定后，匀速滴入溶有引发剂的原料单体，3h后 聚合反应结束，待反应液冷却至室温，将合成装置换成减压蒸馏装置，进行减压蒸馏至甲 苯溶剂完全除去，即可制得低环氧当量GMA型丙烯酸树脂，所得的低环氧当量GMA型丙烯 酸树脂环氧当量280~350g/eq，玻璃化转变温度Tg:45~50°C，分子量1000~3000。
[0021] 本发明所述流平剂采用氨基改性低聚酯流平剂，该流平剂具有高透明度。
[0022] 所述光稳定剂为受阻胺。
[0023] 所述其它助剂为市售涂料常规助剂，优选苯偶姻（别名安息香）。
[0024] 本发明的第二个发明目的是通过以下技术方案来实现的：一种低温固化型环氧基 丙烯酸透明粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0025] (1)按配比称取高环氧当量丙烯酸树脂、低环氧当量丙烯酸树脂、十二烷二酸、流 平剂、紫外线吸收剂、光稳定剂及其它助剂，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合预混物 料；
[0026] (2)设置挤出机挤出温度，将混合预混物料送入双螺杆挤出机中挤出；
[0027] (3)挤出后的物料经压片机压片、冷却、粉碎、筛分后包装即可。
[0028] 所述步骤（1)中各组分混合并破碎的时间为5~20分钟，优选的时间是5~15 分钟，最佳的时间是5~10分钟。
[0029] 所述挤出机选用履带式双螺杆挤出机，所述挤出温度包括一区挤出温度和二区挤 出温度，一区挤出温度为80~100°C，二区挤出温度为80~120°C。
[0030] 所述步骤（3)中的挤出物经粉碎机粉碎并筛分后的粉体粒径为1~100μπι，优选 1~80μm，更优选10~60μm，粉体粒径是指粉体的等效粒径D5。。
[0031] 本发明制备所得的粉末涂料的涂装方法是：用高压静电喷枪，涂装于表面经过处 理的金属基材上，厚度一般为60~150μm，固化温度150-160°C，固化时间为15~25分钟， 采用固化炉进行固化。
[0032] 本发明所述金属基材为铝及其合金的铸造件，如铝轮或汽车内部装潢件，并且最 好是经过预处理清洁过的基材，例如用磷酸锌或磷酸铁进行过预处理。
[0033] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0034] (1)本发明通过采用高环氧当量丙烯酸树脂、低环氧当量丙烯酸树脂和十二烷二 酸反应，降低了粉末涂料的初始反应温度，实现了 150~160°C低温固化。
[0035] (2)丙烯酸粉末涂料在150-160°C固化时耐候性能较差，通过采用超细二氧化钛 改性丙烯酸树脂结合常规抗氧剂获得极佳的紫外线吸收作用，大大提高涂层的耐候性能， 并解决了为了提升耐候性添加较多传统紫外线吸收剂时造成的黄变问题。
[0036] (3)本发明采用280~350g/eq低环氧当量GMA型树脂，相对于高环氧当量的GMA 型丙烯酸树脂，增加了涂层的致密度，提高了涂层的因固化温度较低损失的耐腐蚀性能，使 涂层具有良好的抗铜加速的乙酸盐雾（CASS)腐蚀性能。
【具体实施方式】
[0037] 除非另外说明，所有的工艺和所有的实施例都在标准温度和气压下进行。
[0038] 本文所列的范围都包括端值且可以相互组合。
[0039] 在本文中，术语"粉末涂料"表示粉末涂料组合物，术语"粉末涂层"表示由粉末涂 料组合物形成的涂层。
[0040] 下面列举一些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 的一些非本质的调整和修改仍属于本发明的保护范围。
[0041] 以下实施例中各组分选用各种公司生产的不同产品和不同型号：
[0042] 超细二氧化钛改性的高环氧当量丙烯酸树脂：所采用的丙烯酸树脂为SZ002,广 州市玥绎化工有限公司。
[0043] 低环氧当量GMA型丙烯酸树脂：广州擎天树脂
[0044] 氨基改性低聚酯流平剂：TR0Y，570CFL
[0045] 紫外线吸收剂：Tinuvin327,汽巴精细化学公司
[0046] 受阻胺：Tinuvin783,汽巴精细化学公司
[0047] 苯偶姻：市售常规
[0048] 超细金红石型二氧化钛：粒度1~lOOOnm，优选50~30