专利名称：用于uv光固化粉末涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于UV光固化粉末涂料及其制备方法。
背景技术：
粉末涂料技术是一种最无害的涂料技术，它较之液体涂料具有很多优势，如环保不含V0C，可回收利用，有效使用率超过95%，涂膜性能综合性能比较优异。但是传统的粉末涂料需要较高的固化温度才能使涂层达到良好的流平性以及快速的固化，由于其反应机理为热固化，熔融流平和固化阶段容易交叠，从而达不到很好的固化与表观性能的统一，而且热固化的方式也限制了其在热敏基材上的应用。紫外光固化涂料是上世纪60年代发展起来的一种新型涂料，通过紫外光作为固化能源，引发剂分子吸收紫外光能源产生自由基引发涂膜固化，这种固化方式赋予光固化涂料许多优点为100%固化成膜，无溶剂挥发污染，能量利用率高等。紫外光固化粉末涂料结合了紫外光固化粉末涂料和热固化粉末涂料的双重优点，实现了在较低温度下的快速固化，将热固化粉末涂料的熔融流平阶段与固化阶段分隔开来，解决了常规热固化粉末涂料的表面流平性问题；同时解决了常规热固化粉末涂料不能用于热敏基材的问题，拓展了粉末涂料的应用范围。传统的粉末涂料很难得到光泽大于98°以及硬度超过2H的涂膜。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种在较低温度情况下可流平固化，高硬度，高光泽，表面干燥的用于UV光固化粉末涂料及其制备方法。为了达到上述目的，本发明的配合方一种用于UV光固化粉末涂料，其特征在于包括4 7份的双环戊二烯、4 8份的顺丁烯二酸酐、30 45份的对苯二甲酸、(T4份的己二酸、(T15份的间苯二甲酸、5 20份的新戊二醇、(T5份的1，6-己二醇、5 10份的乙二醇、(T5份的1，4-环己烷二甲醇、0 10份的一缩二乙二醇、0. 5 I. 5份的三羟甲基丙烷、
0.ro. 3份的抗氧剂、0. oro. I份的催化剂A、0. 3^0. 8份的催化剂B、0. 05 0. I份的阻聚剂及5 10份的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，其为重量份数。所述抗氧剂可为三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯、2，6- 二叔丁基对甲酚。所述催化剂A可为醋酸锌、三氧化二锑、乙二醇锑、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基硫化锡、单丁基二羟基氯化锡、钛酸四丁酯或钛酸异丙酯。所述催化剂B可为乙基三苯基溴化膦、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵。所述阻聚剂可为2，6- 二叔丁基对苯二酚、对苯二酚、对羟基苯甲醚。本发明的制备方法，其特征在于包括如下步骤
步骤一预制组分
①在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气入口的反应器中加入4 8份的顺丁烯二酸酐，在通氮气保护下加热至150°C 160°C，缓慢滴加4 7
份的双环戊二烯(2小时滴完)，加完后保温170±2°C反应:T5小时，降温静置直到有结晶，然后抽滤烘干获得预制组分A ;
步骤二 端羟基聚酯的合成 将30 45份的对苯二甲酸、(T4份的己二酸、(T15份的间苯二甲酸、5 20份的新戊二醇、0 5份的1，6-己二醇、5 10份的乙二醇、(T5份的1，4-环己烷二甲醇、0 10份的一缩二乙二醇、0. 5 I. 5份的三羟甲基丙烷、0. ro. 3份的抗氧剂及0. oro. I份的催化剂A加入装有搅拌器、温度计、分馏柱的反应釜中，通入氮气，升温至150°C 250°C，进行酯化反应，至反应液完全澄清；进行真空缩聚至酸值为小于3mgK0H/g合格，得到端羟基聚酯树脂；步骤三双环戊二烯改性端羧基聚酯的合成
取65 75份步骤二合成的端羟基聚酯树脂，保持温度为150°C 20(TC状态下，加入5 10份的预制组分A，反应0. 5^1小时，检测酸值为3(T40mgK0H/g合格，得到双环戊二烯改性端羧基聚酯树脂；
步骤四双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂的合成
取7(T80份骤三合成的双环戊二烯改性端羟基聚酯树脂，保持温度为10(Tl5(rC状态下，加入0. 3^0. 8份的催化剂B、0. 05 0. I份的阻聚剂，搅拌均匀后开始滴加5 10份的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，0. 5^2小时内加完，保温10(Tl50°C反应I飞小时后检测酸值，当酸值小于5mgK0H/g时降温出料得到浅黄色透明或半透明固体的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂。本发明与现有技术相比的优点为由于双环戊二烯环状结构的引入，较大提高了涂膜的光泽和硬度，在较低温度情况下可流平固化，同时解决了涂膜表面因氧气存在出现的聚合不完全而发粘的现象。具体的实施方式
下面将结合实施例对本发明做进一步的详述。实施例一 步骤一预制组分
①在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气入口的反应器中加入4份的顺丁烯二酸酐，通氮气并搅拌条件下加热到160°C，开始滴加6份的双环戊二烯，I小时滴加完，然后由保温的160°C升温到170°C，在170°C下再保温反应5小时，然后降温静置并结晶，抽滤烘干获得预制组分A即双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的加成物；
步骤二 端羟基聚酯的合成
在装有搅拌器、温度计、分馏柱及氮气入口的反应器中加入40份的对苯二甲酸，2份的己二酸，5份的间苯二甲酸，20份的新戊二醇，8份的乙二醇，I份的三羟甲基丙烷，0. 2份的亚磷酸三苯酯，0. 05份的单丁基氧化锡，通氮气并搅拌条件下加热到240°C，保温2小时，至反应液完全澄清；然后在此温度下抽真空进行脱水缩合反应至酸值小于3mgK0H/g合格，得到端羟基聚酯树脂；
步骤三双环戊二烯改性端羧基聚酯的合成
取66份步骤二合成的端羟基聚酯树脂，保持温度为160°C状态下，加入8份的预制组分A即双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的加成物，反应0. 5小时，检测酸值为35±2mgK0H/g合格，得到双环戊二烯改性端羧基聚酯树脂；
步骤四双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂的合成
取74份由步骤三合成的双环戊二烯改性端羟基聚酯树脂，保持温度为120°C状态下，加入0. 5份的乙基三苯基溴化膦、0. 08份的二叔丁基对苯二酚，搅拌均匀后开始滴加7份甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，I小时滴加完，保温150°C反应I小时后检测酸值，当酸值小于5mgKOH/g时降温出料得到浅黄色透明或半透明固体的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂。得到的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂酸值小于5 mgKOH/g,粘度为10P(brOOlfield锥板粘度计，200°C )，玻璃化温度为50°C，软化点为102°C，数均相对分子质量为3578。
取上述方法所合成的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂，将其分别与光引发剂、硫酸钡、钛白粉、流平剂及光亮剂等混合制成粉末涂料后，用静电喷枪喷涂于基材上，于红外烘道130°C下流平3分钟，然后过UV灯固化10秒即可得到高流平、光泽大于100°、硬度大于4H的涂膜。实施例二 步骤一预制组分
①在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气入口的反应器中加入8份的顺丁烯二酸酐，通氮气并搅拌条件下加热到150°C，开始滴加7份的双环戊二烯，3小时滴加完，然后由保温的160°C升温到170°C，在170°C下再保温反应3小时，然后降温静置并结晶，抽滤烘干获得预制组分A即双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的加成物；
步骤二 端羟基聚酯的合成
在装有搅拌器、温度计、分馏柱及氮气入口的反应器中加入45份对苯二甲酸，4份己二酸，20份新戊二醇，6份乙二醇，5份1，4-环己烷二甲醇，I份三羟甲基丙烷，0.2份三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯，0. 05份的钛酸四丁酯，通氮气并搅拌条件下加热到150°C，保温2小时，至反应液完全澄清；然后在此温度下抽真空进行脱水缩合反应至酸值小于3mgK0H/g合格，得到端羟基聚酯树脂；
步骤三双环戊二烯改性端羧基聚酯的合成
取75份步骤二合成的端羟基聚酯树脂，保持温度为200°C状态下，加入10份的预制组分A即双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的加成物，反应I小时，检测酸值为35±2mgK0H/g合格，得到双环戊二烯改性端羧基聚酯树脂；
步骤四双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂的合成
取80份步骤三合成的双环戊二烯改性端羟基聚酯树脂，保持温度为150°C状态下，力口入0.8份的四丁基溴化铵、0. I份的对苯二酚，搅拌均匀后开始滴加10份甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，2小时加完，保温120°C反应5小时后检测酸值，当酸值小于5mgK0H/g时降温出料得到浅黄色透明或半透明固体的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂。该聚酯树脂酸值小于5 mgKOH/g，粘度为12P (broolf ield锥板粘度计，200°C )，玻璃化温度为54°C，软化点为108°C，数均相对分子质量为3656。取上述方法所合成的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂将其分别与光引发剂、硫酸钡、钛白粉、流平剂及光亮剂等混合制成粉末涂料后，用静电喷枪喷涂于基材上，于红外烘道130°C下流平3分钟，然后过UV灯固化10秒即可得到高流平、光泽大于100°、硬度大于4H的涂膜。实施例三
步骤一预制组分
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气入口的反应器中加入4份的顺丁烯二酸酐，通氮气并搅拌条件下加热到150°C，开始滴加4份的双环戊二烯，2小时滴加完，然后由保温的160°C升温到170°C，在170°C下再保温反应4小 时，然后降温静置并结晶，抽滤烘干获得双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的加成物；
步骤二 端羟基聚酯的合成
在装有搅拌器、温度计、分馏柱及氮气入口的反应器中加入30份对苯二甲酸，3份己二酸，15份新戊二醇，10份乙二醇，4份1，6-己二醇，0. 8份三羟甲基丙烷，0. I份2，6- 二叔丁基对甲酚，0. 05份二丁基氧化锡，通氮气并搅拌条件下加热到200°C，保温2小时，至反应液完全澄清；然后在此温度下抽真空进行脱水缩合反应至酸值小于3mgK0H/g合格，得到端羟基聚酯树脂；在该步骤中也可以用醋酸锌、三氧化二锑、乙二醇锑、单丁基氧化锡、二丁基硫化锡、单丁基二羟基氯化锡、钛酸四丁酯或钛酸异丙酯作为催化剂A。步骤三双环戊二烯改性端羧基聚酯的合成
取70份步骤二合成的端羟基聚酯树脂，保持温度为170°C状态下，加入5份的双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的加成物，反应0. 7小时，检测酸值为35±2mgK0H/g合格，得到双环戊二烯改性端羧基聚酯树脂；
步骤四双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂的合成
取70份步骤三合成的双环戊二烯改性端羟基聚酯树脂，保持温度为100°C状态下，力口A 0. 8份的四丁基氯化铵、0. 08份对羟基苯甲醚，搅拌均匀后开始滴加5份甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，I小时加完，保温150°C反应5小时后检测酸值，当酸值小于5mgK0H/g时降温出料得到浅黄色透明或半透明固体的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂。双环戍二烯改性聚酯丙烯酸树脂酸值小于5 mgKOH/g,粘度为8P (broolfield锥板粘度计，200°C )，玻璃化温度为45°C，软化点为98°C，数均相对分子质量为3487。取上述方法所合成的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂将其分别与光引发剂、硫酸钡、钛白粉、流平剂及光亮剂等混合制成粉末涂料后，用静电喷枪喷涂于基材上，于红外烘道130°C下流平3分钟，然后过UV灯固化10秒即可得到高流平、光泽大于110°、硬度大于4H的涂膜。
权利要求
1.一种用于UV光固化粉末涂料，其特征在于包括4 7份的双环戊二烯、4 8份的顺丁烯二酸酐、30 45份的对苯二甲酸、(T4份的己二酸、(T15份的间苯二甲酸、5 20份的新戊二醇、(T5份的1，6-己二醇、5 10份的乙二醇、(T5份的1，4-环己烷二甲醇、0 10份的一缩二乙二醇、0.5 1.5份的三羟甲基丙烷、0. ro. 3份的抗氧剂、0. oro. I份的催化剂A、0. 3^0. 8份的催化剂B、0. 05 0. I份的阻聚剂及5 10份的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),其为重量份数。
2.根据权利要求I所述的一种用于UV光固化粉末涂料，其特征在于所述抗氧剂可为三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯、2，6- 二叔丁基对甲酚。
3.根据权利要求I所述的一种用于UV光固化粉末涂料，其特征在于所述催化剂A可为醋酸锌、三氧化二锑、乙二醇锑、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基硫化锡、单丁基二羟基氯化锡、钛酸四丁酯或钛酸异丙酯。
4.根据权利要求I所述的一种用于UV光固化粉末涂料，其特征在于所述催化剂B可为乙基三苯基溴化膦、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵。
5.根据权利要求I所述的一种用于UV光固化粉末涂料，其特征在于所述阻聚剂可为.2，6- 二叔丁基对苯二酚、对苯二酚、对羟基苯甲醚。
6.制备权利要求I 5任一项所述的用于UV光固化粉末涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤 步骤一预制组分 ①在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及氮气入口的反应器中加入4 8份的顺丁烯二酸酐，在通氮气保护下加热至150°C 160°C，缓慢滴加4 7 份的双环戊二烯，1-3小时滴完，加完后保温170±2°C反应3飞小时，降温静置直到有结晶，然后抽滤烘干获得预制组分A ； 步骤二 端羟基聚酯的合成 将30 45份的对苯二甲酸、(T4份的己二酸、(T15份的间苯二甲酸、5 20份的新戊二醇、(T5份的1，6-己二醇、5 10份的乙二醇、(T5份的1，4-环己烷二甲醇、0 10份的一缩二乙二醇、0. 5 I. 5份的三羟甲基丙烷、0. ro. 3份的抗氧剂及0. oro. I份的催化剂A加入装有搅拌器、温度计、分馏柱的反应釜中，通入氮气，升温至150°C 250°C，进行酯化反应，至反应液完全澄清；进行真空缩聚至酸值为小于3mgK0H/g合格，得到端羟基聚酯树脂； 步骤三双环戊二烯改性端羧基聚酯的合成取65 75份步骤二合成的端羟基聚酯树月旨，保持温度为150°C 200°C状态下，加入5 10份的预制组分A，反应0. 5^1小时，检测酸值为3(T40mgK0H/g合格，得到双环戊二烯改性端羧基聚酯树脂； 步骤四双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂的合成取7(T80份步骤三合成的双环戊二烯改性端羟基聚酯树脂，保持温度为10(Tl5(rC状态下，加入0. 3^0. 8份的催化剂B、0. 05 .0.I份的阻聚剂，搅拌均匀后开始滴加5 10份的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，0. 5^2小时内加完，保温10(Tl50°C反应I飞小时后检测酸值，当酸值小于5mgK0H/g时降温出料得到浅黄色透明或半透明固体的双环戊二烯改性聚酯丙烯酸树脂。
全文摘要
本发明涉及一种用于UV光固化粉末涂料及其制备方法，其特征在于包括4~7份的双环戊二烯、4～8份的顺丁烯二酸酐、30～45份的对苯二甲酸、0~4份的己二酸、0~15份的间苯二甲酸、5～20份的新戊二醇、0~5份的1,6-己二醇、5~10份的乙二醇、0~5份的1,4-环己烷二甲醇、0～10份的一缩二乙二醇、0.5～1.5份的三羟甲基丙烷、0.1~0.3份的抗氧剂、0.01~0.1份的催化剂A、0.3~0.8份的催化剂B、0.05～0.1份的阻聚剂及5~10份的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，其为重量份数。其优点为由于双环戊二烯环状结构的引入，较大提高了涂膜的光泽和硬度，同时解决了涂膜表面因氧气存在出现的聚合不完全而发粘的现象。
文档编号C09D5/03GK102719167SQ20121022806
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者曹永沂, 祁永华, 邓慕建, 龚兴宇 申请人:佛山市顺德区伊诗德新材料科技有限公司