一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料及其应用的制作方法

本发明属于热固性粉末涂料领域，具体涉及了一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，本发明还涉及了该粉末涂料的应用。

背景技术：

随着国内环保意识的加强，人们越来越希望将环保型热固性粉末涂料取代液体油漆实现环保型涂装防护。具体来说，汽车轮毂也是热固性粉末涂料的主要应用领域，随着粉末涂料在汽车轮毂的不断深入应用，汽车涂装厂家反馈了一些应用技术问题，主要体现在：由于汽车轮毂螺栓孔处较深，不利于上粉，同时在粉末涂料在螺栓孔处进行熔融固化过程中，处于熔融状态的粉末涂料容易从螺栓孔(其最大孔深通常高达4-6cm)处滑落，导致位于螺栓孔处的涂装防护处相对薄弱，这显然会对汽车轮毂的使用寿命造成负面影响。

通过本申请人对于本领域技术人员的常规技术了解，现有技术为了改善汽车轮毂螺栓孔内增电上粉的问题，通常会采用β-羟烷基酰胺作为增电剂来提高粉末涂料的增电上粉能力，然而该技术方案在后续进行熔融交联固化时，会发生明显的滑落问题。

本申请人查阅了大量现有技术文献，均为发现粉末涂料领域有开展针对该技术问题的研究，因此，本申请人特别设立研发课题对其进行研究。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料及其应用，可以实现在静电喷涂时的良好增电上粉，以及在后续进行熔融固化时，避免粉末涂料发生迁移析出，同时实现良好的抗固化滑落效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括增电剂和耐析出助剂，所述增电剂用于所述粉末涂料在静电喷涂时的增电上粉，消除或减少所述粉末涂料在静电喷涂时的法拉第笼效应；同时所述耐析出助剂用于避免所述粉末涂料在进行熔融固化过程中迁移析出，所述增电剂与所述耐析出助剂相同或不相同。

优选地，所述增电剂包括单甘酯，/和所述单甘酯同时作为所述耐析出助剂。

优选地，所述耐析出助剂包括聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉，所述聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉同时作为脱气剂。

优选地，所述粉末涂料原料不包括ebs酰胺蜡或聚四氟乙烯蜡。

优选地，所述耐析出助剂的分子量不高于20000。

优选地，所述增电剂占所述粉末涂料的重量份数不低于0.02％，所述耐析出助剂占所述粉末涂料的重量份数不低于0.02％。

优选地，所述增电剂占所述粉末涂料的重量份数范围为0.05-0.5％，所述耐析出助剂占所述粉末涂料的重量份数范围为0.05-1.5％。

优选地，所述粉末涂料原料包括环氧树脂和聚酯树脂，所述环氧树脂和所述聚酯树脂可发生交联固化反应。

优选地，所述环氧树脂占所述粉末涂料的重量份数范围为10-50％，所述聚酯树脂占所述粉末涂料的重量份数范围为25-80％；更优选地，所述环氧树脂占所述粉末涂料的重量份数范围为30-35％，所述聚酯树脂占所述粉末涂料的重量份数范围为45-52％。

优选地，一种如上所述粉末涂料的应用，将所述粉末涂料应用于具有凹凸结构和/或安装孔和/或不规则边角结构的工件涂装。

优选地，一种如上所述粉末涂料的应用，将所述粉末涂料应用于汽车轮毂的涂装，所述汽车轮毂包括安装孔，所述螺栓安装孔包括位于外侧的螺栓安装孔和位于内侧的螺钉安装孔，在所述汽车轮毂上喷涂固化所述粉末涂料，在所述汽车轮毂基材上成型得到底涂涂层，在所述螺栓安装孔内周成型得到安装孔防护涂层。

优选地，所述底涂涂层的厚度范围为100-150微米，所述安装孔防护涂层范围为20-80微米。

本申请人在进行专题研发课题的研发过程中，本发明还发现了单甘酯的新功能应用，非常惊喜地发现单甘酯具有非常优异的增电功能，而且同时具有优异的耐析出功能，本发明还提出了一种用于粉末涂料的增电剂，所述粉末涂料的增电剂采用单甘酯，用于所述粉末涂料在静电喷涂时的增电上粉，消除或减少所述粉末涂料在静电喷涂时的法拉第笼效应。

优选地，所述单甘酯包括以下分子结构式：

优选地，所述增电剂占所述粉末涂料的重量份数范围为0.02-0.5％。

优选地，所述增电剂占所述粉末涂料的重量份数范围为0.05-0.2％。

优选地，将所述粉末涂料应用于具有凹凸结构和/或安装孔和/或不规则边角结构的工件涂装。

优选地，将所述粉末涂料应用于汽车轮毂的涂装，所述汽车轮毂包括安装孔，所述螺栓安装孔包括位于外侧的螺栓安装孔和位于内侧的螺钉安装孔，在所述汽车轮毂上喷涂固化所述粉末涂料，在所述汽车轮毂基材上成型得到底涂涂层，在所述螺栓安装孔内周成型得到安装孔防护涂层。

优选地，一种粉末涂料，其原料包括热固性树脂，用于所述热固性树脂固化的固化剂，所述原料还包括如上所述的增电剂。

优选地，所述原料包括热固性树脂和固化剂，所述热固性树脂选自纯环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂中的一种或几种的混合。

优选地，一种汽车轮毂，所述汽车轮毂包括安装孔，所述螺栓安装孔包括位于外侧的螺栓安装孔和位于内侧的螺钉安装孔，所述汽车轮毂采用如上所述的粉末涂料进行涂装防护，在所述汽车轮毂基材上成型得到底涂涂层，在所述螺栓安装孔内周成型得到安装孔防护涂层。

本申请人在进行专题研究开发过程中，发现要解决深孔或异性边角工件涂装的技术难题需要同时采取两方面的技术方案：第一方面:在粉末涂料中添加增电剂，用于在静电喷涂时的增电上粉，同时消除或减少粉末涂料在静电喷涂时的法拉第笼效应；第二方面：同时需要在粉末涂料中耐析出助剂，用于避免粉末涂料在进行熔融固化过程中的迁移析出，经过这样上述两个方面的技术方案设计组合，最终可以实现良好增电上粉，以及在实现良好增电上粉后进行熔融固化时，避免粉末涂料发生迁移析出，最终实现良好的抗固化滑落效果；本申请人特别发现了现有技术的粉末涂料配方常采用ebs酰胺蜡或聚四氟乙烯蜡作为脱气剂，ebs酰胺蜡和聚四氟乙烯蜡在熔融固化时会导致粉末涂料发生明显的迁移析出问题，进而导致发生滑落问题，因此ebs酰胺蜡、聚四氟乙烯蜡不适合作为本发明利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料的原料；

本发明还创造性提出采用单甘酯作为粉末涂料的增电剂，本申请人惊喜地发现将常规作为表面活性剂或分散剂的单甘酯作为粉末涂料的增电剂，不仅可以实现更加优良的增电上粉效果，同时单甘酯在熔融固化过程中本身由于与热固性树脂固化体系具有良好的相容性因而具有优良的耐迁移析出功能，因此单甘酯还可作为优选方案直接作为耐析出助剂；本申请人还特别发现也可以采用聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉作为本发明的耐析出助剂，同时聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉作为本发明的脱气剂，均都可以取得类似的技术效果。

附图说明

附图1是本实施例1中将其粉末涂料在汽车轮毂螺栓安装孔内静电喷涂后的上粉效果照片；

附图2是本实施例1中将其粉末涂料在汽车轮毂螺栓安装孔内的涂层成型结构示意图；

附图3是本实施例3中将其粉末涂料在汽车轮毂螺栓安装孔内静电喷涂后的上粉效果照片；

附图4是本对比例3中将其粉末涂料在汽车轮毂螺栓安装孔内静电喷涂后的上粉效果照片。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括增电剂和耐析出助剂，增电剂用于粉末涂料在静电喷涂时的增电上粉，消除或减少粉末涂料在静电喷涂时的法拉第笼效应；同时耐析出助剂用于避免粉末涂料在进行熔融固化过程中迁移析出，所述增电剂与所述耐析出助剂相同或不相同。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本实施例首先提出一种用于粉末涂料的增电剂，粉末涂料的增电剂采用单甘酯，用于粉末涂料在静电喷涂时的增电上粉，消除或减少粉末涂料在静电喷涂时的法拉第笼效应；单甘酯包括以下分子结构式：

优选地，单甘酯占粉末涂料的重量份数范围为0.02-0.5％；更优选地，单甘酯占粉末涂料的重量份数范围为0.05-0.2％。

本实施例提出将单甘酯作为增电剂的粉末涂料特别适合应用于具有凹凸结构和/或安装孔和/或不规则边角结构的工件涂装，具有非常良好的增电上粉，同时在粉末涂料进行熔融固化过程时可以避免迁移析出问题，因此即便应用于具有凹凸结构和/或安装孔和/或不规则边角结构的工件涂装，不会发生滑落问题，作为本申请的最优选方案，申请人认为将单甘酯作为增电剂的粉末涂料特别适合应用于汽车轮毂螺栓安装孔的涂装，具有非常良好的上粉以及抗固化滑落效果。

在将单甘酯作为增电剂实际应用于粉末涂料中，粉末涂料所采用的热固性树脂以及固化剂的固化组合体系不受特别限定，可以根据实际所需要应用工件基材的涂装防护需求来选择固化组合体系，具体来说，原料包括热固性树脂和固化剂，热固性树脂选自纯环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂中的一种或几种的混合；当应用于汽车轮毂基材时，本申请人建议优选的原料体系采用环氧树脂和聚酯树脂，环氧树脂和聚酯树脂可发生交联固化反应，确保具有对轮毂基材的防腐蚀效果；进一步优选地，环氧树脂占粉末涂料的重量份数范围为10-50％，聚酯树脂占粉末涂料的重量份数范围为25-80％。

本申请实施例还具体提出了利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括如本实施例上文所述的单甘酯，将单甘酯同时作为增电剂和耐析出助剂，增电剂用于粉末涂料在静电喷涂时的增电上粉，消除或减少粉末涂料在静电喷涂时的法拉第笼效应；同时耐析出助剂用于避免粉末涂料在进行熔融固化过程中迁移析出，增电剂与耐析出助剂相同或不相同；具体地，为了避免粉末涂料在熔融固化时的迁移析出而导致严重的滑落问题，本实施例强烈建议粉末涂料原料不要采用ebs酰胺蜡或聚四氟乙烯蜡等原料作为粉末涂料的脱气剂；

在重量份的选择原则上，增电剂占粉末涂料的重量份数不要低于0.02％，耐析出助剂占粉末涂料的重量份数不要低于0.02％，否则技术效果不够明显，无法达到应用涂装后对于上粉以及抗固化滑落的基本标准要求；

在其他实施方式中，耐析出助剂采用聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉，而且聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉同时作为脱气剂，在分子量选择上，聚丙烯酸蜡粉或聚乙烯蜡粉的分子量不高于20000，经验证，该分子量的优选选择可以进一步利于对粉末涂料在熔融固化时的耐迁移效果；优选地，增电剂占粉末涂料的重量份数范围为0.05-0.5％，更优选地，增电剂占粉末涂料的重量份数范围为0.05-0.25％，当添加比例大于0.25％以上时，增电效果不明显，同时对随着增电剂的重量份增加而导致更差的上粉效果；耐析出助剂占粉末涂料的重量份数范围为0.05-1.5％。

在其他实施方式中，本实施例也不排除采用β-羟烷基酰胺或单甘酯类物质作为增电剂，与耐迁移助剂组合应用后也可以取得较好的技术效果，然而由于这些原料不具备耐迁移析出功能，同时在增电效果上也要明显差于单甘酯，因此在技术效果上会明显更差，不建议作为本申请的优选实施方案。

为了对本申请的实施方式以及技术效果进行进一步说明，本申请人具体设计了下述实施例以及对比例：

实施例1：一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括：

环氧树脂10-50份，具体地，在本实施方式中，环氧树脂采用sinopec的cyd-014t，环氧当量为710-875g/eq，重量份为30份；

聚酯树脂25-80份，具体地，在本实施方式中，聚酯树脂采用昕特玛的albester2230，酸值为47-53mgkoh/g，重量份为50份，环氧树脂和聚酯树脂可发生交联固化反应；

单甘酯0.02-0.5份，具体地，在本实施方式中，单甘酯直接从市场上采购得到，同时也作为耐析出助剂，重量份为0.1份；

聚丙烯酸蜡粉0.5-1.5份，具体地，在本实施方式中，聚丙烯酸蜡粉采用lubrizol的lancopp1362d，重量份为1份，聚丙烯酸蜡粉同时作为耐析出助剂以及脱气剂；

硫酸钡填料余量。

将上述重量份的原料通过公知的粉末涂料制备工序，主要包括：共混、熔融挤出、破碎、磨粉以及旋风分离等工序制备得到利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料。

需要特别说明的是，在其他实施方式中，本领域技术人员可以在本实施例建议的优选范围同时结合自身对于粉末涂料的公知常识来选择其他重量份的原料，可以获得与本申请相类似的技术效果，这些对于重量份的的选择实施方式变化应毫无疑义地属于本申请的保护范围内。

还需要说明的是，本申请在实际实施时，也可以选择其他热固性树脂体系，如纯环氧树脂固化体系或纯聚酯固化体系或聚氨酯树脂或丙烯酸树脂或氟碳树脂或其他双组分以及多组分的混合树脂固化体系，这些可以根据实际所应用的工件领域的功能需求来进行具体选择，本实施例对此不做特别限定，而且这些对于替换的热固性树脂体系应用本申请的技术方案后同样可以来解决增电上粉且抗固化滑落的技术问题，因此显然地，这些对于热固性树脂体系所作出的实施例变化同样也属于本申请的保护范围。

将本实施例1得到的利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料进一步应用于汽车轮毂(来自秦皇岛戴卡提供的汽车轮毂)的涂装防护，具体应用过程为：

请参见图2所示，汽车轮毂包括安装孔，安装孔包括位于外侧的螺栓安装孔21和位于内侧的螺钉安装孔22，汽车轮毂采用本实施例1的利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料进行涂装防护，具体在实施时，将粉末涂料静电喷涂在汽车轮毂基材上以及螺栓安装孔21内(经检测，螺栓安装孔21的孔深高达4.5-5.2cm)，单甘酯可以显著地改善粉末涂料在螺栓安装孔21内静电喷涂时的增电上粉性能，同时可以明显消除或减少粉末涂料在螺栓安装孔21内静电喷涂时的法拉第笼效应；请直接参见图1所示，静电喷涂上粉的效果非常好，然后经过加热熔融固化成型得到热固化涂膜，固化窗口条件为：固化温度设置为：175-190℃，固化时间为：10-15分钟，在熔融固化层成型过程中，聚丙烯酸蜡粉以及单甘酯具有良好的耐迁移析出效果，在汽车轮毂基材上成型得到底涂涂层，在螺栓安装孔21内周成型得到安装孔防护涂层10；因此粉末涂料没有在螺栓安装孔内发生滑落问题，固化成膜效果非常良好。

此外，本申请人还得到轮毂应用方对于固化成型后涂膜的性能检测，发现可以完全满足汽车领域对涂膜的基本性能需求(包括涂膜各方面的机械性能需求)，说明本实施例1的粉末涂料可以同时实现对汽车轮毂基材及其螺栓安装孔的良好涂装防护应用，具有优异的增电上粉以及在熔融固化时的抗固化滑落效果；同时本申请人还惊讶地发现地采用本申请实施例1的粉末涂料进行静电喷涂，在确保实现对螺栓安装孔21的良好上粉涂装固化的前提下，不会让粉末涂料进入位于内侧的螺钉安装孔22，进而确保不会影响汽车轮毂的螺钉安装稳固性，这是本申请通过大量喷涂试验后得到的令人惊讶的技术效果，也是粉末涂料领域得到的意外惊喜成果。

本领域技术人员完全可以根据本实施例在汽车轮毂的涂装应用案例，将本申请提供的粉末涂料应用于其他具有凹凸结构和/或安装孔和/或不规则边角结构的工件涂装，可以取得与本实施例1类似的增电上粉以及抗固化滑落的技术效果。

实施例2：本实施例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于：在本实施例2中，将聚丙烯酸蜡粉替换为聚乙烯蜡粉，经过与实施例1完全相同的涂装应用后，所取得的技术效果与实施例1类似。

实施例3：本实施例3的其余技术方案与实施例1相同，区别在于：在本实施例3中，将单甘酯替换为β-羟烷基酰胺，具体采用南海的curingagentt105，β-羟烷基酰胺作为增电剂，将本实施例3用于秦皇岛戴卡提供的另一型号汽车轮毂的涂装防护，请参见图3所示，发现在汽车轮毂螺栓安装孔内的增电上粉效果不佳，但抗固化滑落问题得到改善，因此同样可以实现在轮毂螺栓安装孔内的固化成膜，但机械性能要差于实施例1。

实施例4：本实施例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于：在本实施例4中，将单甘酯替换为季氨盐抗静电剂，该季氨盐抗静电剂作为增电剂，将本实施例4在汽车轮毂螺栓安装孔进行涂装防护应用后，发现增电上粉效果同样差于实施例1，但抗固化滑落问题得到改善，因此也可以实现在轮毂螺栓安装孔内的固化成膜，但机械性能同样要差于实施例1。

实施例5：一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括：

聚酯树脂65份，具体地，在本实施方式中，聚酯树脂采用昕特玛的albester2230，酸值为47-53mgkoh/g；

β-羟烷基酰胺15份，用于聚酯树脂固化；

单甘酯0.1份，同时作为增电剂以及作为耐析出助剂；

聚丙烯酸蜡粉1份，具体采用lubrizol的lancopp1362d，聚丙烯酸蜡粉同时作为耐析出助剂以及脱气剂；

硫酸钡填料余量。

将本实施例5经过与实施例1完全相同的涂装应用后，所取得的技术效果与实施例1类似。

实施例6：一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括：

环氧树脂60份，国都化学的kd-211d，环氧当量为400-600g/eq；

胺类固化剂，10份，用于环氧树脂固化；

单甘酯0.1份，同时作为增电剂以及作为耐析出助剂；

聚丙烯酸蜡粉1份，具体采用lubrizol的lancopp1362d，聚丙烯酸蜡粉同时作为耐析出助剂以及脱气剂；

硫酸钡填料余量。

将本实施例6应用于具有凹凸异型铝基材工件涂装后，同样可证实其上粉效果好，而且在粉末涂料熔融固化过程中没有发生滑落问题。

实施例7：一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括：

环氧树脂30份，具体采用sinopec的cyd-014t，环氧当量为710-875g/eq；

聚酯树脂50份，具体采用昕特玛的albester2230，酸值为47-53mgkoh/g，环氧树脂和聚酯树脂可发生交联固化反应；

单甘酯0.02-0.5份，同时作为增电剂以及作为耐析出助剂；

硫酸钡填料余量。

将本实施例7经过与实施例1完全相同的涂装应用后，所取得的技术效果与实施例1类似，但由于脱气性能差于实施例1，因此固化成膜后的涂膜性能要差于实施例1。

对比例1：本对比例1的其余技术方案与实施例1相同，区别在于：在本对比例1中，将聚丙烯酸蜡粉替换为ebs酰胺蜡，即本对比例1不包含耐析出助剂，静电喷涂时的上粉效果同样优异，但粉末涂料在熔融固化过程中发生明显的滑落问题，无法实现在汽车轮毂螺栓安装孔内的涂装固化成膜。

对比例2：本对比例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于：在本对比例2中，将聚丙烯酸蜡粉替换为聚四氟乙烯蜡，即本对比例2不包含耐析出助剂，静电喷涂时的上粉效果同样优异，但粉末涂料在熔融固化过程中发生明显的滑落问题，无法实现在汽车轮毂螺栓安装孔内的涂装固化成膜。

对比例3：一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括：

环氧树脂30份，具体采用sinopec的cyd-014t，环氧当量为710-875g/eq；

聚酯树脂50份，具体采用昕特玛的albester2230，酸值为47-53mgkoh/g，环氧树脂和聚酯树脂可发生交联固化反应；

β-羟烷基酰胺0.2份，β-羟烷基酰胺作为增电剂；

硫酸钡填料余量。

请参见图4所示，本对比例3不仅在静电喷涂时的上粉效果差，而且在螺栓安装孔内存在严重的粉末涂料熔融掉落问题。

对比例4：一种利于上粉且抗固化滑落的粉末涂料，其原料包括：

环氧树脂30份，具体采用sinopec的cyd-014t，环氧当量为710-875g/eq；

聚酯树脂50份，具体采用昕特玛的albester2230，酸值为47-53mgkoh/g，环氧树脂和聚酯树脂可发生交联固化反应；

季氨盐抗静电剂0.15份，季氨盐抗静电剂作为增电剂；

硫酸钡填料余量。

本对比例4与对比例3类似，不仅在静电喷涂时的上粉效果差，而且在螺栓安装孔内存在严重的粉末涂料熔融掉落问题。

对比例5：本对比例1的其余技术方案与实施例1相同，区别在于：在本对比例5中，在粉末涂料原料中添加重量份为1份的ebs酰胺蜡作为脱气剂，经应用验证，ebs酰胺蜡同样会引起迁移析出的问题，因此，在抗固化滑落效果上差于实施例1，因此，本申请不建议在粉末涂料原料添加ebs酰胺蜡或聚四氟乙烯蜡。

本实施例涉及的聚酯树脂酸值数据的检测标准依据是gb/t2895-2008，环氧树脂的环氧当量的检测标准依据是gb/t4612-2008，涂膜厚度的检测标准依据是gb/t13452.2-2008。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。