专利名称：一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种粉末涂料，尤其涉及一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，同时本发明还涉及该粉末涂料的制备方法。
背景技术：
粉末涂料是一种公认的高生产效率、优良涂膜性能、生态环保型、经济型的4E型涂料产品。在家电领域粉末涂料喷涂无论是在国外还是在国内通常采用立式喷涂，技术相当成熟，但家用电器采用粉末涂料立式涂装存在如下弱点①涂装效率较低，一般涂装线速为3 6m/min ；②粉末固化温度为180 200°C，固化时间长15 20mins，能耗大；③涂装后的涂膜辊轧后的迷宫部位、拐角部位前处理和喷涂效果差，且涂膜整体防腐能力较差，盐雾试验只可以达到500小时。而卷材平板喷涂技术是上世纪兴起的喷涂技术，卷材预涂粉末涂料及其涂装工艺技术与常规粉末涂料相比具有如下优势1.涂装效率高粉末涂料在金属薄板涂装线上的涂装速率一般是25 lOOm/min。2.卷材一次涂装合格率高用于卷材涂装的粉末涂料一次利用率可达99%，不需回收，避免产生不良品。3.换色容易无需回收粉，使换色作业快速化，一般换色只需3-5min。4.膜厚容易均制涂装厚度30 50 μ m,涂膜容易薄膜化。5.不会产生挂具现象，降低一般涂装工艺中因挂件产生的一系列费用。6.卷材平板形状规则，固化炉易小型化，固化速度快，可节约能源。7.卷材的前处理小型化，且前处理均勻，避免了成型后工件的前处理的局部不当， 处理时间短，效率高。目前国内的卷材涂装粉末涂料主要使用聚氨酯粉末或三缩水甘油基异氰尿酸酯 (TGIC)作为固化剂的粉末涂料，聚氨酯粉末各项目性能比较优秀，但价格比较昂贵。TGIC 型粉末涂料相比便宜经济一些，但由于生产环节所用的原材料固化剂TGIC本身具有一定的毒性，长期与皮肤接触容易使皮肤产生过敏，甚至致癌，在欧洲已经明令禁止使用该类型粉末涂料，在日本也大大限制使用；其次，TGIC体系粉末涂料的固化温度要求较高，一般在 2000C以上，且固化时间较长，一般至少20min ；再者，由于粉末涂料固化时一般采用燃气、 燃油加热或电加热，能耗较高，碳排放较高。降低粉末涂料的固化温度、缩短固化时间，将大大提高生产效率、综合成本，特别是大大节省涂装固化时所消耗的能源，大大降低碳排放， 为此，目前是以羟烷基酰胺(HAA)为代表的固化剂替代TGIC，这种固化剂无毒，对人体无健康危害担忧，且环保，极具市场前景。目前，在欧洲和北美已经较为流行，占到市场份额 18%以上，我国才刚刚起步。羟烷基酰胺是一种多羟基化合物，最早由美国的罗门哈斯公司开发成功，商品牌号为I^imid XL-552，国内也开发同类固化剂Τ-105。该固化体系行业内简称为I^rimid 体系，也就是HAA体系。与TGIC相比，HAA体系的主要优点有(1)毒性非常低，老鼠口服LD50为大于10g/Kg，而且它无刺激性，对皮肤无过敏反应，另外重要的是它无诱变及致畸作用，不破坏生态平衡；( 用HAA固化的聚酯粉末涂料的贮存稳定性比用TGIC好；(3)涂层的流平性和抗冲性能等比TGIC的好；(4)粉末涂料的成本比较TGIC低。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，该粉末涂料具有无毒环保、耐磨性好、带电性高的特点，能够显著提高平板卷材预涂装效率，固化后的涂层具有优异的物理机械性能、耐化学品性能等特点。本发明的目的之二在于提供上述新型环保的平板卷材预涂粉末涂料的制备方法。本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，包括以下重量份配比的组分
树脂和固化剂的组合物150 200
助剂0 10
摩擦助剂0 3
填料0 150
颜料0 10。所述树脂和固化剂的组合物为饱和羧基聚酯树脂和β -羟烷基酰胺(HAA)的组合物。所述饱和羧基聚酯树脂和羟烷基酰胺组合物中，饱和羧基聚酯树脂与羟烷基酰胺之间的重量配比为10 1 90 1。所述饱和羧基聚酯树脂的酸值在25 35mgK0H/g，软化点为100 120°C，玻璃化温度在60 70°C。作为本发明的一个实施方式，所述饱和羧基聚酯树脂由以下重量份的组分制备而成对苯二甲酸洸 32
间苯二甲酸10. 5 12
己二酸0.5 2.2
新戊二醇12 20
1,4-环己烷二甲醇1 3
三羟甲基丙烷0.5 1.5
二丁基氧化锡0 1
水3 5
酸解剂0 1。所述的酸解剂采用对苯二甲酸或间苯二甲酸。作为本发明的一个实施方式，上述饱和羧基聚酯树脂的制备工艺包括以下步骤1)在反应釜中，加入新戊二醇、三羟甲基丙烷、1，4_环己烷二甲醇和水，加热至熔化；2)依次加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和二丁基锡氧化物，通入氮气继续升温至130°C ；3)温度由130°C加热到250°C，至酸值达到13 16mgK0H/g，第一次抽真空进行缩聚反应，酸值达4 6mgK0H/g、软化点100 105°C、200°C熔体粘度3000 ;3500mpa. s时， 加入酸解剂进行酸解反应，酸值达到40 45mgK0H/g时，第二次抽真空继续进行酸解反应， 至反应产物的酸值为25 35mgK0H/g，羟值小于15mgK0H/g时停止反应，得到饱和羧基聚酯树脂。该饱和羧基聚酯树脂的酸值在25 35mgK0H/g，软化点为100 120°C，玻璃化温度在 60 70°C。所述助剂采用常规的助剂即可，例如采用流平剂、安息香、透气剂、增光剂、增电剂中的一种或几种的混合物。所述摩擦助剂采用以脂肪族酸的衍生物为基础的季胺盐类和烷基磺酸盐类化合物，如 TB-I，SA2485、EDI 等。所述填料为钛白粉、硫酸钡、硅微粉、碳酸钙、云母粉、超细铝粉中的一种或几种的混合物。所述颜料采用耐候型无机颜料，如铬黄、铁红、铁黑、碳黑、钛蓝、群青、钛青、钛绿等中的一种或几种。本发明的目的之二是通过以下技术措施来实现，一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料的制备方法，包括以下步骤(1)按上述比例称取树脂/固化剂组合物、助剂、填料、摩擦助剂和颜料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到混合物料；
(2)混合物料送入挤出机中挤出；( 挤出后的物料经压片、冷却、粉碎、筛分后包装即可。所述步骤(1)中各组分混合并破碎的时间为1 20分钟，优选的时间是1 15 分钟，最佳的时间是1 10分钟。所述步骤(2)中的挤出温度为80 120°C，优选90 120°C，更优选90 110°C， 所述挤出机为双螺杆挤出机。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 200um，优选 1 180um，更优选1 170um，粉体粒径是指粉体的等效粒径D50。本发明提供的环保的平板卷材预涂粉末涂料的涂装方法是用摩擦静电方法涂装于金属基材上，固化温度为250 270°C，固化时间为1 5分钟，采用红外进行固化。本发明与现有技术相比具有以下有益效果使用本发明的粉末涂料，喷涂固化后的涂层具有以下特征性质表1:
权利要求
1. 一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，包括以下重量份配比的组分树脂和固化剂的组合物150 200助剂0 10摩擦助剂0 3填料0 150颜料0 10。
2.根据权利要求1所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，所述树脂和固化剂的组合物为饱和羧基聚酯树脂和β-羟烷基酰胺的组合物。
3.根据权利要求2所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，所述饱和羧基聚酯树脂和羟烷基酰胺组合物中，饱和羧基聚酯树脂与羟烷基酰胺之间的重量配比为10 1 90 1。
4.根据权利要求2或3所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，所述饱和羧基聚酯树脂的酸值在25 35mgK0H/g，软化点为100 120°C，玻璃化温度在60 70°C。
5.根据权利要求4所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，所述饱和羧基聚酯树脂由以下重量份的组分制备而成对苯二甲酸26 32间苯二甲酸10.5 12己二酸0.5 2.2新戊二醇12 201,4-环己烷二甲醇1 3三羟甲基丙烷0.5 1.5二丁基氧化锡0 1水3 5酸解剂0 1。
6.根据权利要求5所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，所述的酸解剂采用对苯二甲酸或间苯二甲酸；所述摩擦助剂采用以脂肪族酸的衍生物为基础的季胺盐类和烷基磺酸盐类化合物；所述填料采用钛白粉、硫酸钡、硅微粉、碳酸钙、云母粉和超细铝粉中的一种或几种的混合物；所述颜料采用耐候型无机颜料。
7.根据权利要求6所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，其特征是，所述的饱和羧基聚酯树脂的制备工艺包括以下步骤1)在反应釜中，加入新戊二醇、三羟甲基丙烷、1，4_环己烷二甲醇和水，加热至熔化；2)依次加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和二丁基锡氧化物，通入氮气继续升温至(130 0C ；(3)温度由130°C加热到250°C，至酸值达到13 16mgK0H/g，第一次抽真空进行缩聚反应，酸值达4 6mgK0H/g、软化点100 105°C、200°C熔体粘度(3000 ;3500mpa. s时，加入酸解剂进行酸解反应，酸值达到40 45mgK0H/g时，第二次抽真空继续进行酸解反应，至反应产物的酸值为25 35mgK0H/g，羟值小于(15mgK0H/g时停止反应，得到饱和羧基聚酯树脂。
8.权利要求1至7任一权利要求所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料的制备方法，其特征是，其包括以下步骤(1)按上述比例称取树脂/固化剂组合物、助剂、填料、摩擦助剂和颜料，置于混料缸， 充分混合并破碎，得到混合物料；(2)混合物料送入挤出机中挤出；(3)挤出后的物料经压片、冷却、粉碎、筛分后包装即可。
9.根据权利要求8所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料的制备方法，其特征是， 所述步骤(1)中各组分混合并破碎的时间为1 20分钟；所述步骤O)中的挤出温度为 80 120°C ；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 200um。
10.根据权利要求9所述的新型环保的平板卷材预涂粉末涂料的制备方法，其特征是， 所述步骤(1)中各组分混合并破碎的时间为1 15分钟；所述步骤O)中的挤出温度为 90 120°C ；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 180um。
全文摘要
本发明公开了一种新型环保的平板卷材预涂粉末涂料，包括以下重量份配比的组分树脂/固化剂组合物150～200；常规助剂0～10；摩擦助剂0～3；填料0～150；颜料0～10。本发明还公开了该环保的平板卷材预涂粉末涂料的制备方法。本发明提供的粉末涂料具无毒环保、耐磨性好、带电性高的特点，能够显著提高平板卷材预涂装效率，固化后的涂层具有优异的物理机械性能、耐化学品性能等特点。
文档编号C09D5/46GK102408819SQ20111032261
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者姚琨, 张捷, 李燕智, 高庆福 申请人:广州擎天实业有限公司