一種含硅灰石的粉末涂料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料領域，特別屬于低溫固化的粉末涂料的領域。
【背景技術】
[0002]粉末涂料是一種組分中不含有溶劑的涂料類型，其在使用中基本不產生揮發(fā)性的有機化合物(V0C)，對環(huán)境的污染極小，是一種節(jié)能環(huán)保的涂料。粉末涂料一般包括熱塑性粉末涂料與熱固性粉末涂料，涂料中作為成膜物質的樹脂若為熱塑性的樹脂則其為熱塑性粉末涂料，若樹脂為熱固性的樹脂則其為熱固性粉末涂料，熱固性的粉末涂料中的樹脂一旦固化后，涂料在高溫下不會出現(xiàn)熔融，在不同的溶劑環(huán)境下也不會出現(xiàn)溶解，因此相對于熱塑性的粉末涂料具有更好的物理、化學性質，基于此，熱固性粉末涂料迅速占領了粉末涂料中的主要位置。
[0003]常見的熱固性粉末涂料按照其中樹脂的類型而言，主要包括環(huán)氧類粉末涂料、聚酯類粉末涂料、丙烯酸類粉末涂料、環(huán)氧/聚酯混合型粉末涂料、輻射固化型粉末涂料以及其它類型的粉末涂料，除了樹脂外，熱固性粉末涂料中一般還含有固化劑、顏料、和/或助劑、和/或填料等，熱固性粉末涂料的涂裝方式包括熱涂裝與冷涂裝，特別以冷涂裝方式中的靜電噴涂法為主。
[0004]熱固性粉末涂料雖然具有節(jié)能，環(huán)保，涂膜的耐熱性、耐溶劑性較好等優(yōu)點，但相對于溶劑型涂料而言，其需要的固化溫度較高(180°C?200°C )，不利于在不同材料上的廣泛應用。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種能夠在較低溫度下固化，同時機械性能良好，涂裝后表面平整的改性的聚酯類粉末涂料的制備方法。本發(fā)明借由以下技術方案來實現(xiàn)上述目的:
一種含硅灰石的粉末涂料的制備方法，所述粉末涂料包括成膜物質、填料與助劑，所述成膜物質包括主體樹脂與固化樹脂，其特征在于:所述主體樹脂由以下作為主體樹脂的原料的樹脂合成:
對苯二甲酸酐、戊二醇、二甘醇、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲醚、對苯二酚、對苯二甲酰氯(TPC)；
所述固化樹脂為苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中一種或兩種與乙醇胺的混合物；
所述填料為化工級硅灰石；
所述助劑為硼酸酯偶聯(lián)劑與流平劑；
所述硅灰石加入的質量為所述成膜物質的質量的5%?15% ；
所述硼酸酯偶聯(lián)劑的用量為所述成膜物質的質量的0.5%?2% ；
所述流平劑的用量為所述粉末涂料總質量的0.5%?1.5% ；
該粉末涂料的制備過程包括以下步驟:
I)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內溫度為190?210°C，繼續(xù)恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
4)將完成步驟3)的四口燒瓶停止加熱，至溫度下降至140°C以下后，于氮氣氛圍下向其中加入所述固化樹脂；
5)在70?90°C下向完成步驟4)的四口燒瓶中依次加入硼酸酯偶聯(lián)劑、硅灰石、流平劑，攪拌均勻后冷卻、粉碎可得到所述的含硅灰石的粉末涂料。
[0006]其優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中戊二醇、二甘醇的物質的量的比為1:2 ?2:1。
[0007]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐與順丁烯二酸酐的物質的量的比為1:1?2:1。
[0008]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中鄰苯二甲醚、對苯二酚的物質的量的比為2?3:4?5。
[0009]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中戊二醇、二甘醇的總物質的量與對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質的量的比為2:5?2:7。
[0010]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質的量的與TPC的物質的量的比為10:1?15:1。
[0011]其另一優(yōu)選的實施方式為:主體樹脂的原料中對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐的總物質的量與鄰苯二甲醚、對苯二酚的總物質的量的比為3:1?4:1。
[0012]其另一優(yōu)選的實施方式為:所述固化樹脂中苯乙烯或甲基苯烯酸甲酯中的一種或兩種的物質的量與乙醇胺的物質的量的比為7:1?9:1。
[0013]其另一優(yōu)選的實施方式為:所述固化樹脂的質量為主體樹脂質量的30%?50%。
[0014]其另一優(yōu)選的實施方式為:所述硅灰石為化工級800目?3000目硅灰石。
[0015]經(jīng)由上述制備方法得到的含硅灰石的粉末涂料中還可以進一步加入光催化劑，所述光催化劑為安息香雙甲醚(DMPA)或2-羥基-2-甲基苯基丙酮(HMPP)，當光催化劑為DMPA時，其用量為成膜物質的質量的1%?5%，當光催化劑為HMPP時，其用量為成膜物質的量的5%?10%。
[0016]所述含硅灰石的粉末涂料的光催化劑還可以為納米的半導體材料，如納米二氧化鈦，其用量為成膜物質的10%?15%。
[0017]所述含硅灰石的粉末涂料的助劑還可以包括三氟化硼乙醚絡合物、氯化亞錫、辛酸亞錫中的一種或多種，其用量為成膜物質總質量的1%?2%。
[0018]除上述組分外，若希望涂料還帶有顏色，還可以在涂料中加入顏填料。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
I)本發(fā)明制備得到的含硅灰石的粉末涂料的主體樹脂通過選擇適當?shù)脑?，使得一方面其合成的主體樹脂能夠因規(guī)整性較好而得到較高的玻璃化溫度，避免進一步得到的涂料在低溫下粘化，另一方面能夠通過主體樹脂與固化樹脂間較低的交聯(lián)溫度，使得其能夠得到在較低溫度下固化使用的粉末涂料；
2)本發(fā)明的方法制備得到的含硅灰石的粉末涂料中加入了填料硅灰石，有利于提高涂裝后得到的涂膜的力學性能；
3)本發(fā)明的方法制備得到的含硅灰石的粉末涂料中加入了流平劑，可使涂裝后形成的涂膜表面平整；
4)本發(fā)明的含硅灰石的粉末涂料的制備方法簡單易行，制備方便；
5)本發(fā)明的方法制備得到的含硅灰石粉末涂料在使用過程中不會產生揮發(fā)性的溶劑，綠色環(huán)保。
【具體實施方式】
[0020]I)將對苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、TPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到150?190°C，并恒溫回流攪拌20?40min ；
2)向完成步驟I)的四口燒瓶內加入戊二醇、二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190?210°C，并恒溫回流攪拌I?2h，其后對四口燒瓶進行抽真空，維持燒瓶內溫度為190?210°C，繼續(xù)恒溫回流攪拌3?4h ;
3)向完成步驟2)的四口燒瓶內加入鄰苯二甲醚與對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170?180°C，并恒溫回流攪拌20?40min，即得到主體樹脂；
4)將完成步驟3)的四口燒瓶停止加熱，至溫度下降至140°C以下后，于氮氣氛圍下向其中加入所述固化樹脂在70?90 °C下；
5)向完成步驟4)的四口燒瓶中依次加入硼酸酯偶聯(lián)劑、硅灰石、流平劑，攪拌均勻后冷卻、粉碎可得到所述的含硅灰石的粉末涂料。
[0021]所述流平劑可選擇粉末涂料常用的流平劑，如聚甲基丙烯酸甲酯。
[0022]上述過程中使用的原料在本發(fā)明中為購買的分析純用品，在實際應用時，可以購買純度較高的工業(yè)用品，也可以自行制備雜質含量少的各種原料。在反應過程中四口燒瓶需連上氮氣輸送裝置、測溫裝置、攪拌裝置與回流冷凝裝置，反應過程中嚴格控制體系的密封程度，因原料中的一些成分在反應不完全時容易被氧化。制備得到的低溫固化的粉末涂料其玻璃化溫度為30?50°C，酸值為30?40mgK0H/g，在使用時若添加有光催化劑，可直接在紫外光下進行固化，未添加光催化劑可選擇在100?120°C下固化10?20min。
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明進行進一步的說明:
實施例一
將225g對苯二甲酸酐、150g順丁烯二酸酐、61gTPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到180°C，并在恒溫下回流攪拌20min ;其后向四口燒瓶內加入32g戊二醇、64g 二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至190°C，并恒溫回流攪拌lh，其后對四口燒瓶進行抽真空，繼續(xù)在190°C下恒溫回流攪拌3h ;其后再向燒瓶內充入氮氣，加入41g鄰苯二甲醚與對66g對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至170°C，并恒溫回流攪拌20min ;其后停止加熱，溫度下降至130°C時，于氮氣氛圍下向其中加入293g苯乙烯與27g乙醇胺，攪拌均勻后即完成成膜物質的制備。
[0024]實施例二
將440g對苯二甲酸酐、150g順丁烯二酸酐、91gTPC加入四口燒瓶中，于氮氣氛圍下加熱到190°C，并恒溫回流攪拌40min ;其后向四口燒瓶內加入94g戊二醇、95g 二甘醇，于氮氣氛圍下升溫至210°C，并恒溫回流攪拌lh，其后對四口燒瓶進行抽真空，繼續(xù)在210°C下恒溫回流攪拌2h ;其后再向燒瓶內充入氮氣，并加入41g鄰苯二甲醚與對88g對苯二酚，于氮氣氛圍下降溫至180°C，并恒溫回流攪拌30min ;其后停止加熱，溫度下降至135°C時，于氮氣氛圍下