一种用于卷材的涂料组合物及其制备方法与流程

本发明属于涂料，具体涉及一种用于卷材的涂料组合物及其制备方法。

背景技术：

1、卷材涂料是采用快速、自动化流水线的生产方式，将涂料涂布于连续的金属薄板上，经固化后达到一定机械性能的专业涂料。涂料一般含有成膜物质集体树脂、固化剂(交联剂)、助剂、溶剂、填料等。涂层的性能主要取决于涂料基体树脂的结构和性能。卷材涂料作为一种比较特殊的涂料，由于其采用先涂装后成型的加工方法，因此需要卷材特层涂料具有优异的折弯、硬度和耐腐蚀、抗冲击等性能。

2、溶剂型的卷材涂料面漆目前使用最多的成膜物质为聚酯，其次为改性聚酯、pvdf(聚偏二氟乙烯)、丙烯酸等，而溶剂型卷材底漆以环氧树脂涂料、聚酯涂料为主。通常的，以环氧树脂作为主要成分的卷材涂料，由于环氧树脂具有较强的粘结性、固化物稳定性好、机械强度较高具有较好的防腐蚀效果，广泛应用于食品、航空航天、交通、化工等领域。但是环氧树脂涂料的变形性和耐候性较差。用于卷材的涂料，其抗冲击、耐酸碱、抗冲击以及防羽毛边性能也是非常重要的；

3、在过去的研究中，为了提高环氧树脂涂料的耐腐蚀性和柔韧性，本领域技术人员使用高相对分子质量的固体环氧树脂水分散体作为水性树脂组分，其相对分子质量较高，环氧官能团含量相对较低，可以用疏水性较强的胺类固化剂固化，成膜物的耐溶剂性、耐水性、耐磨性和柔韧性均得到提高。但是，这种改进却使得涂料的稳定下降。us专利4247439(1981年)公开了一种涂料组成，该涂料成分与交联剂发生固化，可以提高涂层的抗冲击性能、耐腐蚀性，进而提供较高的稳定性。

4、中国发明专利202111671377.6公开了一种卷材涂料及其制备方法，涂料包括组分环氧液、酸催化剂、双酚a型酚醛树脂、叔丁酚/双酚a混合改性型酚醛树脂、高度烷基醚化苯代三聚氰胺树脂、消泡剂、流平剂、蜡、溶剂、调色酚醛和附着力促进剂。该发明优化了固化剂的组成，使用多种酚醛树脂与高度烷基醚化苯代三聚氰胺树脂协同作用，提高了涂料的附着力、抗冲击性、耐高温性能。中国发明专利202211322894.7提供了一种水性卷材涂料及其制备方法，涂料的成分包括改性环氧树脂、酚醛树脂、封闭型异氰酸酯、乙醇、纳米钛白粉、壳寡糖、硫酸化蓖麻油、蔗糖脂肪酯、蜡粉、分散剂、消泡剂、流平剂和水。所制备得到的水性卷材涂料具有优异的耐溶剂、耐腐蚀性能以及良好的硬度，且使用安全、环保。

5、但目前的研究，大都集中在对涂料各组分进行改性，并未深入研究各组分之间的协同配合作用。本发明以较高环氧值的环氧树脂为基体树脂，酚醛树脂作为固化剂，通过调整各组分以及溶剂之间的配比，使得该涂料体系所形成涂层能够一次达到高膜厚。配合使用交联剂、引发剂和其他助剂，使得涂料涂层具有优异的加工性能、硬度、抗冲击性能、粘结性能、防羽毛边性能以及耐酸耐硫耐高温，涂层爽滑性优。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种用于卷材的涂料组合物及其制备方法，制备得到的涂料组合物，应用于卷材的涂层中，能够一次达到高膜厚，且提高涂层的抗冲击性、硬度、粘结性能、耐腐蚀、耐酸硫、耐高温，涂层爽滑性高、羽膜小；且涂层稳定，对涂层基体起到保护和隔离作用。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、首先，本发明提供了一种用于卷材的涂料组合物，包括组分：环氧液、酚醛树脂、交联剂、n,n-二甲基乙醇胺、消泡剂、流平剂、分散剂、填料和涂料溶剂。

4、优选地，所述涂料组合物，按照重量份包括组分：70-85份环氧液、12-25份酚醛树脂、1-3份交联剂、3.3-5.6份n,n-二甲基乙醇胺、0.05-0.23份消泡剂、0.2-0.8份流平剂、4-7份分散剂、1-3份填料和25-40份涂料溶剂。

5、进一步优选地，所述涂料组合物，按照重量份包括组分：75-80份环氧液、15-20份酚醛树脂、1.5-2.3份交联剂、4-5份n,n-二甲基乙醇胺、0.1-0.2份消泡剂、0.4-0.6份流平剂、5.5-6.5份分散剂、1.8-2.5份填料和28-36份涂料溶剂。

6、优选地，所述环氧液包括组分：环氧树脂、助溶剂和溶剂。

7、进一步优选地，所述环氧液中的组分中，环氧树脂、助溶剂和溶剂的质量比为2-5:0.5-1.5:1-2.5。

8、进一步优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.35-0.50。

9、更进一步优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.41-0.47。

10、进一步优选地，所述助溶剂选自乙二醇单丁醚(bcs)和乙二醇甲醚中的至少一种。

11、进一步优选地，所述溶剂选自二价酸酯(dbe)、乙酸乙酯、异丙醇和芳香烃中的至少一种。

12、进一步优选地，所述环氧液的制备方法，包括步骤：将助溶剂和溶剂混合后，升温，与环氧树脂混合后继续升温，保温反应后得到环氧液。

13、更进一步优选地，所述环氧液的制备方法，包括步骤：将助溶剂和溶剂混合后，升温至60-80℃，与环氧树脂混合后升温至135-150℃，保温反应0.5-2h，得到环氧液。

14、更进一步优选地，所述环氧液的制备方法，包括步骤：将助溶剂和溶剂混合后，升温至65-75℃，与环氧树脂混合后升温至140-150℃，保温反应1-1.5h，边搅拌边降温，得到均匀的环氧液。

15、优选地，所述交联剂选自异氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯(tac)、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷(双25)和聚乙二醇中的至少一种。

16、本发明中，所述消泡剂、流平剂、分散剂为本领域常规可添加的助剂，不同种类的消泡剂、流平剂、分散剂对技术效果无显著影响。

17、本发明中，所述消泡剂包括但不限于104e、byk-028和byk-011。

18、本发明中，所述流平剂包括但不限于efka-3772、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯、byk-333、二丙酮醇和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

19、本发明中，所述分散剂包括但不限于lbd-1分散剂、丙烯酸聚氨酯、byk-190和byk-163中的至少一种。

20、优选地，所述填料选自硫酸钡、高岭土、滑石粉、长石粉、碳酸钙和二氧化硅中的至少两种。

21、进一步优选地，所述填料选自硫酸钡、滑石粉、碳酸钙和二氧化硅中的至少一种。

22、更进一步优选地，所述填料为碳酸钙和硫酸钡的混合物，碳酸钙和硫酸钡的质量比为1-2.5:1。

23、优选地，所述涂料溶剂选自芳烃溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂和酮类溶剂中的至少一种。

24、进一步优选地，所述涂料溶剂为醚类溶剂和醇类溶剂的混合物，醚类溶剂和醇类溶剂的质量比为1-3:2-5。

25、更进一步优选地，所述醚类溶剂和醇类溶剂的质量比为2-3:3-4。

26、更进一步优选地，所述芳烃溶剂选自苯、甲苯和二甲苯中的至少一种；所述醚类溶剂选自乙二醇丁醚、乙二醇甲醚和甘油醚中的至少一种；所述醇类溶剂选自异丙醇和正丁醇中的至少一种；所述酮类溶剂选自丙酮和丁酮中的至少一种。

27、更进一步优选地，所述醚类溶剂为乙二醇丁醚；所述醇类溶剂为异丙醇。

28、然后，本发明提供上述涂料组合物的制备方法，包括步骤：

29、s1、将部分酚醛树脂、交联剂和部分涂料溶剂在高速搅拌条件下混合，得到混合物1；

30、s2、将环氧液预热，与n,n-二甲基乙醇胺混合，得到混合物2；

31、s3、保温条件下，将混合物2与混合物1搅拌均匀，分批与剩余重量份的涂料溶剂混合，保温反应，之后与剩余重量份的酚醛树脂混合，继续反应，得到混合物3；

32、s4、混合物3降温，与剩余组分消泡剂、流平剂、分散剂和填料分散均匀，得到涂料组合物。

33、优选地，步骤s1中，所述部分酚醛树脂，占全部酚醛树脂质量的50-70％，g/g；所述部分涂料溶剂，占全部涂料溶剂质量的70-85％，g/g。

34、优选地，步骤s1中，所述高速搅拌条件为，800-1200rpm/min，搅拌30-60min。

35、优选地，步骤s2中，所述预热的温度为80-95℃。

36、进一步优选地，所述预热的温度为85-90℃。

37、优选地，步骤s3中，所述分批的次数为3-5次，每次间隔2-3min，10分钟内混合完毕。

38、优选地，步骤s3中，所述混合，始终保持70℃以上的温度。

39、优选地，步骤s3中，所述保温反应的温度为80-95℃，时间为0.5-1.5h。

40、进一步优选地，所述保温反应的温度为83-90℃，时间为50-70min。

41、优选地，步骤s3中，所述继续反应的温度为80-95℃，时间为0.5-1.5h。

42、优选地，步骤s4中，所述降温的温度为40-50℃。

43、进一步优选地，所述降温的温度为40-45℃。

44、优选地，步骤s4中，所述分散均匀，具体为高速搅拌分散，转速800-1200rpm/min，搅拌10-30min。

45、最后，本发明提供上述涂料组合物在制备卷材涂层涂料中的应用。

46、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

47、1、本发明的涂料组合物，以较高环氧值的环氧树脂为基体树脂，酚醛树脂作为主要固化剂成分，通过调整各组分以及溶剂之间的配比，使得该涂料体系所形成涂层膜能够一次达到高膜厚。

48、2、本发明的涂料组合物，配合使用交联剂、引发剂和其他助剂，使得涂料涂膜具有优异的加工性能、抗冲击性能、硬度、粘结性能、防羽毛边性能以及耐酸耐硫，涂层爽滑性优。

49、3、本发明的涂料组合物，将环氧树脂和助溶剂、溶剂经过特定配比和温度的混合，所得到的的环氧液性能均一，使得涂层爽滑，且提高了涂料涂层的抗冲剂性能；所使用的环氧树脂具有特定的环氧比，与组合物中的其他组分协同配合，克服了环氧树脂涂层不耐酸碱硫的缺点，提高涂料的柔韧性和防腐蚀性能。

50、4、本发明的涂料组合物，采用先分散、后混合的方式进行制备，充分发挥固化剂的交联作用，充分发挥溶剂的分散作用，使得树脂与溶剂分散均匀，在应用时性能稳定，具有较高的保护与隔绝性能。